CN113315339A - 一种自屏蔽型混合励磁涡流缓速器 - Google Patents

一种自屏蔽型混合励磁涡流缓速器 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种自屏蔽型混合励磁涡流缓速器，由定子保持架、转子、散热翅、定子、转子保持架、输出轴法兰组成；定子包括永磁体、双凸极定子和线圈。该缓速器同时使用永磁体和线圈励磁产生磁场，转子旋转切割磁场，在转子上产生涡流，从而对车辆进行制动，综合了电涡流缓速器和永磁缓速器的优点，既可以减小缓速器线圈电流，从而解决车用蓄电池供电不足的问题，又可以在线圈不通电流时，对永磁体达到很好的屏蔽效果，从而不对车辆产生制动力矩。本发明的制动力矩由电磁制动和永磁制动复合叠加而成，同时具有电涡流缓速器和永磁缓速器的优点；耗电能小，对车辆发电机或蓄电池要求小。

Description

一种自屏蔽型混合励磁涡流缓速器
技术领域
本发明涉及一种车辆用涡流缓速器，尤其是一种将电磁制动和永磁制动结合在一起的混合励磁涡流缓速器。
背景技术
从上世纪九十年代开始，我国进入了公路建设快速发展时期。目前，我国高速公路建设已接近世界第一的美国规模，我国是个多山的国家，山区道路占了相当大的比例，道路崎岖复杂，山高陡峭，坡长弯多。同时，随着汽车工业的发展，汽车发动机功率逐年增加，汽车行驶速度大幅度提高，传统的汽车制动形式主要为摩擦制动形式，摩擦制动器在制动过程中不仅会产生高温使得制动器产生热衰退，同时还会在制动过程中产生粉尘和制动噪声，为了解决摩擦制动带来的问题，目前，常在汽车上安装辅助制动装置来提高汽车的制动性能和安全性，使用最广泛的辅助制动装置就是缓速器。
汽车缓速器主要分为电涡流缓速器、液力缓速器和永磁缓速器。液力缓速器是利用液力装置达到降低车辆行驶速度的一种缓速器，其制动力矩大、体积小、散热效果好，但结构和控制系统复杂、动作响应时间长、造价高；电涡流缓速器是利用线圈通电产生磁场使转子产生反向力矩来达到降低车辆行驶速度的一种缓速器，其结构简单、成本低、制动反应速度快、制动力矩大小易控制，但体积大、质量重、制动时消耗电流大且线圈温度高，导致制动力出现热衰退现象；永磁缓速器是将电涡流缓速器上的线圈、铁芯以永磁体代替来产生磁场，对转子产生制动力矩来达到降低车辆行驶速度的一种缓速器，其不需要消耗电能、制动力矩稳定、体积小、重量轻、连续长时间工作热衰退性不明显，但其制动力矩较小，且难以分级控制。
现有的车辆缓速器技术中，威德车业部件有限公司的岑家德等人申请的中国专利CN201420309192.X公开了一种卡车用电涡流缓速器，该缓速器包括定子部分和转子部分，在定子部分内设有8个磁芯、16个励磁线圈，线圈通电后在转子产生涡流，进而对转子和车辆产生制动力矩，但该缓速器完全为电磁制动，消耗电能大，对车辆发电机和蓄电池的要求较高，对于中小型车，由于其电池容量低，无法提供较大的电流，可能达不到理想的制动力矩；江苏理工学院的刘成晔等人申请的中国专利CN201510048333.6公开了一种永磁缓速器，该缓速器将永磁体均布在内外圈保持架上，当转子鼓旋转时，在转子鼓上产生涡流，进而进行制动，当不需要制动时，利用电动推杆将永磁体拉至不与转子鼓重合的部位，但该缓速器在非工作状态时屏蔽效果不好，永磁体漏磁严重，同时电动推杆的使用既会增加安装难度又会增加车辆的重量；江苏省江都市外资工业园扬州市洪泉实业有限公司的孙祥等人申请的中国专利CN200710192027.5公开了一种电、永磁复合式缓速器，该缓速器主要包括固定架、转子、若干永磁块、若干电磁块等，永磁块同极向布设，电磁块与永磁块极向相反布设，制动时电磁块和永磁块共同产生磁场，在转子产生涡流，进而产生制动力矩，非制动时，电磁块处于常闭状态，不对转子产生反向力矩，但该缓速器的导磁率较低，且漏磁较多。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明提供了一种自屏蔽型混合励磁涡流缓速器，该缓速器同时使用永磁体和线圈励磁产生磁场，转子旋转切割磁场，在转子上产生涡流，从而对车辆进行制动，综合了电涡流缓速器和永磁缓速器的优点，既可以减小缓速器线圈电流，从而解决车用蓄电池供电不足的问题，又可以在线圈不通电流时，对永磁体达到很好的屏蔽效果，从而不对车辆产生制动力矩。
本发明采用如下技术方案：
本发明提出的自屏蔽型混合励磁涡流缓速器主要由定子保持架、转子、散热翅、定子、转子保持架、输出轴法兰组成；定子包括永磁体、双凸极定子和线圈。双凸极定子由左右两个齿盘组成，每个齿盘有15个齿，中间由筒状结构和两个齿盘连接，15个永磁体分布在15对齿之间，其形状和齿的形状相同，线圈缠绕在筒状结构上，位于定子的永磁体下方。整个定子固定在定子保持架上，定子保持架同时与车辆的后桥减速器壳连接，从而将定子保持架固定。输出轴法兰作为制动力矩的传递媒介，其和传动轴、转子保持架、输出轴相连，以便将传动轴传递的扭矩经缓速器减速后传递给输出轴。转子和转子保持架相连，其位于定子上方1-2mm处，在转子上方均布有20个散热翅，对缓速器起到散热的作用。
所述的定子保持架通过螺栓同时与后桥减速器壳和定子连接，以便将定子和定子保持架固定。
所述的双凸极定子左右两个齿盘均具有15个齿。
所述的永磁体其形状和双凸极定子齿的形状保持一致，数量为15个，且15个永磁体均布在双凸极定子齿之间。
所述的线圈缠绕在双凸极定子的筒状结构上，其和永磁体之间具有0.5-1mm间隙。
所述的转子与定子之间留有1-2mm间隙。
所述的转子上均布有20个散热翅，其通过螺栓和散热翅连接。
所述的转子通过螺栓和转子保持架连接。
所述的转子保持架通过螺栓和输出轴法兰连接。
所述的输出轴法兰一端通过花键结构和传动轴连接，一端通过盘型键结构和输出轴连接。
所述的缓速器与车辆后桥连接仅仅作为一种形式，也可将缓速器放置于车辆的其它位置。
与现有技术相比较，本发明的积极效果如下：
本发明提供了一种自屏蔽型混合励磁涡流缓速器。其结构紧凑、体积小、重量轻，本发明的制动力矩由电磁制动和永磁制动复合叠加而成，同时具有电涡流缓速器和永磁缓速器的优点；耗电能小，对车辆发电机或蓄电池要求小，由于本发明的制动力矩由电磁制动力矩和永磁制动力矩共同提供，相比于电涡流缓速器来说，线圈电流大小和耗电能相对较小；热衰退性能好，普通的电涡流缓速器其线圈通电时由于线圈电流较大，且匝数较多，会产生很多的热量，而且在制动时转子上也会产生大量热量，导致短时间内电涡流缓速器温升过高，从而影响缓速器的制动性能，本发明的线圈电流较小，产热量较少，且在转子上均布有散热翅对缓速器进行散热；磁屏蔽简单且磁屏蔽效果较好，现有的永磁缓速器在非工作时，要达到磁屏蔽，通常是使用气缸或者电动推杆将永磁体拉至不与转子重合的部位，而本发明在非制动时只要不向线圈通电，即可达到磁屏蔽，且在屏蔽时，永磁体大部分磁通在双凸极定子齿之间形成回路，屏蔽效果也较好。
附图说明
图1是本发明与车桥安装的示意图，图2是本发明的主视剖面图，图3是本发明定子的主视图与左视图，图4是本发明非制动状态时的磁路情况图，图5是本发明制动状态时的磁路情况图。
1车桥2后桥减速器壳3自屏蔽型混合励磁涡流缓速器4输出轴5传动轴31定子保持架32转子33散热翅34定子35转子保持架36输出轴法兰341永磁体342双凸极定子343线圈
具体实施方式
下面结合实施例附图对本发明作进一步详述：
如图1所示，本发明一端与车辆车桥1和后桥减速器壳2连接，一端与输出轴4连接，可做为后桥缓速器对车辆进行制动减速，但后桥连接仅仅为其一种连接形式，也可将缓速器安装在车辆的其它位置。
如图2所示，本发明提出了一种自屏蔽型混合励磁涡流缓速器包括定子保持架31、转子32、散热翅33、定子34、转子保持架35和输出轴法兰36。其中定子保持架31通过螺栓同时与后桥减速器壳2和定子34连接，以便将定子34固定在缓速器的具体位置。转子31一端端部通过螺栓与转子保持架35连接，顶部通过螺栓与散热翅33连接。转子32和定子34之间具有1-2mm间隙。输出轴法兰36顶部通过螺栓与转子保持架35连接，底部通过花键结构和传动轴5连接，右端部通过盘型键结构和输出轴4连接。
如图3所示，定子34包括永磁体341、双凸极定子342和线圈343。双凸极定子342左右齿盘均具有15个齿，中间由筒状结构将左右两个齿面连接，15个永磁体均布在双凸极定子左右齿盘之间，线圈343缠绕在筒状结构上，线圈343最大与永磁体341之间留有0.5-1mm间隙。
如图4所示，当本发明处于非工作状态时，线圈343中没有电流通过，不产生电磁场，此时位于线圈343上方的永磁体341产生的磁场在双凸极定子342的左右两个齿盘和筒状结构中形成回路，永磁体341所产生的磁场被屏蔽，整个混合励磁涡流缓速器3对外不显示磁场，即此时转子32正常旋转，不受到制动力矩作用。
如图5所示，当本发明处于工作状态时，线圈343通入电流，产生电磁场，电磁场将会阻止永磁场经过双凸极定子342的左右齿面和筒状结构形成回路，迫使永磁体磁场经过转子32形成回路，线圈343通电产生的磁场将会经过双凸极定子的左右两个齿面、转子32和双凸极定子的筒状结构形成回路，此时如果转子32处于旋转状态，则会切割磁感线，在转子32内圆面上感应出涡流，从而转子32就会同时受到电磁场和永磁场的涡流制动作用，使车辆达到缓速的目的。
通过控制通入自屏蔽型混合励磁涡流缓速器的线圈343中的电流就可以控制永磁体341磁场的开关状态，同时通过控制电流大小可以控制缓速器的制动力矩大小。当车辆不需要减速，即缓速器处于非工作状态时，线圈343中不通入电流，永磁体341的磁场处于屏蔽状态，对转子32无磁场作用；当车辆不需要紧急制动时，可向线圈343中通入不大的电流，电磁场和永磁体341磁场就会对转子32产生制动作用，但此时主要是永磁体341磁场对转子32产生制动作用；当车辆需要紧急制动时，可向线圈343中通入可承受的最大电流，此时，电磁场和永磁场均对转子32产生制动作用，缓速器制动力矩由电磁制动力矩和永磁制动力矩叠加而成，通过减小电流大小就可以减小电磁制动力矩的大小，从而就可以减小缓速器的制动力矩大小。当需要解除制动时，只需要断开通入线圈343的电流，此时线圈343不再产生电磁场，缓速器就会进入自屏蔽状态，对外没有磁场作用，制动解除。

Claims (10)

1.一种自屏蔽型混合励磁涡流缓速器，其特征在于：由定子保持架、转子、散热翅、定子、转子保持架、输出轴法兰组成；定子包括永磁体、双凸极定子和线圈；双凸极定子由左右两个齿盘组成，每个齿盘有齿，中间由筒状结构和两个齿盘连接，永磁体分布在齿之间，线圈缠绕在筒状结构上，位于定子的永磁体下方；整个定子固定在定子保持架上，定子保持架同时与车辆的后桥减速器壳连接，从而将定子保持架固定；输出轴法兰作为制动力矩的传递媒介，其和传动轴、转子保持架、输出轴相连，将传动轴传递的扭矩经缓速器减速后传递给输出轴；转子和转子保持架相连，在转子上方均布有散热翅。
2.根据权利要求1所述的一种自屏蔽型混合励磁涡流缓速器，其特征在于：所述的定子保持架通过螺栓同时与后桥减速器壳和定子连接，将定子和定子保持架固定。
3.根据权利要求1所述的一种自屏蔽型混合励磁涡流缓速器，其特征在于：所述的双凸极定子左右两个齿盘均具有15个齿。
4.根据权利要求1所述的一种自屏蔽型混合励磁涡流缓速器，其特征在于：所述的永磁体其形状和双凸极定子齿的形状保持一致，数量为15个，且15个永磁体均布在双凸极定子齿之间。
5.根据权利要求1所述的一种自屏蔽型混合励磁涡流缓速器，其特征在于：所述的线圈缠绕在双凸极定子的筒状结构上，其和永磁体之间具有0.5-1mm间隙。
6.根据权利要求1所述的一种自屏蔽型混合励磁涡流缓速器，其特征在于：所述的转子与定子之间留有1-2mm间隙。
7.根据权利要求1所述的一种自屏蔽型混合励磁涡流缓速器，其特征在于：所述的转子上均布有20个散热翅，其通过螺栓和散热翅连接。
8.根据权利要求1所述的一种自屏蔽型混合励磁涡流缓速器，其特征在于：所述的转子通过螺栓和转子保持架连接。
9.根据权利要求1所述的一种自屏蔽型混合励磁涡流缓速器，其特征在于：所述的转子保持架通过螺栓和输出轴法兰连接。
10.根据权利要求1所述的一种自屏蔽型混合励磁涡流缓速器，其特征在于：所述的输出轴法兰一端通过花键结构和传动轴连接，一端通过盘型键结构和输出轴连接。
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Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5145038A (en) * 1990-04-28 1992-09-08 Isuzu Motors Limited Eddy current type retarder
US20030221920A1 (en) * 2002-05-28 2003-12-04 Tohru Kuwahara Eddy current deceleration device
CN2880573Y (zh) * 2006-03-03 2007-03-21 北京工业大学 转毂式永磁涡流缓速器
CN103219864A (zh) * 2013-04-22 2013-07-24 江苏大学 一种电磁与永磁复合式涡流缓速器
CN103326536A (zh) * 2013-07-03 2013-09-25 江苏大学 一种采用线圈与永磁铁复合励磁式电涡流缓速器
CN104362828A (zh) * 2014-10-29 2015-02-18 北京工业大学 一种双凸极构造电涡流风冷缓速器

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5145038A (en) * 1990-04-28 1992-09-08 Isuzu Motors Limited Eddy current type retarder
US20030221920A1 (en) * 2002-05-28 2003-12-04 Tohru Kuwahara Eddy current deceleration device
CN1462104A (zh) * 2002-05-28 2003-12-17 五十铃自动车株式会社 电涡流减速装置
CN2880573Y (zh) * 2006-03-03 2007-03-21 北京工业大学 转毂式永磁涡流缓速器
CN103219864A (zh) * 2013-04-22 2013-07-24 江苏大学 一种电磁与永磁复合式涡流缓速器
CN103326536A (zh) * 2013-07-03 2013-09-25 江苏大学 一种采用线圈与永磁铁复合励磁式电涡流缓速器
CN104362828A (zh) * 2014-10-29 2015-02-18 北京工业大学 一种双凸极构造电涡流风冷缓速器

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