CN103280944A - 一种加大制动力矩的涡流缓速器 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种加大汽车制动力矩的涡流缓速器，转筒内腔中设有多个沿定子轴圆周方向均匀布置且固定在定子轴轴上的定子磁轭组件，每个定子磁轭组件均由一个定子支架和三个U型定子磁轭组成，定子支架一端固定在定子轴上、另一端上固定有第一U型定子磁轭，转筒的侧壁上固定设置多个转筒磁轭，第一U型定子磁轭的每个U型侧面都正对着一个转筒磁轭，第二、第三U型定子磁轭在轴向对称分布在定子支架两侧，第二、第三U型定子磁轭的每个U型侧面都正对着一个转子盘磁轭；所有的第一U型定子磁轭中的U型槽中绕有第二励磁线圈，所有的第二和第三U型定子磁轭的U型槽中绕有第一励磁线圈；提高了电磁场的空间利用率，产生的制动力矩较稳定。

Description

一种加大制动力矩的涡流缓速器

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，是一种利用电磁原理产生制动力矩的电磁制动器，作为汽车的辅助制动。

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。其工作原理是，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，易引起轴向窜动，轴向窜动时转子会擦伤定子，损坏缓速器。

发明内容

本发明的目的是提供一种可以有效避免制动热失效、有效延长制动器的使用寿命、磁场利用率高的加大制动力矩的涡流缓速器，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：本发明具有一个转筒、一个定子轴和两个相同的转子盘，转筒的两端均同轴固定连接一个转子盘，定子轴穿过两个转子盘的中心孔，两个转子盘通过轴承支撑在定子轴上，在转筒内腔中设有多个沿定子轴圆周方向均匀布置且固定在定子轴轴上的定子磁轭组件，每个定子磁轭组件均由一个定子支架和三个U形定子磁轭组成，定子支架一端固定在定子轴上，定子支架另一端上固定有第一U形定子磁轭，第一U形定子磁轭的U形槽口朝向转筒的侧壁，第一U形定子磁轭的两个U形侧面沿轴向面对面布置，底壁沿轴向固定在定子支架上，定子支架和第一U形定子磁轭沿定子轴以及转筒的径向布置；转筒的侧壁上固定设置多个转筒磁轭，第一U形定子磁轭的每个U形侧面都正对着一个转筒磁轭，在第一U形定子磁轭和转筒磁轭之间具有气隙；在每个转子盘的端面上固定设置多个转子盘磁轭，第二、第三U形定子磁轭在轴向对称分布在定子支架两侧，第二、第三U形定子磁轭的U形槽口朝向对应的转子盘，每个U形侧面都正对着一个所述转子盘磁轭；第二、第三U形定子磁轭的底面均沿径向固定连接定子支架，第二、第三U形定子磁轭的两个U形侧面沿径向面对面布置；所述转子盘磁轭与对应的U形定子磁轭之间均具有气隙；在所有的第一U形定子磁轭中的U形槽中绕有第二励磁线圈，在所有的第二U形定子磁轭和第三U形定子磁轭的U形槽中绕有第一励磁线圈。

本发明的有益效果是：

1、传统的摩擦制动器不可避免的存在热衰退的缺点，存在严重的安全隐患。本发明可以承担一定的制动力矩，减少了制动盘与摩擦片上热量的产生，可以有效避免制动热失效，提高车辆的制动安全性能。

2、本发明利用非接触式的涡流缓速器实现制动力矩分流，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，提高车辆使用的经济性和环保性。

3、本发明集成了转筒式涡流缓速器和盘式涡流缓速器的特点，与现有的盘式涡流缓速器相比，本发明整体结构紧凑，采用多个定子磁轭组件且每个定子磁轭组件有3个U形定子磁轭的结构，大大提高了电磁场的空间利用率，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，缓速器转筒和U形定子磁轭之间的间隙是固定的，不受转子盘的轴向窜动的影响，产生的电磁制动力矩较稳定。

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是本发明的外观立体图；

图2是图1所示转筒2内腔中的所有定子磁轭组件和定子轴9的连接结构图；

图3是图1的半剖正视图；

图4是图3中一个定子磁轭组件和定子轴9的连接结构图；

图5是图3中转子盘3和转子盘磁轭6的立体图；

 图6是图3中转筒2的立体图；

图7是本发明制动时的磁路原理图；

图中：1、3-转子盘；2-转筒；4、5、10-U形定子磁轭；6、11-转子盘磁轭；7、12-励磁线圈；8-定子支架；9-定子轴；14-转筒磁轭。

具体实施方式

如图1，本发明具有一个转筒2、一个定子轴9和两个相同的转子盘1、3，转筒2的两端均通过螺栓固定连接一个转子盘，并且转筒2和两个转子盘1、3同轴。两个转子盘1、3均通过连接法兰固定在汽车后桥输入端或变速箱的输出端上。定子轴9穿过两个转子盘1、3的中心孔，位于转筒2和两个转子盘1、3的中心处，与两个转子盘1、3同轴，并且定子轴9两端通过联轴器与半轴相连。两个转子盘1、3通过轴承支撑在定子轴9上。 

如图2和3所示，在转筒2内腔中设有多个定子磁轭组件，这多个定子磁轭组件沿定子轴9的圆周方向均匀布置，每个定子磁轭组件均固定在定子轴9轴上。再参见图4，每个定子磁轭组件均由一个定子支架8和三个U形定子磁轭4、5、10组成，定子支架8一端固定在定子轴9上，在定子支架8另一端上固定第一U形定子磁轭4，第一U形定子磁轭4的U形槽口朝向转筒2的侧壁，第一U形定子磁轭4的两个U形侧面是沿轴向面对面布置，底壁沿轴向固定在定子支架8上，定子支架8另一端和第一U形定子磁轭4沿定子轴9以及转筒2的径向布置。

如图6所示，在转筒2的侧壁上固定设置多个转筒磁轭14，第一U形定子磁轭4的一个U形侧面正对着一个转筒磁轭14，在第一U形定子磁轭4和转筒磁轭14之间具有气隙。

如图5所示，在两个转子盘1、3的端面上也固定设置多个转子盘磁轭11、6，图5仅示出转子盘3和转子盘磁轭6，转子盘1和转子盘磁轭11的结构与转子盘3在轴向对称。转子盘3上的每个转子盘磁轭6与第二U形定子磁轭5的每个U形侧面正对，并且转子盘3上的每个转子盘磁轭6与第二U形定子磁轭5之间具有气隙。第二U形定子磁轭5的U形槽口朝向对应的转子盘3，第二U形定子磁轭5的底面沿径向固定连接定子支架8，第二U形定子磁轭5的两个U形侧面是沿径向面对面布置。第三U形定子磁轭10与第二U形定子磁轭5在轴向对称，对称分布在定子支架8两侧，第三U形定子磁轭10的底面沿径向固定连接定子支架8，第三U形定子磁轭10的两个U形侧面是沿径向面对面布置，第三U形定子磁轭10的U形槽口朝向对应的转子盘1，第三U形定子磁轭10的每个U形侧面正对转子盘1上的每个转子盘磁轭11，并且第三U形定子磁轭10与转子盘1上的转筒磁轭14之间具有气隙。 

 在所有的第一U形定子磁轭4中的U形槽中绕有励磁线圈12，励磁线圈12沿圆周方向。在所有的第二U形定子磁轭5和第三U形定子磁轭10的U形槽中绕有励磁线圈7。

定子磁轭组件有18~24个。转子盘磁轭6和转子盘3铸造成一体，成为一个整件。转子盘磁轭11和转子盘1铸造成一体，成为一个整件。转筒磁轭14和转筒2铸造成一体，成为一个整件。定子支架8与定子轴9铸造成一体，成为一个整件。三个U形定子磁轭4、5、10均用螺栓连接固定在定子支架8上。转子盘1、3和转筒2采用合金钢材料。三个U形定子磁轭4、5、10、转子盘磁轭6、11、转筒磁轭13以及励磁线圈7、12的铁芯的材料均为纯铁，励磁线圈7、12采用纯铜导线绕成。定子支架8为铝制，定子轴9的材料为45钢。

当汽车正常行驶时，励磁线圈7、12中无电流通入，无磁场产生，该缓速器不工作。如图7，当汽车需要制动时，驾驶员踩下制动踏板，ECU接收到制动踏板处输入的信号，立即在励磁线圈12中通入电流。当励磁线圈12中通入电流时，根据奥斯特实验原理，会在励磁线圈12周围产生磁场，并且该磁场通过第一U形定子磁轭4，磁力线经第一U形定子磁轭4、气隙和转筒2形成磁场回路A。当转筒2与第一U形定子磁轭4之间有相对运动时，由于电磁感应作用，转筒2内会产生涡电流，涡电流在第一U形定子磁轭4形成的电磁场中运动会受到与运动方向相反的电磁力，从而使转筒2的转速降低，达到制动效果。同理，当汽车需要制动时，驾驶员踩下制动踏板，ECU接收到制动踏板处输入的信号，立即在励磁线圈7中通入电流，当励磁线圈7中通入电流时，根据奥斯特实验原理，会在励磁线圈7周围产生磁场，并且磁场通过第二U形定子磁轭5和第三U形定子磁轭10，磁力线经第二U形定子磁轭5、气隙和转子盘3形成磁场回路B，磁力线经第三U形定子磁轭10、气隙和转子盘1形成磁场回路C。当转子盘3与第二U形定子磁轭5之间有相对运动，转子盘1与第三U形定子磁轭10之间有相对运动时，由于电磁感应作用，转子盘1和转子盘3内均会产生涡电流，涡电流在第二U形定子磁轭5、第三U形定子磁轭10形成的电磁场中运动会受到与运动方向相反的电磁力，从而使转子盘1和转子盘3的转速降低，达到制动效果。

Claims (3)

1.一种加大制动力矩的涡流缓速器，具有一个转筒（2）、一个定子轴（9）和两个相同的转子盘，转筒（2）的两端均同轴固定连接一个转子盘，定子轴（9）穿过两个转子盘的中心孔，两个转子盘通过轴承支撑在定子轴（9）上，其特征是：在转筒（2）内腔中设有多个沿定子轴（9）圆周方向均匀布置且固定在定子轴（9）轴上的定子磁轭组件，每个定子磁轭组件均由一个定子支架（8）和三个U形定子磁轭组成，定子支架（8）一端固定在定子轴（9）上，定子支架（8）另一端上固定有第一U形定子磁轭（4），第一U形定子磁轭（4）的U形槽口朝向转筒（2）的侧壁，第一U形定子磁轭（4）的两个U形侧面沿轴向面对面布置，底壁沿轴向固定在定子支架（8）上，定子支架（8）和第一U形定子磁轭（4）沿定子轴（9）以及转筒（2）的径向布置；转筒（2）的侧壁上固定设置多个转筒磁轭（14），第一U形定子磁轭（4）的每个U形侧面都正对着一个转筒磁轭（14），在第一U形定子磁轭（4）和转筒磁轭（14）之间具有气隙；在每个转子盘的端面上固定设置多个转子盘磁轭，第二、第三U形定子磁轭（5、10）在轴向对称分布在定子支架（8）两侧，第二、第三U形定子磁轭（5、10）的U形槽口朝向对应的转子盘，每个U形侧面都正对着一个所述转子盘磁轭；第二、第三U形定子磁轭（5、10）的底面均沿径向固定连接定子支架（8），第二、第三U形定子磁轭（5、10）的两个U形侧面沿径向面对面布置；所述转子盘磁轭与对应的U形定子磁轭之间均具有气隙；在所有的第一U形定子磁轭（4）中的U形槽中绕有第二励磁线圈（12），在所有的第二U形定子磁轭（5）和第三U形定子磁轭（10）的U形槽中绕有第一励磁线圈（7）。

2.根据权利要求1所述的一种加大制动力矩的涡流缓速器，其特征是：所述定子磁轭组件有18~24个。

3.根据权利要求1所述的一种加大制动力矩的涡流缓速器，其特征是：所述转子盘磁轭和对应的转子盘是一个整体件，转筒磁轭（14）和转筒（2）是一个整体件，定子支架（8）与定子轴（9）是一个整体件。

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