CN101719716B - 永久磁铁滑动式永磁液冷缓速器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种永久磁铁滑动式永磁液冷缓速器，包括定子、转子和轴承装置。定子由定子鼓和外力装置组成；转子由若干永久磁铁和磁铁保持架组成，永久磁铁均匀分布在磁铁保持架圆周上。定子通过缓速器支架与汽车车架固定，转子和外力装置通过轴承装置联结，转子与传动轴通过过渡法兰联结，转子可旋转地置于定子内。本发明通过转子在过渡法兰的花键上轴向滑动，可实现永磁缓速器制动力矩连续调节；转子轴向滑动动作简单，可靠性高；永久磁铁和磁铁保持架作为转子，外部无旋转部件，与传统电涡流或永磁缓速器相比较更加安全；定子设有液冷装置，散热效果好，长时间制动无力矩衰退；缓速器机械加工性好，体积质量小。

Description

永久磁铁滑动式永磁液冷缓速器
技术领域
本发明是一种利用永久磁铁作为涡流制动磁源，通过转子旋转，在非接触的转子或定子产生涡流制动力，对汽车车辆进行减速的辅助制动装置，特指一种永久磁铁滑动式永磁液冷缓速器。
背景技术
缓速器是一种行车制动的安全辅助装置，它将制动力作用到车辆传动部件上，起到降低汽车行驶速度的作用。目前国内外普遍采用的缓速器主要有液力缓速器和电涡流缓速器，尽管它们的工作原理各异，但作为一种辅助制动装置，其效果是很明显的。而永久磁铁式缓速器是通过自身的永久磁铁形成磁场，起到缓速作用，因此几乎无电力消耗。
永磁式缓速器的最大特点是：1.可实现大幅度的轻量化、小型化。2.几乎不消耗电力。3.连续工作自身不会产生过热，能持续不断保持制动力的稳定性和持久性。4.永磁所产生的强烈反抗磁场具有硬特性。5.保养简单，免维护。
现有永磁缓速器都是由定子和转子构成，定子置于转子内部，内沿圆周方向安装有一列固定永久磁铁和一列可旋转的永久磁铁，两列永久磁铁数量相同且平行放置，同列相邻的永久磁铁极性相反。当并列排列的两永久磁铁极性相反时，磁力线被磁轭屏蔽，永磁缓速器处于非制动状态；当旋转其中一列永久磁铁到一定角度，并列排列的两永久磁铁极性相同，磁力线通过转子，永磁缓速器处于制动状态。永磁缓速器只具有制动或非制动两种工作状态，从而驾驶者不能根据路况和车速提供所需的制动力矩，即不能实现永磁缓速器的分级控制。
名称为“一种分级控制永磁式缓速器”的发明专利(专利申请号为200510037966.3)公开了一种永磁缓速器，它能提供可分级的制动力矩，这种永磁缓速器的定子是装有永久磁铁的支架，带有斜齿的转子在定子外面旋转，转子切割磁力线产生反向力矩。这些结构利用风冷散热，散热效果差，长时间制动时转子鼓温升高，制动效果下降明显；通过转动永久磁铁来达到控制磁路的目的，这种控制方式不仅使得永磁缓速器结构复杂，工作可靠性低，而且在非制动时存在漏磁力矩。
名称为“一种可分级液冷永磁缓速器”的发明专利(专利申请号为200810222626.1)公开了一种利用液冷散热的永磁缓速器，这种永磁缓速器的定子带有螺旋水道，装有永久磁铁的转子在定子内部旋转，利用离合器装置控制缓速器的工作状态，两套定子和转子实现分级目的。这种缓速器力矩最多只能分成三级，不能达到无级控制；离合器摩擦片属于易耗材料，控制可靠性不高。
发明内容
本发明的目的是克服上述现有技术的不足，提供一种永久磁铁滑动式永磁液冷缓速器，具有成本低、质量小、制动力矩可连续调节、非制动时无漏磁力矩、散热效果好、长时间制动无力矩衰退等优点。
为了实现上述目的，本发明采取了如下技术方案：本发明包括定子、转子和轴承装置，转子置于定子内并能够在定子内旋转；所述的定子包括定子鼓和外力装置，定子鼓通过缓速器支架与汽车车架固连；所述的转子包括永久磁铁和环形的磁铁保持架，永久磁铁均匀分布在磁铁保持架的外圆周上，磁铁保持架的内圆周与过渡法兰相连，磁铁保持架能够沿着过渡法兰的表面左右滑动也能够随着过渡法兰一起旋转；在磁铁保持架的一个端面开有凹槽，凹槽侧面与轴承装置的内圈固连，轴承外圈与外力装置固连，外力装置能够带动磁铁保持架沿着过渡法兰的表面左右滑动，所述外力装置为汽缸或电机。过渡法兰与传动轴固连。
所述的定子鼓与永久磁铁之间留有1～1.5mm的间隙。
所述的磁铁保持架内圆周与过渡法兰之间通过花键结构连接，在花键的带动下磁铁保持架能够随着过渡法兰一起旋转，同时也能够在外力装置的带动下沿着花键左右滑动。磁铁保持架与过渡法兰之间也可以通过导向键、滑动导轨、滚动导轨等方式连接。
在定子鼓内设有用于冷却的密封水道，密封水道内液体能将永磁缓速器工作时定子鼓上产生的热量带走，液体经独立于缓速器的散热器散热后，回流到缓速器中循环往复工作。
本发明的永磁缓速器工作时，外力装置通过推动轴承装置带动转子在过渡法兰的花键上向定子鼓水道一侧滑动，定子鼓切割磁铁保持架上永久磁铁发出的磁力线，在定子鼓内产生涡流，并产生阻碍转子转动的力矩，该制动力矩通过磁铁保持架和过渡法兰作用在传动轴上，从而对汽车产生制动力矩。通过调节外力装置推杆的轴向位置，可调节转子与定子鼓的轴向相对位置，从而调节定子鼓与转子相互作用的面积，即可实现缓速器制动力矩连续调节。当不需要制动时，外力装置将轴承装置和转子完全拉出定子水道端面，传动轴不受制动力矩，从而解除对汽车的制动。定子鼓上产生的热量通过冷却水道中液体带走，冷却液经独立于缓速器的散热器散热后，回流到缓速器中循环往复工作。
本发明的主要优点是：通过转子在过渡法兰的花键上轴向滑动，可实现永磁缓速器制动力矩连续调节；转子轴向滑动动作简单，可靠性高；永久磁铁和磁铁保持架作为转子，外部无旋转部件，与传统电涡流或永磁缓速器相比较更加安全；定子设有液冷装置，散热效果好，长时间制动无力矩衰退；缓速器机械加工性好，体积质量小。
附图说明
图1是本发明制动时结构示意图
图2是本发明非制动时结构示意图
图3是本发明中定子液冷装置水管接头示意图
图中：1、变速箱输出轴，2、输出轴法兰，3、过渡法兰，4、轴承，5、轴承外环，6、磁铁保持架，7、永久磁铁，8、缓速器支架，9、定子鼓，10、汽缸支架，11、汽缸，12、传动轴法兰，13、进水管接头，14、出水管接头。
具体实施方式
下面结合附图进一步说明本发明。
如图1所示，本实施例包括定子、转子和轴承装置，转子可旋转的置于定子内。定子由定子鼓和外力装置组成，缓速器支架8和汽缸支架10均固定在汽车支架上，定子鼓9的两端通过螺栓分别与缓速器支架8和汽缸支架10联结。定子鼓9内设有密封水道，水道的进水口13和出水口14形成冷却回路，如图3所示，水道内液体能将永磁缓速器工作时定子鼓上产生的热量带走，液体经独立于缓速器的散热器散热后，回流到缓速器中循环往复工作。
转子由12～20永久磁铁和圆环形的磁铁保持架组成，瓦片形永久磁铁7沿圆周方向均布在磁铁保持架6的外圆周上，永久磁铁7的外径与定子鼓9内径保持1～1.5mm的间隙。汽缸11作为外力装置固定在汽缸支架10上，汽缸11的活塞与轴承装置的轴承外环5螺纹联结。在磁铁保持架的靠近汽缸的端面开有凹槽，凹槽侧面与轴承装置的内环固连，轴承4外圈与轴承外环5固定。1～4个汽缸沿磁铁保持架的圆周方向均匀分布，并分别通过轴承装置与磁铁保持架相连。磁铁保持架内环设有花键，并与过渡法兰3外径上的花键滑动配合。磁铁保持架能够沿着过渡法兰的表面左右滑动也能够随着过渡法兰一起旋转。变速箱输出轴1通过输出轴法兰2将动力传递给过渡法兰3，再通过传动轴法兰12传递给汽车传动轴。
磁铁保持架和过渡法兰之间也可以通过滑动导轨、滚动导轨、导向键等方式连接。
本实施例中，永磁缓速器轴承装置的内圈与转子紧固并共同旋转，外圈与外力装置联结，用于消除转子旋转扭矩对外力装置的影响。过渡法兰与传动轴通过螺栓联结，为缓速器提供动力来源。
当缓速器工作时，气缸11右侧接口通入高压气体，活塞推动轴承外环5、轴承4、磁铁保持架6和永久磁铁7向定子鼓9密封水道一侧滑动，定子鼓9切割磁铁保持架6上永久磁铁7发出的磁力线，在定子鼓9内产生涡流，并产生阻碍转子转动的力矩，该制动力矩通过磁铁保持架6和过渡法兰3作用在传动轴法兰12上，从而对汽车产生制动力矩。
通过电磁阀调节汽缸11内气压，使活塞带动轴承外环5、轴承4、磁铁保持架6和永久磁铁7连续地在过渡法兰3的花键上滑动，永久磁铁7和定子鼓9的相互作用面积连续变化，可实现缓速器制动力矩连续调节。
如图2，当不需要制动时，活塞将轴承外环5、轴承4、磁铁保持架6和永久磁铁7完全拉出定子鼓9密封水道一侧，定子鼓9不能切割永久磁铁7的磁力线，没有涡流产生，故传动轴不受制动力矩，从而解除对汽车的制动。
如图3，定子鼓9上的进水管接头13和出水管接头14形成冷却水回路，永磁缓速器工作时定子鼓9上产生的热量通过冷却水道中液体带走，冷却液经发动机水箱的散热器散热后，回流到缓速器中循环往复工作。
本实施例中的外力装置也可用其他方式实现，如电机等。

Claims (8)

1.一种永久磁铁滑动式永磁液冷缓速器，其特征在于：包括定子、转子和轴承装置，转子置于定子内并能够在定子内旋转；所述的定子包括定子鼓和外力装置，定子鼓通过缓速器支架与汽车车架固连；所述的转子包括永久磁铁和环形的磁铁保持架，永久磁铁均匀分布在磁铁保持架的外圆周上，磁铁保持架的内圆周与过渡法兰相连，磁铁保持架能够沿着过渡法兰的表面轴向滑动也能够随着过渡法兰一起旋转；在磁铁保持架的一个端面开有凹槽，凹槽侧面与轴承装置的内圈固连，轴承外圈与外力装置固连，外力装置能够带动磁铁保持架沿着过渡法兰的表面轴向滑动；过渡法兰与传动轴固连。
2.根据权利要求1所述的永久磁铁滑动式永磁液冷缓速器，其特征在于：所述的定子鼓与永久磁铁之间留有1～1.5mm的间隙。
3.根据权利要求1或权利要求2所述的永久磁铁滑动式永磁液冷缓速器，其特征在于：所述的磁铁保持架内圆周与过渡法兰之间通过花键结构连接，在花键的带动下磁铁保持架能够随着过渡法兰一起旋转，同时也能够在外力装置的带动下沿着花键轴向滑动。
4.根据权利要求1或权利要求2所述的永久磁铁滑动式永磁液冷缓速器，其特征在于：所述的磁铁保持架与过渡法兰之间通过导向键连接。
5.根据权利要求1或权利要求2所述的永久磁铁滑动式永磁液冷缓速器，其特征在于：所述的磁铁保持架与过渡法兰之间通过滑动导轨连接。
6.根据权利要求1或权利要求2所述的永久磁铁滑动式永磁液冷缓速器，其特征在于：所述的磁铁保持架与过渡法兰之间通过滚动导轨连接。
7.根据权利要求1所述的永久磁铁滑动式永磁液冷缓速器，其特征在于：所述外力装置为汽缸或电机。
8.根据权利要求1所述的永久磁铁滑动式永磁液冷缓速器，其特征在于：在定子鼓内设有用于冷却的密封水道，密封水道内液体能将永磁缓速器工作时定子鼓上产生的热量带走，液体经独立于缓速器的散热器散热后，回流到缓速器中循环往复工作。
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