CN102185462A - 转子冷却式汽车永磁液冷缓速器 - Google Patents

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李德胜
焦兵锋
叶乐志
石成伟
付勇
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Abstract

一种转子冷却式汽车永磁液冷缓速器，属于制动技术领域。其包括定子、转子和气缸。定子包括左端盖、定子毂、永久磁铁、磁铁保持架和右端盖。永久磁铁均匀固定在磁铁保持架上。磁铁保持架与定子毂相连接，并能够沿轴向滑动。转子与传动轴连接并随其旋转。气缸固定在右端盖上，与磁铁保持架相连接，以控制磁铁保持架沿轴向滑动。传动轴通过轴承与定子相连接，在缓速器内部带动转子旋转。定子和传动轴构成封闭空间，冷却液在缓速器内部流动，对转子进行直接冷却。本发明在缓速器内部对转子进行液体冷却，散热效果好；永久磁铁固定在磁铁保持架径向内侧，无旋转运动，安全性高；制动力矩控制简单可靠，可分级；结构简单，工作可靠性高，易于加工制造。

Description

转子冷却式汽车永磁液冷缓速器
技术领域
本发明属于汽车辅助制动装置，利用永久磁铁作为制动磁源，通过非接触的转子和定子间的相对旋转产生制动力矩。
背景技术
车用缓速器是一种汽车辅助制动装置。目前广泛应用的缓速器主要是液力缓速器和电涡流缓速器。鉴于液力缓速器和电涡流缓速器的缺点，出现了永磁缓速器，它们都是采用非接触的方式，将制动力矩作用在传动轴上进行汽车制动，降低汽车行驶速度。
永磁缓速器作为新一代缓速器，具有结构紧凑、重量轻、不耗铜、免维护、工作几乎不消耗电力等优点。但是采用风冷的永磁缓速器存在制动力矩热衰退严重的问题，导致缓速器制动力矩小，无法长时间工作，难以适应长坡道和多弯道的路段等缺点，因此无法得到广泛应用。此外，传统的永磁缓速器难以无级调节制动力矩大小，且结构过于复杂，工作可靠性低。为了解决上述缺点，出现了采用冷却液冷却和转子轴向滑动的永磁液冷缓速器。
在名为《永久磁铁滑动式永磁液冷缓速器》，专利号为ZL200910237634.8的中国专利中，缓速器的冷却采用在定子内设置冷却流道的方法，通过冷却液对缓速器进行冷却。该缓速器解决了热衰退问题，能够长时间工作，而且能够无级调整制动力矩，性价比高，可与液力缓速器相匹敌。在该缓速器中，在定子径向内侧产生的大量热量首先通过热传导，然后再经过强制对流由冷却液将热量带出缓速器进行散热。该散热路径提高了热阻，从而提高了定子温度及永久磁铁的温度，限制缓速器制动性能得提高。缓速器中的永久磁铁随传动轴高速旋转，且磁铁保持架通过轴承与气缸连接，以便磁铁保持架能随传动轴旋转的同时可以沿轴向滑动，这些结构使得缓速器结构复杂，装配性差，制造成本高，工作可靠性差。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供一种转子冷却式汽车永磁液冷缓速器，为提高缓速器散热效率，改变缓速器内部的散热路径，令冷却液在缓速器内部流动，冷却液对产生大量热量的转子进行直接冷却。永久磁铁只随磁铁保持架轴向移动，无旋转运动。该缓速器具有结构简单，散热性好，成本低，制动力矩大，工作可靠性高等优点。
为了实现上述目的本发明采用如下技术方案。本装置主要包括定子、转子和气缸。所述的定子由左端盖、定子毂、永久磁铁、磁铁保持架和右端盖组成，左端盖和右端盖固定在定子毂的两侧，永久磁铁均匀固定在磁铁保持架上，磁铁保持架置于定子毂内侧，磁铁保持架的一端和气缸的活塞连接，且在气缸的控制下磁铁保持架能够沿轴向滑动。通过控制永久磁铁与转子的相对位置来无级调节制动力大小。所述的转子固定在传动轴上，且随传动轴共同旋转。传动轴穿过在定子左端盖和右端盖上的轴承孔，传动轴与轴承孔之间坐有轴承，经过适当的密封措施构成封闭空间。在缓速器左右端盖上设置有冷却液进出口，冷却液在缓速器内部流动。
本发明的工作原理和过程是：需要产生制动力矩时，气缸推动磁铁保持架和磁铁向转子轴向移动，当转子与永久磁铁足够近时，转子切割磁铁保持架上永久磁铁发出的磁力线，在转子内产生涡流，并产生阻碍转子转动的扭矩，同时产生大量热。该扭矩通过转子作用在传动轴上，从而降低传动轴转速。通过调节磁铁保持架的轴向位置，即调节永久磁铁与转子的轴向相对位置，从而调节永久磁铁与转子相互作用的面积，即可实现缓速器制动力矩的连续调节。当不需要制动时，气缸将磁铁保持架向远离转子的方向移动，当永久磁铁与转子足够远时，转子不受扭矩，从而解除对传动轴的制动。缓速器内部流动的冷却液将转子上产生的热量带走，经独立的散热器冷却后，回流到缓速器中循环往复工作。
本发明的主要优点是：在内部对转子进行直接冷却，散热效果好；永久磁铁固定在磁铁保持架径向内侧，无旋转运动，安全性高；制动力矩控制简单可靠，可分级；结构简单，工作可靠性高，制动力矩大，易于加工制造。
附图说明
图1是本发明工作时的结构示意图
图2是本发明非工作时的结构示意图
图中：1、传动轴，2、轴承，3、左端盖，4、转子，5、永久磁铁，6、磁铁保持架，7、定子毂，8、右端盖，9、气缸。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明：
本发明的具体结构如图1、图2所示，包括定子、转子4、气缸9和传动轴1。传动轴1与汽车传动系相连接。
转子冷却式汽车永磁液冷缓速器，包括定子、与传动轴1相连接的转子4和气缸9；其特征在于：所述的定子由左端盖3、定子毂7、永久磁铁5、磁铁保持架6和右端盖8组成，左端盖3和右端盖8固定在定子毂7的两侧，永久磁铁5在周向均匀固定在磁铁保持架6上，磁铁保持架6置于定子毂7内侧，磁铁保持架6的一侧与气缸9的活塞连接，气缸9控制磁铁保持架6沿定子毂7的轴向滑动，通过控制永久磁铁与转子的相对位置来无级调节制动力大小；所述的转子4固定在传动轴1上，且随传动轴1共同旋转；传动轴1穿过在定子左端盖3和右端盖8上的轴承孔，传动轴1与轴承孔之间坐有轴承2，其构成封闭内部空间；所述的左端盖3和右端盖8上设置有冷却液进口和冷却液出口，冷却液在缓速器内部流动。
需要产生制动力矩时，气缸9推动磁铁保持架6和永久磁铁5向转子4轴向移动，当转子4与永久磁铁5足够近时，转子4切割磁铁保持架6上永久磁铁5发出的磁力线，在转子4内产生涡流，并产生阻碍转子4转动的扭矩，同时产生大量热。该扭矩通过转子4作用在传动轴1上，从而降低传动轴1的转速。通过调节磁铁保持架6的轴向位置，即调节永久磁铁5与转子4的轴向相对位置，从而调节永久磁铁5与转子4相互作用的面积，即可实现缓速器制动力矩地连续调节。当不需要制动时，气缸9将磁铁保持架6向远离转子4的方向移动，当永久磁铁5与转子4足够远时，转子4不受扭矩，从而解除对传动轴1的制动。缓速器内部流动的冷却液将转子4上产生的热量带走，经独立的散热器冷却后，回流到缓速器中循环往复工作。
根据以上描述和附图，可以更充分的理解本发明，给出附图仅仅是为了说明的目的，而不是对本发明的限制。根据以上描述可以进一步清楚本发明的应用范围。然而应当明白，虽然给出了本发明的优选实施例，但仅仅为了说明的目的。根据这些详细的描述，本领域专业人员显然知道，在本发明的精神和范围。

Claims (1)

1.转子冷却式汽车永磁液冷缓速器，包括定子、与传动轴(1)相连接的转子(4)和气缸(9)；其特征在于：所述的定子由左端盖(3)、定子毂(7)、永久磁铁(5)、磁铁保持架(6)和右端盖(8)组成，左端盖(3)和右端盖(8)固定在定子毂(7)的两侧，永久磁铁(5)在周向均匀固定在磁铁保持架(6)上，磁铁保持架(6)置于定子毂(7)内侧，磁铁保持架(6)的一侧与气缸(9)的活塞连接，气缸(9)控制磁铁保持架(6)沿定子毂(7)的轴向滑动；所述的转子(4)固定在传动轴(1)上，且随传动轴(1)共同旋转；传动轴(1)穿过在定子左端盖(3)和右端盖(8)上的轴承孔，传动轴(1)与轴承孔之间坐有轴承(2)，其构成封闭内部空间；所述的左端盖(3)和右端盖(8)上设置有冷却液进口和冷却液出口，冷却液在缓速器内部流动。
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