CN103259386B - 一种定子固定式涡流缓速器 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种对汽车进行制动和减速的定子固定式涡流缓速器，包括外转子、内定子和定子轴，外转子为空心筒状结构，在内定子的外圈表面上固定设置多个U形定子磁轭，多个U形定子磁轭的底面均沿着内定子轴向固定设置在内定子的外圈表面上，每个U形定子磁轭的U型开口均朝向外转子内表面且与外转子内表面之间有间隙；多个U形定子磁轭分为m组，m组U形定子磁轭沿内定子沿轴向等距离地分布，每组都由n个U形定子磁轭组成，每组的n个U形定子磁轭沿内定子的外圈圆周方向等角度地布置；在每组的n个U形定子磁轭的U型开口中缠绕有一个励磁线圈；磁场利用率高，在通入相同电流的情况下，所产生的制动力矩大，制动安全性能好。

Description

一种定子固定式涡流缓速器

技术领域

本发明涉及一种安装在汽车上对汽车进行制动和减速的涡流缓速器。利用电磁产生制动力矩，是一种汽车辅助制动器。

背景技术

随着高速公路网络的发展，汽车的行驶速度越来越快，汽车的制动负荷也随之增大。传统的摩擦制动系统在长时间持续制动的工况下，易产生制动热衰退现象，制动效能大大降低甚至完全消失。采用非接触式的电涡流辅助制动系统能有效解决摩擦制动器热衰退问题，大大提高汽车行驶安全性能。

目前已广泛应用于客车和卡车上的多为盘式涡流缓速器，其结构是：定子部分由八个高导磁材料制成的铁芯组成，呈圆周均匀地安装在固定架上。励磁线圈套装在铁芯上，共同构成励磁绕组。定子通过固定架安装于车架上，呈刚性连接。转子组件由前转子盘、后转子盘和转子轴构成，通过转子轴联成一个整体。转子盘通过连接凸缘与传动轴相连，并随传动轴转动。盘式涡流缓速器的工作原理是：当车辆需要制动时，励磁线圈中通入电流，励磁线圈产生的磁场在气隙与缓速器转子之间形成回路，此时，缓速器转子在旋转过程中切割磁感线而产生涡流，从而在缓速器转子上产生阻碍其运动的电磁力矩。目前的缓速器绕线复杂，体积大，质量重，安装不方便，并且磁场利用率不高，因此制动力矩较小。并且其转子平面垂直于轴心，当轴向窜动时，转子会擦伤定子，损坏缓速器。

发明内容

鉴于现有技术存在的问题，本发明提供一种定子固定式涡流缓速器，此涡流缓速器可以有效延长摩擦制动器的使用寿命、改善制动器的抗热衰退性能，磁场利用率高，在通入相同电流的情况下，该涡流缓速器产生的制动力矩较大，制动安全性能好。

本发明采用的技术方案是：包括外转子、内定子和定子轴，外转子为空心筒状结构，在外转子内部同轴套有内定子，内定子的中心处同轴固定连接定子轴；在内定子的外圈表面上固定设置多个U形定子磁轭，多个U形定子磁轭的底面均沿着内定子轴向固定设置在内定子的外圈表面上，每个U形定子磁轭的U型开口均朝向外转子内表面且与外转子内表面之间有间隙；多个U形定子磁轭分为m组，m组U形定子磁轭沿内定子沿轴向等距离地分布，每组都由n个U形定子磁轭组成，每组的n个U形定子磁轭沿内定子的外圈圆周方向等角度地布置；在每组的n个U形定子磁轭的U型开口中缠绕有一个励磁线圈。

本发明的有益效果是：

1、本发明利用非接触式的涡流缓速器分担部分制动力矩，可以有效避免制动热失效，提高了车辆的制动安全性能。同时可以有效地减轻磨损，提高制动器使用寿命，并减少有害粉尘和制动噪音的产生。提高了车辆使用的经济性和环保性。

2、本发明所述涡流缓速器是转筒式的。与以往的盘式涡流缓速器相比，转筒式涡流缓速器整体质量较轻，外形尺寸小，且便于拆装。转筒式涡流缓速器结构紧凑，单位质量下的制动力矩更大，更有利于实现整车轻量化，并且，磁场的分布结构使转子间隙受轴向窜动的影响小，对原车传动系的影响也比较小，适用的车型较多。

附图说明

以下结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明；

图1是本发明的总体结构剖视图；

图2是图1中U形定子磁轭2、定子3及定子轴5的放大的立体结构图；

图3是图1中外转子1的放大的立体结构图；

图4是本发明在制动时的制动原理示意图；

图中：1—外转子；2—U形定子磁轭；3—内定子；4—励磁线圈；5—定子轴。

具体实施方式

如图1所示，本发明所述的一种定子固定式涡流缓速器包括外转子1、U形定子磁轭2、内定子3、励磁线圈4和定子轴5。参见图3，外转子1为空心筒状结构，通过连接法兰固定在后桥输入端或变速箱的输出端上。在外转子1内部同轴套有内定子3，内定子3的中心处同轴固定连接定子轴5，定子轴5的两端伸出外转子1两端之外，将外转子1两端通过轴承支撑在定子轴5上。定子轴5两端通过联轴器与半轴相连。内定子3可设计成空心筒状结构，定子轴5固定套套在内定子3中心孔中。

再参见图2，在内定子3的外圈表面上，固定设置多个U形定子磁轭2，将U形定子磁轭2的底面固定在内定子3的外圈表面上，并且，底面是沿着内定子3轴向布置，也就是每个U形定子磁轭2的两个侧面都沿轴向面对面地布置。每个U形定子磁轭2的U型开口均朝向外转子1内表面，并且U形定子磁轭2与外转子1内表面之间有间隙。将多个U形定子磁轭2分为m组，m组U形定子磁轭2沿内定子3的轴向等距离地分布。每组都由n个U形定子磁轭2组成，每组的n个U形定子磁轭2沿内定子3的外圈圆周方向等角度地均匀布置。在内定子3的外圈表面上，沿轴向的U形定子磁轭2形成整齐的一列。在每组的n个U形定子磁轭2的U型开口中沿圆周方向缠绕有一个励磁线圈4。

将所有U形定子磁轭2与内定子3铸造成一个整体件的结构。外转子1采用合金钢材料，U形定子磁轭2以及励磁线圈4的铁芯的材料为纯铁，励磁线圈4采用纯铜导线绕成。根据缓速器的轴向尺寸，选择m=2～6组U形定子磁轭2和m=2～6个励磁线圈4，根据缓速器的径向尺寸，每组选择n=4～12个U形定子磁轭2。

参见图4，当汽车正常行驶时，励磁线圈4中无电流通入，无磁场产生，缓速器不工作。当汽车需要制动时，驾驶员踩下制动踏板，控制器接收到制动踏板处输入的信号，立即在所有的励磁线圈4中通入电流。当励磁线圈4中通入电流后，根据奥斯特实验原理，会在励磁线圈4周围产生磁场，并且该磁场通过U形定子磁轭2。对于每个U形定子磁轭2，磁力线从U形定子磁轭2的一侧面依次经过U形定子磁轭2一侧面顶端与外转子1内表面之间的间隙、外转子1、U形定子磁轭2另一侧面顶端与外转子1内表面之间的间隙、U形定子磁轭2的另一侧面，形成一个磁场回路。例如图4所示，磁力线从U形定子磁轭2一侧面a依次经过间隙、外转子1、间隙、U形定子磁轭2另一侧面b形成第一个磁场回路A，磁力线从U形定子磁轭2一侧面c依次经过间隙、外转子1、间隙、U形定子磁轭2另一侧面d形成第二个磁场回路A，磁力线从U形定子磁轭2一侧面e依次经过间隙、外转子1、间隙、U形定子磁轭2另一侧面f形成第三个磁场回路A。当外转子1与U形定子磁轭2之间有相对运动时，由于电磁感应作用，外转子1内会产生涡电流，涡电流在U形定子磁轭2形成的电磁场中运动，受到与运动方向相反的电磁力，从而使外转子1的转速降低，达到制动效果。在制动时时，形成的磁场回路个数与U形定子磁轭2的个数相同，磁场利用率高，在通入相同电流的情况下，所产生的制动力矩大，制动安全性能好。

Claims (4)

1.一种定子固定式涡流缓速器，包括外转子（1）、内定子（3）和定子轴（5），其特征是；外转子（1）为空心筒状结构，在外转子（1）内部同轴套有内定子（3），内定子（3）的中心处同轴固定连接定子轴（5）；在内定子（3）的外圈表面上固定设置多个U形定子磁轭（2），多个U形定子磁轭（2）的底面均沿着内定子（3）轴向固定设置在内定子（3）的外圈表面上，每个U形定子磁轭（2）的U型开口均朝向外转子（1）内表面且与外转子（1）内表面之间有间隙；多个U形定子磁轭（2）分为m组，m组U形定子磁轭沿内定子（3）轴向等距离地分布，每组都由n个U形定子磁轭（2）组成，每组的n个U形定子磁轭（2）沿内定子（3）的外圈圆周方向等角度地布置；在每组的n个U形定子磁轭（2）的U型开口中缠绕有一个励磁线圈（4）；

当汽车需要制动时，所有的励磁线圈（4）通入电流，励磁线圈（4）周围产生的磁场通过U形定子磁轭（2），对于每个U形定子磁轭（2），磁力线从U形定子磁轭（2）的一侧面依次经过U形定子磁轭（2）一侧面顶端与外转子（1）内表面之间的间隙、外转子（1）、U形定子磁轭（2）另一侧面顶端与外转子（1）内表面之间的间隙、U形定子磁轭（2）的另一侧面，形成一个磁场回路；当外转子（1）与U形定子磁轭（2）之间有相对运动时，外转子（1）内产生涡电流使外转子（1）的转速降低，在制动时，形成的磁场回路个数与U形定子磁轭（2）的个数相同。

2.根据权利要求1所述的一种定子固定式涡流缓速器，其特征是；m=2～6，n=4～12。

3.根据权利要求1所述的一种定子固定式涡流缓速器，其特征是；所有U形定子磁轭（2）与内定子（3）铸造成一个整体件。

4.根据权利要求1所述的一种定子固定式涡流缓速器，其特征是；定子轴（5）的两端伸出外转子（1）两端之外，外转子（1）两端通过轴承支撑于定子轴（5）。