CN114056103A - 一种自励式缓速制动车桥 - Google Patents

Abstract

本发明提出了本发明公开了一种自励式缓速制动车桥，属于汽车辅助制动技术领域，包括缓速制动机构、可逆电机机构、半桥机构和控制机构，该自励式缓速制动车桥主要应用于挂车的制动，直接替代挂车现有支撑桥，对挂车进行缓速制动，通过集成的发电机进行能量回收，为缓速制动机构提供工作时的电能，保护集成车桥的可靠性和车辆电力系统的稳定性；存储的电能也可为电机绕组供电，在启动时助力，为车辆提供驱动力，该自励式缓速制动车桥将缓速器和电机集成设计到车桥中部，半轴可拆卸；缓速器设计采用差动结构，保证车桥原始的差动功能；该自励式缓速制动车桥通过控制缓速制动部分的励磁线圈的电流来实现制动力矩的分档位、分级控制。

Description

一种自励式缓速制动车桥

技术领域

本发明属于汽车辅助制动技术领域，特别涉及一种自励式缓速制动车桥。

背景技术

目前，我国重型载货运输车辆的数量巨大，其中拖挂车约占重型载货运输车辆的一半。为保证车辆的安全行驶，加装缓速器已经成为必然趋势。但是缓速器在挂车上的安装位置受一定限制，在挂车部位没有动力，车轮转速较低，缓速器工作受限。目前的最好的方法是将缓速器与车桥集成设计，实现缓速器制动力直接作用于负载和惯性更大的挂车，维持车辆在制动过程中稳定性与安全性。

电磁缓速器是一种基于电磁场原理的非接触制动的安全辅助制动装置,其通过励磁线圈在定子、转子和空气上形成恒定磁场的闭合磁路。随着转子的旋转，在定子上的磁场发生周期性变化，在定子上产生电涡流，表现为定子的发热，然后通过冷却水道将热量带到外部散热器散发，发生能量转换，将车辆的机械能转化为热能，最终达到缓速制动效果。但是对于电磁缓速器来说，需要给缓速器的励磁线圈供电，且耗电量大。安装在挂车部位需要从牵引车引出电源，增加了车辆的线缆成本和安全，并且影响车辆其他电力设备的用电稳定性。随着汽车安全性要求的不断提高，拖挂车的缓速制动问题急需解决。

发明内容

本发明提出一种自励式缓速制动车桥，解决了上述问题。

本发明的技术方案是这样实现的：一种自励式缓速制动车桥，包括：

缓速制动机构，包括缓速器定子、缓速器转子，缓速器励磁线圈和水口，所述缓速器定子为筒型结构且为“工”字型截面，所述缓速器定子为左右对称结构，并在其内外圈均布置有水套构造，所述缓速器定子位于车桥中部，所述缓速器定子与桥壳紧固相连，缓速器转子的一侧为凸极结构，且在每两个凸极中间设置绞风叶片，所述缓速器转子的另一侧设置有铁芯槽，所述铁芯槽为筒型结构，用于电机转子永磁体的嵌入，所述缓速器转子分别与车桥两侧半轴相连，传递车轮动力，所述缓速器励磁线圈为集中绕制的环形构造，其截面为长方形所述缓速器转子和缓速器励磁线圈对称布置在缓速器定子内部的两侧，缓速器线圈固定在缓速器定子中间肋板的两侧；

可逆电机机构，包括电机定子支架、电机定子铁芯、电机定子绕组、电机转子铁芯和电机转子永磁体，所述电机定子支架与桥壳紧密连接，所述电机定子铁芯为分层片状结构，固定于电机定子支架上，所述电机定子绕组绕制在电机定子铁芯上，所述电机转子铁芯为分层片状结构，所述电机转子永磁体嵌入铁芯槽内设置；

半桥机构，包括左半桥、右半桥、左半轴、右半轴和轮边组件，所述左半桥、右半桥均与缓速器定子紧固相连，所述缓速器转子随左半轴和右半轴做旋转运动；

控制机构，包括缓速器励磁线圈供电模块和可逆电机绕组回收电能存储模块。

作为一种优选的实施方式，缓速器制动机构的两侧对称布置所述可逆电机机构。

作为一种优选的实施方式，缓速器制动机构的磁场与可逆电机机构的磁场方向垂直设置。

作为一种优选的实施方式，缓速器制动机构通过水口对缓速器定子进行水冷散热，通过绞风叶片对缓速器励磁线圈进行风冷散热。

作为一种优选的实施方式，缓速器转子分别设置于车桥的左侧和右侧，左侧的缓速器转子和右侧的缓速器转子分别独立差速运转。

采用了上述技术方案后，本发明的有益效果是：

车辆在下坡时的巨大惯性驱使车轮加速转动，车轮的动力通过轮边组件，经由左半轴、右半轴，将增速之后的动力传输到缓速器转子上，缓速器左侧转子、右侧转子相互独立可差速运转；当缓速制动机构开始工作时，缓速器励磁线圈开始供电，在缓速器定子、缓速器转子和空气间形成环形磁场，缓速器转子的旋转造成缓速器定子磁场的周期性变化，缓速器定子上产生电涡流，对缓速器转子产生制动力矩，缓速器定子的温度通过冷却水带走，高温液体从缓速器出口流出，该水冷却方式为常用的技术手段，因此设置出口为设置水口后可想到的方案，此处不再做过多的赘述，通过外部散热器散掉热量，冷却水再循环，进而达到减速制动的作用。当发电机机构开始工作时，通过电机转子永磁体励磁产生磁场，在定子绕组上产生电流，通过控制机构将电能存储起来；存储的电能可用于缓速制动机构工作时励磁线圈的供电，也可用于驱动助力时，电机定子绕组的供电。

与现有用于拖挂车辅助制动技术相比，本发明突出特点如下。

本发明作为一种汽车辅助制动装置，主要应用于挂车部位的制动，直接替换挂车原有支撑桥，直接对大负载挂车提供制动力，保护车辆行车安全。在车桥中间部位，创新性的将液冷电涡流缓速器与可逆电机集成设计，解决安装在挂车部位的电涡流缓速器用电量大的问题，挂车部位的电涡流缓速器用电的常规方法是从牵引车获取，经过弹力线到达挂车电瓶，线路较长增加了被损坏的风险且缓速器的大耗电量影响了整车电力系统的稳定。本发明的结构通过发电机为缓速器的利息线圈供电，满足缓速器工作的电能消耗，不需要整车的电能，增加了本发明的可靠性和使用性。通过控制缓速器励磁线圈的电流大小实现缓速器输出扭矩的分档位、分级控制。集成的可逆电机在特殊工况可作为电动机工作，为挂车提供驱动力，实现自励式缓速制动车桥的多种功能。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的另一结构示意图。

图中，1-缓速器定子，2-缓速器励磁线圈，3-缓速器转子，4-永磁体磁极，5-电机定子绕组，6-电机定子铁芯，7-电机定子支架，8-桥壳，9-水口，10-控制机构，11-缓速制动机构,12-可逆电机机构。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

根据图1所示，一种自励式缓速制动车桥，包括：

缓速制动机构11，包括缓速器定子1、缓速器转子3，缓速器励磁线圈2和水口9，所述缓速器定子1为筒型结构且为“工”字型截面，所述缓速器定子1为左右对称结构，并在其内外圈均布置有水套构造，所述缓速器定子1位于车桥中部，所述缓速器定子1与桥壳8紧固相连，缓速器转子3的一侧为凸极结构，且在每两个凸极中间设置绞风叶片，所述缓速器转子3的另一侧设置有铁芯槽，所述铁芯槽为筒型结构，用于电机转子永磁体的嵌入，所述缓速器转子3分别与车桥两侧半轴相连，传递车轮动力，所述缓速器励磁线圈2为集中绕制的环形构造，其截面为长方形所述缓速器转子3和缓速器励磁线圈2对称布置在缓速器定子1内部的两侧，缓速器线圈固定在缓速器定子1中间肋板的两侧；

可逆电机机构12，包括电机定子支架7、电机定子铁芯6、电机定子绕组5、电机转子铁芯和电机转子永磁体，所述电机定子支架7与桥壳8紧密连接，所述电机定子铁芯6为分层片状结构，固定于电机定子支架7上，所述电机定子绕组5绕制在电机定子铁芯6上，所述电机转子铁芯为分层片状结构，所述电机转子永磁体嵌入铁芯槽内设置；

半桥机构，包括左半桥、右半桥、左半轴、右半轴和轮边组件，所述左半桥、右半桥均与缓速器定子1紧固相连，所述缓速器转子3随左半轴和右半轴做旋转运动；

控制机构10，包括缓速器励磁线圈2供电模块和可逆电机绕组回收电能存储模块。

缓速器制动机构的两侧对称布置所述可逆电机机构12。

缓速器制动机构的磁场与可逆电机机构12的磁场方向垂直设置。

缓速器制动机构通过水口9对缓速器定子1进行水冷散热，通过绞风叶片对缓速器励磁线圈2进行风冷散热。

缓速器转子3分别设置于车桥的左侧和右侧，左侧的缓速器转子3和右侧的缓速器转子3分别独立差速运转。

车辆在下坡时的巨大惯性驱使车轮加速转动，车轮的动力通过轮边组件，经由左半轴、右半轴，将增速之后的动力传输到缓速器转子3上，缓速器左侧转子、右侧转子相互独立可差速运转；当缓速制动机构11开始工作时，缓速器励磁线圈2开始供电，在缓速器定子1、缓速器转子3和空气间形成环形磁场，缓速器转子3的旋转造成缓速器定子1磁场的周期性变化，缓速器定子1上产生电涡流，对缓速器转子3产生制动力矩，缓速器定子1的温度通过冷却水带走，高温液体从缓速器出口流出，该水冷却方式为常用的技术手段，因此设置出口为设置水口9后可想到的方案，此处不再做过多的赘述，通过外部散热器散掉热量，冷却水再循环，进而达到减速制动的作用。当发电机机构开始工作时，通过电机转子永磁体励磁产生磁场，在定子绕组上产生电流，通过控制机构10将电能存储起来；存储的电能可用于缓速制动机构11工作时励磁线圈的供电，也可用于驱动助力时，电机定子绕组5的供电。

与现有用于拖挂车辅助制动技术相比，本发明突出特点如下。

本发明作为一种汽车辅助制动装置，主要应用于挂车部位的制动，直接替换挂车原有支撑桥，直接对大负载挂车提供制动力，保护车辆行车安全。在车桥中间部位，创新性的将液冷电涡流缓速器与可逆电机集成设计，解决安装在挂车部位的电涡流缓速器用电量大的问题，挂车部位的电涡流缓速器用电的常规方法是从牵引车获取，经过弹力线到达挂车电瓶，线路较长增加了被损坏的风险且缓速器的大耗电量影响了整车电力系统的稳定。本发明的结构通过发电机为缓速器的利息线圈供电，满足缓速器工作的电能消耗，不需要整车的电能，增加了本发明的可靠性和使用性。通过控制缓速器励磁线圈2的电流大小实现缓速器输出扭矩的分档位、分级控制。集成的可逆电机在特殊工况可作为电动机工作，为挂车提供驱动力，实现自励式缓速制动车桥的多种功能。

如图2所示，缓速器转子3为内侧齿形结构，外侧为筒型结构，外侧用于安装可逆电机机构12的转子铁芯及永磁体磁极4。缓速器转子3的齿具有一定数量，满足缓速器工作时的聚磁作用，可逆电机机构12的永磁体磁极4的分布和数量均有一定规律，相邻两个磁极之间的分布规律应为“N-S”沿径向分布，且数量为偶数。该电机转子总成将缓速器转子3和电机转子磁极记性了集成设计，实现了空间的高度利用，且具有转动惯量小的特点，转子总成两侧布置，互不干扰实现差速功能。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。在本发明的描述中，除非另有规定和限定，需要说明的是，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种自励式缓速制动车桥，其特征在于，包括：

缓速制动机构，包括缓速器定子、缓速器转子，缓速器励磁线圈和水口，所述缓速器定子为筒型结构且为“工”字型截面，所述缓速器定子为左右对称结构，并在其内外圈均布置有水套构造，所述缓速器定子位于车桥中部，所述缓速器定子与桥壳紧固相连，缓速器转子的一侧为凸极结构，且在每两个凸极中间设置绞风叶片，所述缓速器转子的另一侧设置有铁芯槽，所述铁芯槽为筒型结构，用于电机转子永磁体的嵌入，所述缓速器转子分别与车桥两侧半轴相连，传递车轮动力，所述缓速器励磁线圈为集中绕制的环形构造，其截面为长方形所述缓速器转子和缓速器励磁线圈对称布置在缓速器定子内部的两侧，缓速器线圈固定在缓速器定子中间肋板的两侧；

可逆电机机构，包括电机定子支架、电机定子铁芯、电机定子绕组、电机转子铁芯和电机转子永磁体，所述电机定子支架与桥壳紧密连接，所述电机定子铁芯为分层片状结构，固定于电机定子支架上，所述电机定子绕组绕制在电机定子铁芯上，所述电机转子铁芯为分层片状结构，所述电机转子永磁体嵌入铁芯槽内设置；

半桥机构，包括左半桥、右半桥、左半轴、右半轴和轮边组件，所述左半桥、右半桥均与缓速器定子紧固相连，所述缓速器转子随左半轴和右半轴做旋转运动；

控制机构，包括缓速器励磁线圈供电模块和可逆电机绕组回收电能存储模块。

2.根据权利要求1所述的一种自励式缓速制动车桥，其特征在于，所述缓速器制动机构的两侧对称布置所述可逆电机机构。

3.根据权利要求1所述的一种自励式缓速制动车桥，其特征在于，所述缓速器制动机构的磁场与可逆电机机构的磁场方向垂直设置。

4.根据权利要求1所述的一种自励式缓速制动车桥，其特征在于，所述缓速器制动机构通过水口对缓速器定子进行水冷散热，通过绞风叶片对缓速器励磁线圈进行风冷散热。

5.根据权利要求1所述的一种自励式缓速制动车桥，其特征在于，所述缓速器转子分别设置于车桥的左侧和右侧，左侧的缓速器转子和右侧的缓速器转子分别独立差速运转。

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