CN1812233A - 车用永磁涡流缓速器 - Google Patents
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Abstract
一种车用永磁涡流缓速器，涉及一种汽车辅助制动装置的改进。包括有左转子盘(1)、右转子盘(10)、花键轴(15)、定子支架(14)、磁开关组件(19)，磁开关组件包括钕铁硼永磁体(8)、导磁缸(7)、气缸(12)、导磁环(3)、导磁板(4)、活动导磁环(5)、活塞环(6)；定子支架置于左转子盘和右转子盘之间并与其同心安装，磁开关组件沿圆周方向上置于定子支架内部，钕铁硼永磁体置于导磁缸内部中心位置，气缸置于导磁缸与钕铁硼永磁体之间，导磁板置于钕铁硼永磁体外侧端面上，导磁环置于导磁缸的端面上，活动导磁环由活塞环推动在气缸内移动。本装置具有质量轻、能源消耗少、发热低、制动扭矩较恒定等优点。
Description
技术领域
本发明是一种利用钕铁硼永磁体作为制动力来源，通过在旋转且非接触的转子盘中产生的反向涡流制动力对汽车车辆进行减速的辅助制动装置，涉及一种汽车辅助制动装置的改进。
背景技术
随着高速公路的快速发展和公路质量的提高，使汽车在交通运输中所占的比例不断提高。未来的高速公路交通会以重型专用汽车和高速客车为主。这就要求汽车工业生产出更多适用于高速公路和城市运行的汽车，这些车辆不仅要具有高动力性、高舒适性的特点，而且尤其要具有极高的安全性。于是辅助制动系统应运而生，以在车辆制动之前消耗部分行驶动能，增加行车制动系的制动效能，稳定行车制动系统的制动工况，有效提高车辆行驶的安全性能。交通部有关行业标准规定，大中型高二级以上客车必须装配缓速器。
国内常见的辅助制动系统主要有电涡流缓速器、液力缓速器等，其中电涡流缓速器的应用比较广泛。液力缓速器的结构复杂，低速制动效果差，动作响应时间较长；电涡流缓速器安装有数量较多的电磁线圈和磁芯，因而质量大，制动时消耗电流大、电磁线圈发热量高，能耗较高，工作时主机温度的升高导致制动扭矩随温升衰减严重。
发明内容
本发明的目的在于改进现有电涡流缓速器存在的质量较大、能耗高、主机发热量大、制动扭矩随温度的升高衰减严重等不足，利用钕铁硼永磁体作为制动力来源，设计一种质量轻、制动扭矩较大、发热量低、控制性能优良、能源消耗少、制动扭矩较恒定的永磁涡流缓速器，该缓速器适合于具有较长传动轴的车辆。
本发明的永磁涡流缓速器所采用的技术方案，其结构参见附图1～5，该装置包括有定子组件17、转子组件18；其中，定子组件17包括有定子支架14和控制转子是否处于磁场中的磁开关组件19，磁开关组件19沿圆周方向镶嵌于定子支架14的内部，转子组件18包括左转子盘1、右转子盘10和装有轴承16的花键轴15，定子组件17布置在左转子盘1和右转子盘10之间，并通过花键轴15与左转子盘1、右转子盘10同心安装，左转子盘1、右转子盘10的端面与磁开关组件19的端面平行并有空气隙，该装置通过连接法兰20安装于车辆的两段传动轴之间。
所述的磁开关组件19，参见图4，包括钕铁硼永磁体8，导磁缸7、由绝磁材料制成的环形气缸12、导磁环3、导磁板4、活动导磁环5以及活塞环6；其中，钕铁硼永磁体8置于导磁缸7内部中心位置，气缸12设置在导磁缸7内壁与钕铁硼永磁体8之间，导磁板4设置在钕铁硼永磁体8外侧的端面上，导磁环3设置在导磁缸7的端面上，活动导磁环5由活塞环6推动在气缸12内移动，导磁环3与导磁板4之间的间隙与气缸12连通，间隙形状与活动导磁环5的形状相同，当活动导磁环5位于间隙内时，钕铁硼永磁体8、导磁板4、活动导磁环5、导磁环3、导磁缸7构成封闭的导磁回路。
所述的导磁环3与导磁板4之间的间隙外侧还设置有绝磁材料制作的使气缸12形成封闭缸体的压板2。
所述的导磁缸7内侧底部中心位置设置的台阶孔，将钕铁硼永磁体8磁极的一端放置在台阶孔内，与导磁缸7固定。
所述的活动导磁环5是具有梯形剖面的圆环体。
所述的气缸12两端设置与气缸连通的左侧气阀11、右侧气阀13来控制活动导磁环5的移动。
所述的磁开关组件19沿定子支架14的圆周方向设置2组以上。
所述的左转子盘1、右转子盘10的端面与磁开关组件19的端面之间的空气隙宽度大于0.5mm。
本发明的工作原理和过程是：当车辆需要制动时，左侧气阀11进气使活动导磁环5置于气缸12后部，使磁开关组件19处于对外显示磁性状态(如图4)，旋转的左转子盘1及右转子盘10处于钕铁硼永磁体8产生的磁场中，并切割磁力线产生涡电流，涡流磁场产生与转子组件18旋转方向相反的转矩从而降低传动轴转速并使车辆减速。制动结束后，右侧气阀13进气使活动导磁环5移置于气缸12顶部并与气缸12前部的导磁环3、导磁板4紧密接触，使磁力线完全屏蔽于封闭的磁开关组件19内部，系统恢复到对外不显示磁性状态(如图5)。通过在定子圆周方向上均匀布置多个磁开关组件19，可实现制动扭矩的多档控制。
本发明的主要优点是：1)质量轻。不需要电磁线圈及磁芯，钕铁硼永磁体体积小，系统质量轻。2)能源消耗少。无需电流供电，活动导磁环动作时所需提供的力量较小，能源消耗少。3)发热低。系统不耗电，定子组件不产生热量，转子产生的热量较低，风冷即可。4)制动扭矩较恒定。系统工作时温度较低，可以使保持较恒定的制动扭矩。其它的优点如磁封闭性好，漏磁极少；磁能利用率高；系统为非接触制动，无磨损，无需维护等。
附图说明
图1：本发明的车用永磁涡流缓速器整体剖面结构示意图；
图2：本发明的车用永磁涡流缓速器定子组件结构示意图；
图3：本发明的车用永磁涡流缓速器转子组件剖面示意图；
图4：本发明的车用永磁涡流缓速器磁开关组件位于对外显示磁性时的示意图；
图5：本发明的车用永磁涡流缓速器磁开关组件位于对外不显示磁性时的示意图；
图中：1、左转子盘，2、压板，3、导磁环，4、导磁板，5、活动导磁环，6、活塞环，7、导磁缸，8、钕铁硼永磁体，9、固定槽，10、右转子盘，11、左侧气阀，12、气缸，13、右侧气阀，14、定子支架，15、花键轴，16、轴承，17、定子组件，18、转子组件，19、磁开关组件，20、联接法兰。
具体实施方式
本发明的实施方式如下，参见图1～5。车用永磁涡流缓速器由定子组件17和转子组件18构成，定子组件17由定子支架14及沿圆周方向固定设置于定子支架14上的8组磁开关组件19构成，其中左转子盘1及右转子盘10大端面与磁开关组件19端面平行并有空气隙。磁开关组件19主要由钕铁硼永磁体8、导磁缸7、活动导磁环5、导磁板4、导磁环3构成，并和压板2固定形成封闭的腔体，左侧气阀11及右侧气阀13分别位于活塞环6的左右两侧；端面开口的导磁缸7内侧底部设置有与钕铁硼永磁体8大小符合的台阶沉孔用于固定钕铁硼永磁体8磁极的一端，钕铁硼永磁体8磁极的另一端端面与梯形剖面的导磁板4紧密吸合，并可与活动导磁环5的梯形剖面紧密配合；钕铁硼永磁体8与导磁缸7内侧的间隙中设置绝磁材料构成的气缸12，可有效防止磁力线短路；活动导磁环5与导磁板4相接触时，钕铁硼永磁体8的磁力线被屏蔽于导磁缸7内，磁开关组件19对外不显示磁性。当需要制动时，左侧气阀11动作进入高压气体，推动活动导磁环5与导磁板4脱离，并远离钕铁硼永磁体8磁极，磁开关组件19对外显示磁性，在左转子盘1及右转子盘10中产生反向力矩。制动结束后右侧气阀13动作进入高压气体，推动活动导磁环5与导磁板4吸合，系统回到对外不显示磁性状态。
Claims (8)
1、车用永磁涡流缓速器，其特征在于：该装置包括有定子组件(17)、转子组件(18)；其中，定子组件(17)包括有定子支架(14)和控制转子是否处于磁场中的磁开关组件(19)，磁开关组件(19)沿圆周方向固定设置于定子支架(14)内部，转子组件(18)包括左转子盘(1)、右转子盘(10)和装有轴承(16)的花键轴(15)，定子组件(17)布置在左转子盘(1)和右转子盘(10)之间，并通过花键轴(15)与左转子盘(1)、右转子盘(10)同心安装，左转子盘(1)、右转子盘(10)的端面与磁开关组件(19)的端面平行并有空气隙。
2、根据权利要求1所述的车用永磁涡流缓速器，其特征在于：磁开关组件(19)包括钕铁硼永磁体(8)，导磁缸(7)、由绝磁材料制成的环形气缸(12)、导磁环(3)、导磁板(4)、活动导磁环(5)以及活塞环(6)；其中，钕铁硼永磁体(8)置于导磁缸(7)内部中心位置，气缸(12)设置在导磁缸(7)内壁与钕铁硼永磁体(8)之间，导磁板(4)设置在钕铁硼永磁体(8)外侧的端面上，导磁环(3)设置在导磁缸(7)的端面上，活动导磁环(5)由活塞环(6)推动在气缸(12)内移动，导磁环(3)与导磁板(4)之间的间隙与气缸(12)连通，间隙形状与活动导磁环(5)的形状相同，当活动导磁环(5)位于间隙内时，钕铁硼永磁体(8)、导磁板(4)、活动导磁环(5)、导磁环(3)、导磁缸(7)构成封闭的导磁回路。
3、根据权利要求2所述的车用永磁涡流缓速器，其特征在于：导磁环(3)与导磁板(4)之间的间隙外侧还设置有绝磁材料制作的使气缸(12)形成封闭缸体的压板(2)。
4、根据权利要求2所述的车用永磁涡流缓速器，其特征在于：所述的导磁缸(7)内侧底部中心位置设置有台阶孔，将钕铁硼永磁体(8)磁极的一端放置在台阶孔内，与导磁缸(7)固定。
5、根据权利要求2所述的车用永磁涡流缓速器，其特征在于：活动导磁环(5)是具有梯形剖面的圆环体。
6、根据权利要求2所述的车用永磁涡流缓速器，其特征在于：在气缸(12)两端设置与气缸连通的左侧气阀(11)、右侧气阀(13)来控制活动导磁环(5)的移动。
7、根据权利要求1所述的车用永磁涡流缓速器，其特征在于：沿定子支架(14)的圆周方向设置2组以上的磁开关组件(19)。
8、根据权利要求1所述的车用永磁涡流缓速器，其特征在于：所述的左转子盘(1)、右转子盘(10)的端面与磁开关组件(19)的端面之间的空气隙宽度大于0.5mm。
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