CN110562045B - 具有防推头功能的电涡流缓速拖挂车 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种具有防推头功能的电涡流缓速拖挂车，拖车的后部中心设有挂桩，挂车的前部设有挂梁，挂梁中心铰接在挂桩上，拖车的传动轴上安装有电涡流缓速器，挂梁的轴线上安装有发讯板，发讯板的摆动轨迹上设有一对危险角度行程开关，两危险角度行程开关安装在拖车上且以拖车轴线为中心对称分布，当车速高于安全速度且挂梁轴线偏离拖车轴线达到危险转弯角度β时，危险角度行程开关被发讯板触发使电涡流缓速器失效。发讯板的摆动轨迹上设有一对警戒角度行程开关，当车速高于安全速度且转弯达到警戒转弯角度α时，警戒角度行程开关被触发使电涡流缓速器低挡位运行。该拖挂车既可以发挥缓速器的作用，又可以在转弯时确保安全。

Description

具有防推头功能的电涡流缓速拖挂车
技术领域
本发明涉及一种装有缓速器的拖挂车，特别涉及一种具有防推头功能的电涡流缓速拖挂车，属于汽车缓速制动技术领域。
背景技术
随着高速公路的发展，以及人们对驾乘舒适度、安全性要求的提高，对汽车缓速器提出了越来越高的要求。重载车辆在频繁制动减速，以及长距离下坡制动的情况下，可以启用缓速器，实现平稳减速，免去使用刹车而造成的磨损和发热。缓速器可以提高汽车行驶的安全可靠性，还可以减少汽车刹车蹄块和轮毂的磨损及降低维修费用，从而得到汽车厂家和汽车用户的欢迎。
液冷电涡流缓速器由于功率密度高、持续制动热衰退小，并且定子产生的热量可以通过发动机的冷却系统快速散发出去，在载重汽车及乘用车上得到更多的应用推广。液冷电涡流缓速器包括含有冷却液流道的定子、励磁线圈和转子。具有制动过程无机械接触、对原车的制动系统可有效地进行保护等优点，在重型车辆、中型乘用车和大型乘用车上得到越来越广泛的应用。
对于车头和车身连为一体的汽车，液冷电涡流缓速器可以布置在靠近驾驶室位置，或者远离驾驶室位置。这两种布置方式，在缓速器工作过程，缓速器所产生的制动力和后轮对地面的摩擦力，均平行于车身的轴线。对于车头和车身分开的拖车和挂车结构形式的载重汽车，液冷电涡流缓速器安装在前面的拖车上，挂车的制动装置与拖车的制动装置联动。当车辆直线行驶时，拖车与挂车共轴线，缓速器投入工作所产生的制动力与挂车的前进方向均平行于车身的轴线，不会对行车的安全性造成威胁。
当车辆转弯行驶时，安装于拖车上的缓速器所产生的制动力与挂车的前进方向存在一个角度。当车速很高时进行缓速器制动，就有可能因为拖车的制动力太大，导致拖车的制动减速度值太高，而挂车的制动装置没有工作，由于拖车和挂车的轴线存在一个角度，挂车强大的惯性通过连接销传递到拖车上，发生推头现象，会使拖车偏离原来的行驶路线，甚者使拖车翻倒。由于这样的安全隐患，限制了缓速器在挂车上的应用。
发明内容
本发明的目的在于，克服现有技术中存在的问题，提供一种具有防推头功能的电涡流缓速拖挂车，既可以发挥缓速器的作用，又可以在转弯时确保安全。
为解决以上技术问题，本发明的一种具有防推头功能的电涡流缓速拖挂车，包括拖车T1和挂车T2，拖车T1的后部中心设有挂桩T1a，挂车T2的前部设有挂梁T2a，挂梁T2a中心铰接在挂桩T1a上，拖车T1的传动轴上安装有电涡流缓速器，挂梁T2a的轴线上安装有发讯板T2b，发讯板T2b的摆动轨迹上设有一对危险角度行程开关SQ2，两危险角度行程开关SQ2安装在拖车T1上且以拖车轴线为中心对称分布，当车速高于安全速度且挂梁轴线偏离拖车轴线达到危险转弯角度β时，危险角度行程开关SQ2被发讯板T2b触发使电涡流缓速器失效。
相对于现有技术，本发明取得了以下有益效果：拖车T1转弯时，拖车轴线与挂梁轴线不再重合，会形成一个夹角，当转弯角度比较小且车速较慢时，即使在挂车制动装置未工作的情况下，缓速器单独对拖车进行制动，拖车也不会被挂车推离行进路线。但是当车速较快且转弯角度达到危险转弯角度β时，如果缓速器单独对拖车进行制动，而挂车的制动没有工作，则会发生推头现象，此时发讯板T2b触碰到危险角度行程开关SQ2的触指，使危险角度行程开关SQ2的常开触头闭合，使电涡流缓速器失效，完全解除拖车的缓速制动，避免推头事故的发生。
作为本发明的改进，发讯板T2b的摆动轨迹上设有一对警戒角度行程开关SQ1，两警戒角度行程开关SQ1安装在拖车T1上且以拖车轴线为中心对称分布，当车速高于安全速度且挂梁轴线偏离拖车轴线达到警戒转弯角度α时，警戒角度行程开关SQ1被发讯板T2b触发使电涡流缓速器低挡位运行。拖车T1的转弯角度在到达危险转弯角度β之前，先到达警戒转弯角度α，此时发讯板T2b触碰到警戒角度行程开关SQ1的触指，使警戒角度行程开关SQ1的常开触头闭合，将电涡流缓速器限制在低挡位运行，减小发生推头风险的可能性。
作为本发明的进一步改进，所述电涡流缓速器包括定子1、转子2、转子轴3和励磁线圈LX，励磁线圈LX嵌于定子1的内腔；定子1的壳体中设有冷却液流道1c，定子1的外壳上设有定子冷却液入口1a和定子冷却液出口1b；转子轴3的中段通过轴承4支撑在定子1的中心孔中，转子轴3的两端对称设有花键且分别套装有花键套5，两花键套5的外端外周分别设有转子法兰5a，两花键套5外端的内台阶孔中分别压有压盖6，两压盖6分别通过螺钉固定在转子轴3的两端；两转子法兰5a背面的凸台上分别固定有转子连接板7，两转子连接板7外缘的内端面分别与转子2固定连接，两转子2分别位于励磁线圈LX的外侧，两转子2的圆周上均匀设有多个呈放射状分布的凸极2a。花键套5与转子轴3之间通过花键传递扭矩，压盖6使花键套5与转子轴3之间实现轴向定位，转子法兰5a与汽车传动轴相连，汽车传动轴通过转子法兰5a带动转子轴3转动，转子轴3通过转子连接板7驱动转子2转动，实现电涡流缓速制动。电涡流缓速器启动时，励磁线圈LX通电，在转子与定子的缝隙内产生强磁场，当转子随汽车传动轴旋转时，强磁场也跟着旋转，在定子内表面产生电涡流，从而产生制动阻力，实现无接触式辅助制动，既环保又延长轮胎寿命，提高车辆行驶的安全性，制动渐进、平稳、无冲击，提高驾乘的舒适性。电涡流产生的热量通过冷却液流道内的冷却液带走，传统电涡流缓速器的热衰退达50%以上，本发明的液冷电涡流缓速器的热衰退小于10%，使用冷却液循环可大幅度降低缓速器的热衰退，制动力更稳定，持续工作时间更长，可以满足汽车行业众多车型对缓速器的要求。液冷电涡流缓速器的转子离定子最近的部位为凸极形状，可以有效地聚磁，使得磁场的工作效率得到极大的提高，制动力矩大、可长时间、大功率制动，尤其适合长下坡。
作为本发明的进一步改进，CPU的脉宽调制信号输出端一CPU-PWM1与第六光耦G6的输入端相连，第六光耦G6的输出端与缓速器驱动模块U3的控制脉冲输入端U3-IN相连，缓速器驱动模块的驱动脉冲输出端U3-HO分别与各励磁驱动IGBT的栅极相连；各励磁驱动IGBT的集电极均与电池正极相连，励磁线圈LX连接在各励磁驱动IGBT的发射极与电池负极之间；各励磁驱动IGBT的发射极与电池负极之间连接有多个相互并联的励磁单元续流二极管。由于励磁线圈LX 的最大工作电流超过100A，甚至可以达到150A，单个IGBT的额定工作电流虽然能够达到150A，但是实际应用中IGBT的散热不能够达到最理想的状态；IGBT的针脚不能够长时间承受大电流；过高的电流使得IGBT的内阻发热严重。IGBT打开和关断过程产生的热量严重影响控制器的安全运行。针对电涡流缓速器在工作过程中，励磁线圈LX的工作电压较低、工作电流较高的问题，本发明采用多个相互并联的IGBT1、IGBT2至IGBTn驱动电涡流缓速器的励磁线圈LX，并采用多个相互并联的励磁单元续流二极管EJG1、EJG2至EJGn进行续流。当IGBT1、IGBT2至IGBTn关断时，励磁线圈LX自感电动势产生的自感电流可以通过励磁单元续流二极管EJG1、EJG2至EJGn在励磁线圈LX内部消耗。CPU的脉宽调制信号输出端一CPU-PWM1输出的占空比信号经过第六光耦G6的高、低压隔离，送入缓速器驱动模块U3的控制脉冲输入端U3-IN，经缓速器驱动模块U3放大后，由驱动脉冲输出端U3-HO输出占空比信号，经过限流电阻XLR1、XLR2至XLRn限流后，控制IGBT1、IGBT2至IGBTn的占空比，从而实现对励磁线圈LX的电流调节。
作为本发明的进一步改进，电涡流缓速器的换挡手柄设有自动挡开关K0、一挡开关K1、二挡开关K2、三挡开关K3和四挡开关K4，自动挡开关K0串联在第一光耦G1的输入端，第一光耦G1的输出端与CPU的PA0端口相连；一挡开关K1串联在第二光耦G2的输入端，第二光耦G2的输出端与CPU的PA1端口相连；二挡开关K2串联在第三光耦G3的输入端，第三光耦G3的输出端与CPU的PA2端口相连；三挡开关K3串联在第四光耦G4的输入端，第四光耦G4的输出端与CPU的PA3端口相连；四挡开关K4串联在第五光耦G5的输入端，第五光耦G5的输出端与CPU的PA4端口相连。采用具有五个档位的换挡手柄作为换挡信号输入元件，档位开关的工作电压为+24V，而控制系统CPU的工作电压为+5V，采用光耦进行高、低压隔离，第一光耦G1至第五光耦G5均可采用光耦PAB817。换挡手柄拨至一挡时，自动挡开关K0和一挡开关K1闭合，其余挡位开关均处于断开状态，CPU的PA0为逻辑“1”，PA1为逻辑“1”，PA2为逻辑“0”，PA3为逻辑“0”，PA4为逻辑“0”，CPU的脉宽调制信号输出端一CPU-PWM1输出的占空比为1/4，对应的励磁线圈LX电流为37A。换挡手柄拨至二挡时，自动挡开关K0、一挡开关K1和二挡开关K2闭合，其余挡位开关均处于断开状态，CPU的PA0为逻辑“1”，PA1为逻辑“1”，PA2为逻辑“1”，PA3为逻辑“0”，PA4为逻辑“0”，CPU的脉宽调制信号输出端一CPU-PWM1输出的占空比为2/4，对应的励磁线圈LX电流为74A。换挡手柄拨至三挡时，自动挡开关K0、一挡开关K1、二挡开关K2 和三挡开关K3闭合，四挡开关K4处于断开状态，CPU的PA0为逻辑“1”，PA1为逻辑“1”，PA2为逻辑“1”，PA3为逻辑“1”，PA4为逻辑“0”，CPU的脉宽调制信号输出端一CPU-PWM1输出的占空比为3/4，对应的励磁线圈LX电流为101A。换挡手柄拨至四挡时，自动挡开关K0、一挡开关K1、二挡开关K2 、三挡开关K3 和四挡开关K4均闭合，CPU的PA0为逻辑“1”，PA1为逻辑“1”，PA2为逻辑“1”，PA3为逻辑“1”，PA4为逻辑“1”，CPU的脉宽调制信号输出端一CPU-PWM1输出的占空比为4/4，对应的励磁线圈LX电流为148A。下长坡时，当车速大于10km/h，可以将换挡手柄拨至自动挡，自动挡开关K0闭合，其余挡位开关均处于断开状态；管脚PA0从逻辑“0”变为“1”，PA1为逻辑“0”，PA2为逻辑“0”，PA3为逻辑“0”，PA4为逻辑“0”，启动巡航控制模式，CPU读取车辆运行速度值，利用PID算法，调节PWM1的占空比，对IGBT1、IGBT2至IGBTn的占空比进行调节，使车辆运行速度恒定。自动挡模式下，脉宽调制信号输出端一CPU-PWM1输出的占空比大于一挡的占空比，小于等于四挡的占空比。
作为本发明的进一步改进，两警戒角度行程开关SQ1的常开触头并联连接在CPU的PB1端口与CPU-GND之间，CPU的PB1端口通过上拉电阻R33与CPU+5V电源相连，CPU的PB1端口与CPU-GND之间连接有稳压电容C16；两危险角度行程开关SQ2的常开触头并联连接在CPU的PB2端口与CPU-GND之间，CPU的PB2端口通过上拉电阻R34与CPU+5V电源相连，CPU的PB2端口与CPU-GND之间连接有稳压电容C17。发讯板T2b触碰到警戒角度行程开关SQ1的触指前，PB1端口的电平为逻辑“1”。当在安全车速以上，拖车T1的转弯角度到达警戒转弯角度α时，发讯板T2b触动到其中一个警戒角度行程开关SQ1的触指，该警戒角度行程开关SQ1的常开触头闭合，PB1端口的电平变为逻辑“0”，CPU的脉宽调制信号输出端一CPU-PWM1输出的占空比被限定为1/4或2/4，电涡流缓速器被限制在一挡或二挡运行。发讯板T2b触碰到危险角度行程开关SQ2的触指前，PB2端口的电平为逻辑“1”。当在安全车速以上，拖车T1的转弯角度到达危险转弯角度β时，发讯板T2b触碰到其中一个危险角度行程开关SQ2的触指，该危险角度行程开关SQ2的常开触头闭合，PB2端口的电平变为逻辑“0”，CPU的脉宽调制信号输出端一CPU-PWM1输出的占空比被限定为0/4，电涡流缓速器解除工作，避免推头事故的发生。
作为本发明的进一步改进，电池正极与热敏电阻RM及二极管D6依次串联后与降压芯片一U1的电压输入端一U1-VIN相连，热敏电阻RM与电池负极之间串联有压敏电阻YM，降压芯片一U1的电压输入端一U1-VIN与电池负极之间并联连接有续流二极管D7和电容C1；降压芯片一U1的电压输出端一U1-SW通过滑动变阻器一HR1与CPU-GND相连，滑动变阻器一HR1上端的引脚向CPU提供+5V电源，滑动变阻器一HR1的中间端与降压芯片一U1的反馈引脚一U1-FB相连；降压芯片二U2的电压输入端二U2-VIN与降压芯片一U1的电压输入端一U1-VIN并联，降压芯片二U2的电压输出端二U2-SW通过滑动变阻器二HR2与电池负极相连，滑动变阻器二HR2的上端向各驱动模块提供+15V电源，滑动变阻器二HR2的中间端与降压芯片二U2的反馈引脚二U2-FB相连；降压芯片一U1及降压芯片二U2均采用XL4016模块，电池负极与CPU-GND之间通过电感L1相互连接。本发明中CPU用的电源电压为+5V，驱动模块用的电源电压为+15V；励磁线圈LX的最大电流超过100A，使得电池的端压下降较多，导致端压不稳定。热敏电阻RM为正温度系数，可以有效地缓冲电池端电压较大变化时对XL4016模块的输入电压冲击；压敏电阻YM可以进一步缓冲由于IGBT关断时，励磁线圈LX产生的过高自感电动势对XL4016模块的冲击；当电池的端电压降低到低于XL4016模块的允许输入电压之后，二极管D6可以有效防止电流倒流；电容C1起到稳压作用，在较长一段时间内使XL4016模块的输入电压仍然高于最低允许输入电压。降压芯片一U1的电压输出端一U1-SW经过滑动变阻器一HR1的阻值调节，可以精确输出+5V电压供CPU使用。降压芯片二U2的电压输出端二U2-SW经过滑动变阻器二HR2的阻值调节，可以精确输出+15V电压供各驱动模块使用。电感L1可以减小电池端压变化对CPU所用电压的影响。
作为本发明的进一步改进，CPU的脉宽调制信号输出端一CPU-PWM1通过限流电阻R19与第六光耦G6的输入正极相连，第六光耦G6的输入负极与CPU-GND相连，第六光耦G6的输入正负极之间连接有下拉电阻R20；第六光耦G6的输出端集电极与+15V电源相连，第六光耦G6的输出端发射极与缓速器驱动模块U3的控制脉冲输入端U3-IN相连，控制脉冲输入端U3-IN通过下拉电阻R21与电池负极相连，第六光耦G6的输出端并联有续流二极管D10；缓速器驱动模块U3的工作电源端U3-Vcc与+15V电源相连，缓速器驱动模块U3的输入地端U3-COM与电池负极相连且通过电容C10与+15V电源相连，励磁线圈LX的上端与输出级参考地端U3-Vs相连，输出级参考地端U3-Vs通过电容C11与输出级工作电源端U3-VB相连，输出级工作电源端U3-VB通过二极管D11与+15V电源相连；励磁线圈LX的两端串联有电阻R22与电容C12。CPU的脉宽调制信号输出端一CPU-PWM1输出的占空比信号经限流电阻R19限流后送至第六光耦G6的输入端，下拉电阻R20确保CPU-PWM1输出逻辑电平“0”时，第六光耦G6的输入端电平也为逻辑“0”，发光二极管确保能够可靠地截止；当缓速器驱动模块U3的控制脉冲输入端U3-IN的电压突然升高时，续流二极管D10进行续流；电容C10作为稳压电容，电容C11和二极管D11组成自举电路，产生VB电压；电阻R22与电容C12构成储能电路一。缓速器驱动模块U3将控制脉冲输入端U3-IN输入的占空比信号放大后，由驱动脉冲输出端U3-HO输出相同的占空比，控制IGBT1、IGBT2至IGBTn的通断。
作为本发明的进一步改进，各励磁驱动IGBT的集电极与发射极之间连接有继电器JD1的常开触头，继电器JD1的线圈连接在电池正负极之间且串联有温控开关WK，温控开关WK安装在电路板上；继电器JD1的线圈与温控开关WK之间连接有检测支路，检测支路包括相互串联的检测电阻R31和检测电阻R32，检测电阻R31与检测电阻R32之间与CPU的PAD1端口相连，检测电阻R32的下端与CPU-GND相连。当电路板的温度超过设定值，例如超过120℃时，常开式的温控开关WK闭合，继电器JD1的线圈得电使常开触头闭合，IGBT1、IGBT2至IGBTn集电极与发射极之间的电压差值降至0V，使电路板的温度降低。当温控开关WK闭合时，检测电阻R31与检测电阻R32之间的电压值发生变化，CPU的PAD1端口接收到电路板过热的信号，CPU使脉宽调制信号输出端一CPU-PWM1输出的占空比为0，使IGBT1、IGBT2至IGBTn停止工作，进一步保护电路板。
作为本发明的进一步改进，CPU的脉宽调制信号输出端五CPU-PWM5通过限流电阻R27与第八光耦G8的输入正极相连，第八光耦G8的输入负极与CPU-GND相连，第八光耦G8的输入正负极之间连接有下拉电阻R28；第八光耦G8的输出端集电极与+15V电源相连，第八光耦G8的输出端发射极与电机驱动模块U5的控制脉冲输入端U5-IN相连，控制脉冲输入端U5-IN通过下拉电阻R29与电池负极相连，第八光耦G8的输出端并联有续流二极管D14；电机驱动模块U5的工作电源端U5-Vcc与+15V电源相连，电机驱动模块U5的输入地端U5-COM与电池负极相连且通过电容C16与+15V电源相连，冷却液泵电机M1的上端与输出级参考地端U5-Vs相连，输出级参考地端U5-Vs通过电容C17与输出级工作电源端U5-VB相连，输出级工作电源端U5-VB通过二极管D15与+15V电源相连；电机驱动模块U5的驱动脉冲输出端U5-HO通过限流电阻XLRn+2与电机驱动IGBT的栅极相连，电机驱动IGBT的集电极与电池正极相连，冷却液泵电机M1及风扇电机M2并联连接在电机驱动IGBT的发射极与电池负极之间；电机驱动IGBT的发射极与电池负极之间连接有电机单元续流二极管EJGn+2，冷却液泵电机M1两端之间串联有电阻R30和电容C18。冷却液泵电机M1的额定功率为约为120W，额定工作电流为5A；风扇电机M2的额定功率约为72W，额定工作电流为3A；IGBTn+2 可选用额定工作电流为80A的NPN型IGBT管。汽车启动后，CPU的脉宽调制信号输出端五CPU-PWM5 输出4/4占空比信号，经限流电阻R27限流后送至第八光耦G8的输入端，下拉电阻R28确保CPU-PWM5输出逻辑电平“0”时，第八光耦G8的输入端电平也为逻辑“0”，发光二极管确保能够可靠地截止；当电机驱动模块U5的控制脉冲输入端U5-IN的电压突然升高，续流二极管D14进行续流；电容C16作为稳压电容，电容C17和二极管D15组成自举电路，产生VB电压；电阻R30与电容C18构成储能电路三。经过第八光耦G8的隔离，4/4占空比信号被送入电机驱动模块U5的控制脉冲输入端U5-IN，经电机驱动模块U5放大后，由驱动脉冲输出端U5-HO 输出4/4占空比信号，控制IGBTn+2接通，从而启动冷却液泵电机M1和风扇电机M2。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明，附图仅提供参考与说明用，非用以限制本发明。
图1为本发明中角度限位机构在拖挂车上的安装状态图。
图2为警戒角度行程开关被触发时的状态图。
图3为危险角度行程开关被触发时的状态图。
图4为本发明中电涡流缓速器的结构剖视图。
图5为本发明中电涡流缓速器的立体原理示意图。
图6为本发明中冷却系统的流程图。
图7为本发明中换挡手柄切换到不同档位的输入信号工作原理图。
图8为本发明中CPU的外围电路图。
图9为本发明控制系统用+5V/+15V电源的电气原理图。
图10为本发明中车速检测支路图和定子冷却液温度检测支路图。
图11为本发明中危险角度行程开关和警戒角度行程开关的电路图。
图12为本发明中励磁线圈驱动电路及电路板过热保护电路原理图。
图13为本发明中刹车灯的驱动电路原理图。
图14为本发明中冷却液泵电机及风扇电机的驱动电路原理图。
具体实施方式
如图1所示，本发明的具有防推头功能的电涡流缓速拖挂车包括拖车T1和挂车T2，拖车T1的后部中心设有挂桩T1a，挂车T2的前部设有挂梁T2a，挂梁T2a中心铰接在挂桩T1a上，拖车T1的传动轴上安装有电涡流缓速器，挂梁T2a的轴线上安装有发讯板T2b，发讯板T2b的摆动轨迹上设有一对危险角度行程开关SQ2，两危险角度行程开关SQ2安装在拖车T1上且以拖车轴线为中心对称分布，当车速高于安全速度且挂梁轴线偏离拖车轴线达到危险转弯角度β时，危险角度行程开关SQ2被发讯板T2b触发使电涡流缓速器失效。发讯板T2b的摆动轨迹上还设有一对警戒角度行程开关SQ1，两警戒角度行程开关SQ1安装在拖车T1上且以拖车轴线为中心对称分布。
如图2所示，拖车T1转弯时，拖车轴线与挂梁轴线不再重合，会形成一个夹角，拖车T1的转弯角度先到达警戒转弯角度α，此时发讯板T2b触碰到警戒角度行程开关SQ1的触指，使警戒角度行程开关SQ1的常开触头闭合，如果车速较高，则电涡流缓速器被限制在低挡位运行，减小发生推头风险的可能性。
如图3所示，当车速较快且转弯角度达到危险转弯角度β时，发讯板T2b触碰到危险角度行程开关SQ2的触指，使危险角度行程开关SQ2的常开触头闭合，使电涡流缓速器失效，完全解除拖车的缓速制动，避免推头事故的发生。
如图4、图5所示，电涡流缓速器包括定子1、转子2、转子轴3和励磁线圈LX，转子2固定于转子轴3上，转子轴3的中段通过轴承4支撑在定子1的中心孔中，励磁线圈LX嵌于定子1的内腔，定子1的壳体中设有冷却液流道1c，定子1的外壳上设有定子冷却液入口1a和定子冷却液出口1b。
电涡流缓速器启动时，励磁线圈LX通电，在转子2与定子1的缝隙内产生强磁场，当转子2随汽车传动轴旋转时，强磁场也跟着旋转，在定子1内表面产生电涡流，从而产生制动阻力，实现无接触式辅助制动，既环保又延长轮胎寿命，提高车辆行驶的安全性，制动渐进、平稳、无冲击，提高驾乘的舒适性。电涡流产生的热量通过冷却液流道内的冷却液带走，传统电涡流缓速器的热衰退达50%以上，本发明的液冷电涡流缓速器的热衰退小于10%，使用冷却液循环可大幅度降低缓速器的热衰退，制动力更稳定，持续工作时间更长，可以满足汽车行业众多车型对缓速器的要求。
转子轴3的两端对称设有花键且分别套装有花键套5，两花键套5的外端外周分别设有转子法兰5a，两花键套5外端的内台阶孔中分别压有压盖6，两压盖6分别通过螺钉固定在转子轴3的两端；两转子法兰5a背面的凸台上分别固定有转子连接板7，两转子连接板外缘的内端面分别与转子2固定连接，两转子2分别位于励磁线圈LX的外侧，两转子2的圆周上均匀设有多个呈放射状分布的凸极2a。花键套5与转子轴3之间通过花键传递扭矩，压盖6使花键套5与转子轴3之间实现轴向定位，转子法兰5a与汽车传动轴相连，汽车传动轴通过转子法兰5a带动转子轴3转动，转子轴3通过转子连接板7驱动转子2转动，实现电涡流缓速制动。液冷电涡流缓速器的转子离定子1最近的部位为凸极形状，可以有效地聚磁，使得磁场的工作效率得到极大的提高，制动力矩大、可长时间、大功率制动，尤其适合长下坡。
如图6所示，定子冷却液出口1b与定子冷却液出口管GD3相连，定子冷却液出口管GD3与节温器10的入口相连，节温器10的主出口与散热器8的入口相连，散热器8设有对其进行风冷的风扇8a，散热器8的出口与冷却液泵B1的入口相连，冷却液泵B1的出口与节温器10的旁通管路GD6共同与发动机冷却液入口管GD1相连，发动机冷却液出口管GD2与定子冷却液入口1a相连，发动机冷却液出口管GD2及定子冷却液出口管GD3上分别连接有排气膨胀管GD4，排气膨胀管GD4的上端出口分别与膨胀箱11的上部入口相连，膨胀箱11的底部出液口通过膨胀箱出口管GD5与散热器8的底部补液口相连。
缓速器冷却液与发动机冷却液共同循环，共同由散热器8进行冷却，风扇8a高速旋转对散热器8进行风冷，冷却液降温后由冷却液泵B1送入发动机冷却液入口管GD1，对发动机9进行冷却后，冷却液从发动机冷却液出口管GD2流出，从定子冷却液入口1a进入电涡流缓速器的冷却液流道1c，对定子1进行冷却，冷却液温度再次升高，通过定子冷却液出口管GD3进入节温器10，大部分冷却液从节温器10进入散热器8进行循环冷却，根据季节的不同及冷却液的工作温度，少量冷却液可以从节温器10的旁通管路GD6直接进入发动机冷却液入口管GD1。
冷却液温度变化带来的体积膨胀及少量的气体溢出，均通过排气膨胀管GD4进入膨胀箱11进行调节，气态物质冷凝后重新进入膨胀箱的液相，并通过膨胀箱出口管GD5向散热器8的底部补液。
如图7所示，自动挡开关K0与限流电阻R1串联在电池正极与第一光耦G1的输入正极之间，第一光耦G1的输入负极与电池负极相连，第一光耦G1的输入正负极之间连接有下拉电阻R2，第一光耦G1的输出端集电极与CPU的+5V电源相连，第一光耦G1的输出端发射极与CPU的PA0端口相连且通过下拉电阻R3与CPU的GND相连；第一光耦G1的输出端并联有续流二极管D1。
一挡开关K1与限流电阻R4串联在电池正极与第二光耦G2的输入正极之间，第二光耦G2的输入负极与电池负极相连，第二光耦G2的输入正负极之间连接有下拉电阻R5，第二光耦G2的输出端集电极与CPU的+5V电源相连，第二光耦G2的输出端发射极与CPU的PA1端口相连且通过下拉电阻R6与CPU的GND相连；第二光耦G2的输出端并联有续流二极管D2。
二挡开关K2与限流电阻R7串联在电池正极与第三光耦G3的输入正极之间，第三光耦G3的输入负极与电池负极相连，第三光耦G3的输入正负极之间连接有下拉电阻R8，第三光耦G3的输出端集电极与CPU的+5V电源相连，第三光耦G3的输出端发射极与CPU的PA2端口相连且通过下拉电阻R9与CPU的GND相连；第三光耦G3的输出端并联有续流二极管D3。
三挡开关K3与限流电阻R10串联在电池正极与第四光耦G4的输入正极之间，第四光耦G4的输入负极与电池负极相连，第四光耦G4的输入正负极之间连接有下拉电阻R11，第四光耦G4的输出端集电极与CPU的+5V电源相连，第四光耦G4的输出端发射极与CPU的PA3端口相连且通过下拉电阻R12与CPU的GND相连；第四光耦G4的输出端并联有续流二极管D4。
四挡开关K4与限流电阻R13串联在电池正极与第五光耦G5的输入正极之间，第五光耦G5的输入负极与电池负极相连，第五光耦G5的输入正负极之间连接有下拉电阻R14，第五光耦G5的输出端集电极与CPU的+5V电源相连，第五光耦G5的输出端发射极与CPU的PA4端口相连且通过下拉电阻R15与CPU的GND相连；第五光耦G5的输出端并联有续流二极管D5。
采用具有五个档位的换挡手柄作为换挡信号输入元件，档位开关的工作电压为+24V，而控制系统CPU的工作电压为+5V，采用光耦进行高、低压隔离，第一光耦G1至第五光耦G5均可采用光耦PAB817。
换挡手柄拨至一挡时，自动挡开关K0和一挡开关K1闭合，其余挡位开关均处于断开状态，CPU的PA0为逻辑“1”，PA1为逻辑“1”，PA2为逻辑“0”，PA3为逻辑“0”，PA4为逻辑“0”，CPU的脉宽调制信号输出端一CPU-PWM1输出的占空比为1/4，对应的励磁线圈LX电流为37A。
换挡手柄拨至二挡时，自动挡开关K0、一挡开关K1和二挡开关K2闭合，其余挡位开关均处于断开状态，CPU的PA0为逻辑“1”，PA1为逻辑“1”，PA2为逻辑“1”，PA3为逻辑“0”，PA4为逻辑“0”，CPU的脉宽调制信号输出端一CPU-PWM1输出的占空比为2/4，对应的励磁线圈LX电流为74A。
换挡手柄拨至三挡时，自动挡开关K0、一挡开关K1、二挡开关K2 和三挡开关K3闭合，四挡开关K4处于断开状态，CPU的PA0为逻辑“1”，PA1为逻辑“1”，PA2为逻辑“1”，PA3为逻辑“1”，PA4为逻辑“0”，CPU的脉宽调制信号输出端一CPU-PWM1输出的占空比为3/4，对应的励磁线圈LX电流为101A。
换挡手柄拨至四挡时，自动挡开关K0、一挡开关K1、二挡开关K2 、三挡开关K3 和四挡开关K4均闭合，CPU的PA0为逻辑“1”，PA1为逻辑“1”，PA2为逻辑“1”，PA3为逻辑“1”，PA4为逻辑“1”，CPU的脉宽调制信号输出端一CPU-PWM1输出的占空比为4/4，对应的励磁线圈LX电流为148A。
下长坡时，当车速大于10km/h，可以将换挡手柄拨至自动挡，自动挡开关K0闭合，其余挡位开关均处于断开状态；管脚PA0从逻辑“0”变为“1”，PA1为逻辑“0”，PA2为逻辑“0”，PA3为逻辑“0”，PA4为逻辑“0”，启动巡航控制模式，CPU读取车辆运行速度值，利用PID算法，调节PWM1的占空比，对IGBT1、IGBT2至IGBTn的占空比进行调节，使车辆运行速度恒定。自动挡模式下，脉宽调制信号输出端一CPU-PWM1输出的占空比大于一挡的占空比，小于等于四挡的占空比。
如图8、图9所示，电池正极与热敏电阻RM及二极管D6依次串联后与降压芯片一U1的电压输入端一U1-VIN相连，降压芯片一U1的旁路电容引脚一U1-VC通过电容C2与电压输入端一U1-VIN相连，热敏电阻RM与电池负极之间串联有压敏电阻YM，降压芯片一U1的电压输入端一U1-VIN与电池负极之间并联连接有续流二极管D7和电容C1，降压芯片一U1的接地引脚一U1-GND与电池负极相连；降压芯片一U1的电压输出端一U1-SW依次通过电感L2通过滑动变阻器一HR1与CPU-GND相连，电感L2通过滑动变阻器一HR1之间的引脚向CPU提供+5V电源，滑动变阻器一HR1的中间端与降压芯片一U1的反馈引脚一U1-FB相连；降压芯片一U1的电压输出端一U1-SW与CPU-GND之间连接有续流二极管D8，电感L2的下端与CPU-GND之间并联连接有电容C3及电容C4。
降压芯片二U2的电压输入端二U2-VIN与降压芯片一U1的电压输入端一U1-VIN并联，降压芯片二U2的旁路电容引脚二U2-VC通过电容C5与降压芯片二U2的电压输入端二U2-VIN相连，降压芯片二U2的接地引脚二U2-GND与电池负极相连；降压芯片二U2的电压输出端二U2-SW依次通过电感L3通过滑动变阻器二HR2与电池负极相连，电感L3通过滑动变阻器二HR2之间的引脚向缓速器驱动模块U3提供+15V电源，滑动变阻器二HR2的中间端与降压芯片二U2的反馈引脚二U2-FB相连；降压芯片二U2的电压输出端二U2-SW与电池负极之间连接有续流二极管D9，电感L3的下端与电池负极之间并联连接有电容C6及电容C7，降压芯片一U1及降压芯片二U2均采用XL4016模块。
本发明中CPU用的电源电压为+5V，驱动模块用的电源电压为+15V；励磁线圈LX的最大电流超过100A，使得电池的端压下降较多，导致端压不稳定。热敏电阻RM为正温度系数，可以有效地缓冲电池端电压较大变化时对XL4016模块的输入电压冲击；压敏电阻YM可以进一步缓冲由于IGBT关断时，励磁线圈LX产生的过高自感电动势对XL4016模块的冲击；当电池的端电压降低到低于XL4016模块的允许输入电压之后，二极管D6可以有效防止电流倒流；电容C1起到稳压作用，在较长一段时间内使XL4016模块的输入电压仍然高于最低允许输入电压。
降压芯片一U1的电压输出端一U1-SW经过滑动变阻器一HR1的阻值调节，可以精确输出+5V电压供CPU使用。电感L2与电容C3及电容C4构成降压芯片一U1输出端的滤波电路和稳压电路，可以使CPU用的+5V电压更加稳定；CPU-GND的电压突然升高时，续流二极管D8进行续流。
降压芯片二U2的电压输出端二U2-SW经过滑动变阻器二HR2的阻值调节，可以精确输出+15V电压供各驱动模块使用。电感L3与电容C6及电容C7构成降压芯片二U2输出端的滤波电路和稳压电路，可以使各驱动模块用的+15V电压更加稳定，电池负极的电压突然升高时，续流二极管D9进行续流。
电池负极与CPU-GND之间通过电感L1相互连接，可以减小电池端压变化对CPU所用电压的影响。
如图10所示，汽车的变速箱速度传感器S1的速度信号输出端通过限流电阻R16与CPU的速度信号输入端PJ6相连，速度信号输入端PJ6与CPU+5V电源之间串联有上拉电阻R17，变速箱速度传感器S1的接地端与CPU-GND相连，CPU的速度信号输入端PJ6与CPU-GND之间设有电容C8。本发明采用变速箱速度传感器S1输出的车速信号作为缓速器控制系统的速度检测用信号，CPU利用具有外部中断功能的PJ6口读取霍尔信号值，为巡航模式提供速度信号。
电涡流缓速器定子的冷却液流道1c中安装有冷却液温度传感器的T1，冷却液温度传感器的T1的温度信号输出端与CPU的温度信号输入端PAD0相连，温度信号输入端PAD0与CPU+5V电源之间串联有上拉电阻R18，冷却液温度传感器的T1的接地端与电池负极相连，CPU的温度信号输入端PAD0与电池负极之间设有电容C9。冷却液温度传感器的T1为负温度系数，100℃时的电阻值为4.52kΩ，20℃时的电阻值为42.16kΩ；CPU读取PAD0的值，通过插值法，就可计算出缓速器的定子冷却液温度值。
如图11所示，左右两个警戒角度行程开关SQ1的常开触头并联连接在CPU的PB1端口与CPU-GND之间，CPU的PB1端口通过上拉电阻R33与CPU+5V电源相连，CPU的PB1端口与CPU-GND之间连接有稳压电容C16；发讯板T2b触碰到警戒角度行程开关SQ1的触指前，PB1端口的电平为逻辑“1”。当在安全车速以上，拖车T1的转弯角度到达警戒转弯角度α时，发讯板T2b触动到其中一个警戒角度行程开关SQ1的触指，该警戒角度行程开关SQ1的常开触头闭合，PB1端口的电平变为逻辑“0”，CPU的脉宽调制信号输出端一CPU-PWM1输出的占空比被限定为1/4或2/4，电涡流缓速器被限制在一挡或二挡运行。
左右两个危险角度行程开关SQ2的常开触头并联连接在CPU的PB2端口与CPU-GND之间，CPU的PB2端口通过上拉电阻R34与CPU+5V电源相连，CPU的PB2端口与CPU-GND之间连接有稳压电容C17；发讯板T2b触碰到危险角度行程开关SQ2的触指前，PB2端口的电平为逻辑“1”。当在安全车速以上，拖车T1的转弯角度到达危险转弯角度β时，发讯板T2b触碰到其中一个危险角度行程开关SQ2的触指，该危险角度行程开关SQ2的常开触头闭合，PB2端口的电平变为逻辑“0”，CPU的脉宽调制信号输出端一CPU-PWM1输出的占空比被限定为0/4，电涡流缓速器解除工作，避免推头事故的发生。
如图8及图12所示，电涡流缓速系统可以共用汽车控制系统的CPU，也可以单独用CPU，单独CPU可以采用MC9S12XS128MAA单片机。CPU的脉宽调制信号输出端一CPU-PWM1与第六光耦G6的输入端相连，第六光耦G6的输出端与缓速器驱动模块U3的控制脉冲输入端U3-IN相连，缓速器驱动模块的驱动脉冲输出端U3-HO通过限流电阻XLR1、XLR2至XLRn与励磁驱动IGBT1、IGBT2至IGBTn的栅极相连，励磁驱动IGBT1、IGBT2至IGBTn的集电极均通过熔断器RX与电池正极相连，励磁线圈LX连接在励磁驱动IGBT1、IGBT2至IGBTn的发射极与电池负极之间；励磁驱动IGBT1、IGBT2至IGBTn的发射极与电池负极之间连接有多个相互并联的励磁单元续流二极管EJG1、EJG2至EJGn。励磁驱动IGBT1、IGBT2至IGBTn相互并联，励磁单元续流二极管EJG1、EJG2至EJGn相互并联。
由于励磁线圈LX 的最大工作电流超过100A，甚至可以达到150A，单个IGBT的额定工作电流虽然能够达到150A，但是实际应用中IGBT的散热不能够达到最理想的状态；IGBT的针脚不能够长时间承受大电流；过高的电流使得IGBT的内阻发热严重。IGBT打开和关断过程产生的热量严重影响控制器的安全运行。
针对电涡流缓速器在工作过程中，励磁线圈LX的工作电压较低、工作电流较高的问题，本发明采用多个相互并联的IGBT1、IGBT2至IGBTn驱动电涡流缓速器的励磁线圈LX，并采用多个相互并联的励磁单元续流二极管EJG1、EJG2至EJGn进行续流。当IGBT1、IGBT2至IGBTn关断时，励磁线圈LX自感电动势产生的自感电流可以通过励磁单元续流二极管EJG1、EJG2至EJGn在励磁线圈LX内部消耗。
CPU的脉宽调制信号输出端一CPU-PWM1输出的占空比信号经过第六光耦G6的高、低压隔离，送入缓速器驱动模块U3的控制脉冲输入端U3-IN，经缓速器驱动模块U3放大后，由驱动脉冲输出端U3-HO输出占空比信号，经过限流电阻XLR1、XLR2至XLRn限流后，控制IGBT1、IGBT2至IGBTn的占空比，从而实现对励磁线圈LX的电流调节。
CPU的脉宽调制信号输出端一CPU-PWM1通过限流电阻R19与第六光耦G6的输入正极相连，第六光耦G6的输入负极与CPU-GND相连，第六光耦G6的输入正负极之间连接有下拉电阻R20；第六光耦G6的输出端集电极与+15V电源相连，第六光耦G6的输出端发射极与缓速器驱动模块U3的控制脉冲输入端U3-IN相连，控制脉冲输入端U3-IN通过下拉电阻R21与电池负极相连，第六光耦G6的输出端并联有续流二极管D10。
缓速器驱动模块U3的工作电源端U3-Vcc与+15V电源相连，缓速器驱动模块U3的输入地端U3-COM与电池负极相连且通过电容C10与+15V电源相连，励磁线圈LX的上端与输出级参考地端U3-Vs相连，输出级参考地端U3-Vs通过电容C11与输出级工作电源端U3-VB相连，输出级工作电源端U3-VB通过二极管D11与+15V电源相连；励磁线圈LX的两端串联有电阻R22与电容C12。
CPU的脉宽调制信号输出端一CPU-PWM1输出的占空比信号经限流电阻R19限流后送至第六光耦G6的输入端，下拉电阻R20确保CPU-PWM1输出逻辑电平“0”时，第六光耦G6的输入端电平也为逻辑“0”，发光二极管确保能够可靠地截止；当缓速器驱动模块U3的控制脉冲输入端U3-IN的电压突然升高时，续流二极管D10进行续流；电容C10作为稳压电容，电容C11和二极管D11组成自举电路，产生VB电压；电阻R22与电容C12构成储能电路一。缓速器驱动模块U3将控制脉冲输入端U3-IN输入的占空比信号放大后，由驱动脉冲输出端U3-HO输出相同的占空比，控制IGBT1、IGBT2至IGBTn的通断。
如图12所示，各励磁驱动IGBT的集电极与发射极之间连接有继电器JD1的常开触头，继电器JD1的线圈连接在电池正负极之间且串联有温控开关WK，温控开关WK安装在电路板上。当电路板的温度超过设定值，例如超过120℃时，常开式的温控开关WK闭合，继电器JD1的线圈得电使常开触头闭合，IGBT1、IGBT2至IGBTn集电极与发射极之间的电压差值降至0V，使电路板的温度降低。
继电器JD1的线圈与温控开关WK之间连接有检测支路，检测支路包括相互串联的检测电阻R31和检测电阻R32，检测电阻R31与检测电阻R32之间与CPU的PAD1端口相连，检测电阻R32的下端与CPU-GND相连。当温控开关WK闭合时，检测电阻R31与检测电阻R32之间的电压值发生变化，CPU的PAD1端口接收到电路板过热的信号，CPU使脉宽调制信号输出端一CPU-PWM1输出的占空比为0，使IGBT1、IGBT2至IGBTn停止工作，进一步保护电路板。
如图13所示，CPU的脉宽调制信号输出端三CPU-PWM3通过限流电阻R23与第七光耦G7的输入正极相连，第七光耦G7的输入负极与CPU-GND相连，第七光耦G7的输入正负极之间连接有下拉电阻R24；第七光耦G7的输出端集电极与+15V电源相连，第七光耦G7的输出端发射极与刹车灯驱动模块U4的控制脉冲输入端U4-IN相连，控制脉冲输入端U4-IN通过下拉电阻R25与电池负极相连，第七光耦G7的输出端并联有续流二极管D12。
刹车灯驱动模块U4的工作电源端U4-Vcc与+15V电源相连，刹车灯驱动模块U4的输入地端U4-COM与电池负极相连且通过电容C13与+15V电源相连，刹车灯LP1的上端与输出级参考地端U4-Vs相连，输出级参考地端U4-Vs通过电容C14与输出级工作电源端U4-VB相连，输出级工作电源端U4-VB通过二极管D13与+15V电源相连；刹车灯驱动模块U4的驱动脉冲输出端U4-HO通过限流电阻XLRn+1与刹车灯驱动IGBTn+1的栅极相连，刹车灯驱动IGBTn+1的集电极与电池正极相连，刹车灯LP1连接在刹车灯驱动IGBTn+1的发射极与电池负极之间；刹车灯驱动IGBTn+1的发射极与电池负极之间连接有刹车单元续流二极管EJGn+1，刹车灯LP1两端之间串联有电阻R26和电容C15。
汽车通常设有六个刹车灯，总功率为144W，总的额定工作电流为4A。制动时，制动档位开关被拨动，使CPU的管脚PA0变为逻辑“1”时，CPU的脉宽调制信号输出端三CPU-PWM3输出4/4占空比信号，经限流电阻R23限流后送至第七光耦G7的输入端，下拉电阻R24确保CPU-PWM3输出逻辑电平“0”时，第七光耦G7的输入端电平也为逻辑“0”，发光二极管确保能够可靠地截止；当刹车灯驱动模块U4的控制脉冲输入端U4-IN的电压突然升高时，续流二极管D12进行续流。电容C13作为稳压电容，电容C14和二极管D13组成自举电路，产生VB电压；电阻R26与电容C15构成储能电路二。
经过第七光耦G7的隔离，4/4占空比信号被送入刹车灯驱动模块U4的控制脉冲输入端U4-IN，经刹车灯驱动模块U4放大后，由驱动脉冲输出端U4-HO输出4/4占空比信号，控制IGBTn+1接通，从而点亮刹车灯。IGBTn+1可以选用额定工作电流为40A的NPN型IGBT管。
如图14所示，CPU的脉宽调制信号输出端五CPU-PWM5通过限流电阻R27与第八光耦G8的输入正极相连，第八光耦G8的输入负极与CPU-GND相连，第八光耦G8的输入正负极之间连接有下拉电阻R28；第八光耦G8的输出端集电极与+15V电源相连，第八光耦G8的输出端发射极与电机驱动模块U5的控制脉冲输入端U5-IN相连，控制脉冲输入端U5-IN通过下拉电阻R29与电池负极相连，第八光耦G8的输出端并联有续流二极管D14。
电机驱动模块U5的工作电源端U5-Vcc与+15V电源相连，电机驱动模块U5的输入地端U5-COM与电池负极相连且通过电容C16与+15V电源相连，冷却液泵电机M1的上端与输出级参考地端U5-Vs相连，输出级参考地端U5-Vs通过电容C17与输出级工作电源端U5-VB相连，输出级工作电源端U5-VB通过二极管D15与+15V电源相连；电机驱动模块U5的驱动脉冲输出端U5-HO通过限流电阻XLRn+2与电机驱动IGBT的栅极相连，电机驱动IGBT的集电极与电池正极相连，冷却液泵电机M1及风扇电机M2并联连接在电机驱动IGBT的发射极与电池负极之间；电机驱动IGBT的发射极与电池负极之间连接有电机单元续流二极管EJGn+2，冷却液泵电机M1两端之间串联有电阻R30和电容C18。
冷却液泵电机M1的额定功率为约为120W，额定工作电流为5A；风扇电机M2的额定功率约为72W，额定工作电流为3A；IGBTn+2可选用额定工作电流为80A的NPN型IGBT管。
汽车启动后，CPU的脉宽调制信号输出端五CPU-PWM5 输出4/4占空比信号，经限流电阻R27限流后送至第八光耦G8的输入端，下拉电阻R28确保CPU-PWM5输出逻辑电平“0”时，第八光耦G8的输入端电平也为逻辑“0”，发光二极管确保能够可靠地截止；当电机驱动模块U5的控制脉冲输入端U5-IN的电压突然升高，续流二极管D14进行续流；电容C16作为稳压电容，电容C17和二极管D15组成自举电路，产生VB电压；电阻R30与电容C18构成储能电路三。经过第八光耦G8的隔离，4/4占空比信号被送入电机驱动模块U5的控制脉冲输入端U5-IN，经电机驱动模块U5放大后，由驱动脉冲输出端U5-HO 输出4/4占空比信号，控制IGBTn+2接通，从而启动冷却液泵电机M1和风扇电机M2。

Claims (7)

1.一种具有防推头功能的电涡流缓速拖挂车，包括拖车(T1)和挂车(T2)，拖车(T1)的后部中心设有挂桩(T1a)，挂车(T2)的前部设有挂梁(T2a)，挂梁(T2a)中心铰接在挂桩(T1a)上，拖车(T1)的传动轴上安装有电涡流缓速器，其特征在于：挂梁(T2a)的轴线上安装有发讯板(T2b)，发讯板(T2b)的摆动轨迹上设有一对危险角度行程开关(SQ2)，两危险角度行程开关(SQ2)安装在拖车(T1)上且以拖车轴线为中心对称分布，当车速高于安全速度且挂梁轴线偏离拖车轴线达到危险转弯角度β时，危险角度行程开关(SQ2)被发讯板(T2b)触发使电涡流缓速器失效；
发讯板(T2b)的摆动轨迹上设有一对警戒角度行程开关(SQ1)，两警戒角度行程开关(SQ1)安装在拖车(T1)上且以拖车轴线为中心对称分布，当车速高于安全速度且挂梁轴线偏离拖车轴线达到警戒转弯角度α时，警戒角度行程开关(SQ1)被发讯板(T2b)触发使电涡流缓速器低挡位运行；
所述电涡流缓速器包括定子(1)、转子(2)、转子轴(3)和励磁线圈(LX)，励磁线圈(LX)嵌于定子(1)的内腔；定子(1)的壳体中设有冷却液流道(1c)，定子(1)的外壳上设有定子冷却液入口(1a)和定子冷却液出口(1b)；转子轴(3)的中段通过轴承(4)支撑在定子(1)的中心孔中，转子轴(3)的两端对称设有花键且分别套装有花键套(5)，两花键套(5)的外端外周分别设有转子法兰(5a)，两花键套(5)外端的内台阶孔中分别压有压盖(6)，两压盖(6)分别通过螺钉固定在转子轴(3)的两端；两转子法兰(5a)背面的凸台上分别固定有转子连接板(7)，两转子连接板(7)外缘的内端面分别与转子(2)固定连接，两转子(2)分别位于励磁线圈(LX)的外侧，两转子(2)的圆周上均匀设有多个呈放射状分布的凸极(2a)；
CPU的脉宽调制信号输出端一(CPU-PWM1)与第六光耦(G6)的输入端相连，第六光耦(G6)的输出端与缓速器驱动模块(U3)的控制脉冲输入端(U3-IN)相连，缓速器驱动模块的驱动脉冲输出端(U3-HO)分别与各励磁驱动IGBT的栅极相连；各励磁驱动IGBT的集电极均与电池正极相连，励磁线圈(LX)连接在各励磁驱动IGBT的发射极与电池负极之间；各励磁驱动IGBT的发射极与电池负极之间连接有多个相互并联的励磁单元续流二极管。
2.根据权利要求1所述的具有防推头功能的电涡流缓速拖挂车，其特征在于：电涡流缓速器的换挡手柄设有自动挡开关(K0)、一挡开关(K1)、二挡开关(K2)、三挡开关(K3)和四挡开关(K4)，自动挡开关(K0)串联在第一光耦(G1)的输入端，第一光耦(G1)的输出端与CPU的PA0端口相连；一挡开关(K1)串联在第二光耦(G2)的输入端，第二光耦(G2)的输出端与CPU的PA1端口相连；二挡开关(K2)串联在第三光耦(G3)的输入端，第三光耦(G3)的输出端与CPU的PA2端口相连；三挡开关(K3)串联在第四光耦(G4)的输入端，第四光耦(G4)的输出端与CPU的PA3端口相连；四挡开关(K4)串联在第五光耦(G5)的输入端，第五光耦(G5)的输出端与CPU的PA4端口相连。
3.根据权利要求1所述的具有防推头功能的电涡流缓速拖挂车，其特征在于：两警戒角度行程开关(SQ1)的常开触头并联连接在CPU的PB1端口与CPU-GND之间，CPU的PB1端口通过上拉电阻R33与CPU+5V电源相连，CPU的PB1端口与CPU-GND之间连接有稳压电容C16；两危险角度行程开关(SQ2)的常开触头并联连接在CPU的PB2端口与CPU-GND之间，CPU的PB2端口通过上拉电阻R34与CPU+5V电源相连，CPU的PB2端口与CPU-GND之间连接有稳压电容C17。
4.根据权利要求2所述的具有防推头功能的电涡流缓速拖挂车，其特征在于：电池正极与热敏电阻(RM)及二极管D6依次串联后与降压芯片一(U1)的电压输入端一(U1-VIN)相连，热敏电阻(RM)与电池负极之间串联有压敏电阻(YM)，降压芯片一(U1)的电压输入端一(U1-VIN)与电池负极之间并联连接有续流二极管D7和电容C1；降压芯片一(U1)的电压输出端一(U1-SW)通过滑动变阻器一(HR1)与CPU-GND相连，滑动变阻器一(HR1)上端的引脚向CPU提供+5V电源，滑动变阻器一(HR1)的中间端与降压芯片一(U1)的反馈引脚一(U1-FB)相连；降压芯片二(U2)的电压输入端二(U2-VIN)与降压芯片一(U1)的电压输入端一(U1-VIN)并联，降压芯片二(U2)的电压输出端二(U2-SW)通过滑动变阻器二(HR2)与电池负极相连，滑动变阻器二(HR2)的上端向各驱动模块提供+15V电源，滑动变阻器二(HR2)的中间端与降压芯片二(U2)的反馈引脚二(U2-FB)相连；降压芯片一(U1)及降压芯片二(U2)均采用XL4016模块，电池负极与CPU-GND之间通过电感L1相互连接。
5.根据权利要求1所述的具有防推头功能的电涡流缓速拖挂车，其特征在于：CPU的脉宽调制信号输出端一(CPU-PWM1)通过限流电阻R19与第六光耦(G6)的输入正极相连，第六光耦(G6)的输入负极与CPU-GND相连，第六光耦(G6)的输入正负极之间连接有下拉电阻R20；第六光耦(G6)的输出端集电极与+15V电源相连，第六光耦(G6)的输出端发射极与缓速器驱动模块(U3)的控制脉冲输入端(U3-IN)相连，控制脉冲输入端(U3-IN)通过下拉电阻R21与电池负极相连，第六光耦(G6)的输出端并联有续流二极管D10；缓速器驱动模块(U3)的工作电源端(U3-Vcc)与+15V电源相连，缓速器驱动模块(U3)的输入地端(U3-COM)与电池负极相连且通过电容C10与+15V电源相连，励磁线圈(LX)的上端与输出级参考地端(U3-Vs)相连，输出级参考地端(U3-Vs)通过电容C11与输出级工作电源端(U3-VB)相连，输出级工作电源端(U3-VB)通过二极管D11与+15V电源相连；励磁线圈(LX)的两端串联有电阻R22与电容C12。
6.根据权利要求1所述的具有防推头功能的电涡流缓速拖挂车，其特征在于：各励磁驱动IGBT的集电极与发射极之间连接有继电器(JD1)的常开触头，继电器(JD1)的线圈连接在电池正负极之间且串联有温控开关(WK)，温控开关(WK)安装在电路板上；继电器(JD1)的线圈与温控开关(WK)之间连接有检测支路，检测支路包括相互串联的检测电阻R31和检测电阻R32，检测电阻R31与检测电阻R32之间与CPU的PAD1端口相连，检测电阻R32的下端与CPU-GND相连。
7.根据权利要求1所述的具有防推头功能的电涡流缓速拖挂车，其特征在于：CPU的脉宽调制信号输出端五(CPU-PWM5)通过限流电阻R27与第八光耦(G8)的输入正极相连，第八光耦(G8)的输入负极与CPU-GND相连，第八光耦(G8)的输入正负极之间连接有下拉电阻R28；第八光耦(G8)的输出端集电极与+15V电源相连，第八光耦(G8)的输出端发射极与电机驱动模块(U5)的控制脉冲输入端(U5-IN)相连，控制脉冲输入端(U5-IN)通过下拉电阻R29与电池负极相连，第八光耦(G8)的输出端并联有续流二极管D14；电机驱动模块(U5)的工作电源端(U5-Vcc)与+15V电源相连，电机驱动模块(U5)的输入地端(U5-COM)与电池负极相连且通过电容C16与+15V电源相连，冷却液泵电机(M1)的上端与输出级参考地端(U5-Vs)相连，输出级参考地端(U5-Vs)通过电容C17与输出级工作电源端(U5-VB)相连，输出级工作电源端(U5-VB)通过二极管D15与+15V电源相连；电机驱动模块(U5)的驱动脉冲输出端(U5-HO)通过限流电阻XLRn+2与电机驱动IGBT的栅极相连，电机驱动IGBT的集电极与电池正极相连，冷却液泵电机(M1)及风扇电机(M2)并联连接在电机驱动IGBT的发射极与电池负极之间；电机驱动IGBT的发射极与电池负极之间连接有电机单元续流二极管EJGn+2，冷却液泵电机(M1)两端之间串联有电阻R30和电容C18。
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