CN211908628U - 一种用于高速车辆制动的电磁涡流制动装置 - Google Patents

Abstract

一种用于高速车辆制动的电磁涡流制动装置，属于高速车辆制动技术领域，装置由励磁单元、外壳装置、转子装置组成，装置结构新颖，工作原理清晰，利用励磁单元提供稳定可靠的制动力，产生在励磁绕组上的热量大部分直接通过水冷系统直接排出，小部分通过风冷系统排出制动器外，励磁单元边缘开风道口，使气流路径达到最长，散热更加充分，外壳为回转结构，其上加装多个散热肋，有助于内部热量的排出；转子散热结构的散热片与转子一体化，其产生的涡流热通过肋板散出；肋板边缘设计成扇叶结构，当制动时转子散热片回转，其边缘的扇叶结构推动空气，使冷空气进入制动器内部，一方面使气流通过，另一方面自身回转推动气流，加强风冷散热效果。

Description

一种用于高速车辆制动的电磁涡流制动装置

技术领域

本实用新型属于高速车辆制动技术领域，涉及一种电磁涡流制动装置，具体的说是涉及一种用于高速车辆制动的电磁涡流制动装置。

背景技术

随着现代化的不断发展，车辆已经成为了人们生活的必需品，人们享受着车辆带给自己的便捷，感受科技带给生活的舒适。然而，人们在驾驶车辆的过程中，体会速度与激情的同时，也面临着突发与潜在的隐患，威胁着驾驶人和乘车人的生命财产安全。为了使高速车辆在短时间内具有很好的刹车制动，最大程度的减小因刹车制动造成的车辆零件损伤，是制动技术中研究的重要内容。目前，电磁涡流技术已经进入车辆制动技术中，但目前高速车辆电磁涡流制动器还满足不了制动需求，因此，设计一种用于高速车辆制动的电磁涡流制动装置用于提高车辆的安全制动性能及行车安全显得尤为必要。

实用新型内容

本实用新型的目的是针对目前高速车辆制动器制动力满足不了制动需求，制动性能和行车安全有待提高等不足，提出一种用于高速车辆制动的电磁涡流制动装置，通过采用励磁单元、外壳装置、转子装置的结构，从而使得制动力满足制动需求，进一步提升制动器机械装置安全性能。

本实用新型的技术方案是：一种用于高速车辆制动的电磁涡流制动装置，其特征在于：所述电磁涡流制动装置由励磁单元，外壳装置，转子装置组成；

所述励磁单元由励磁线圈、铁芯、励磁盘、轴沉孔、导流槽、螺钉孔、水冷管道组成；所述励磁盘的前后两面上均排布有铁芯，所述铁芯排布共划分为两个层次，每层次八个铁芯，距中心远处铁芯较粗，距中心近处铁芯较细，所述励磁线圈缠绕设置在所述铁芯上，所述励磁盘的四周设有导流槽以及嵌入导流槽的螺钉孔，所述励磁盘的盘面上设有中心处比外围紧密的扇形结构水冷管道，所述水冷管道设有一个进水孔以及一个出水口，所述水冷管道与外置水冷循环系统相连；

所述外壳装置由外壳，散热肋，导线孔，水道口，锪孔，第一法兰孔，罩盖，第二法兰孔，辐板，中心孔组成；所述散热肋通过焊接与所述外壳相连，所述导线孔设置在所述外壳的端面上，所述第一法兰孔与所述第二法兰孔通过螺栓连接，所述辐板均布设置在所述罩盖上，所述螺钉孔与锪孔螺栓连接；所述水冷管道经水道口接出；

所述转子装置由头部转子散热片、中部转子散热片、尾部转子散热片、阶梯轴，轴端螺母和套筒组成；所述头部转子散热片上设有底部进风通道、散热片底部叶片、通气口和第一键槽；所述中部转子散热片上设有中部转子叶片、第一通气孔和第二键槽；所述尾部转子散热片上设有尾部散热片转子叶片、排气通道、第二通气孔和第三键槽；所述头部转子散热片、中部转子散热片、尾部转子散热片、中心孔、轴沉孔内贯穿设有阶梯轴，所述阶梯轴分别通过键、轴端螺母与所述电磁涡流制动装置形成周向和轴向固定。

所述励磁线圈底部与铁芯底部重合，布置排列方式均按照N极和S极相间布置。

所述励磁盘边缘与外壳内部形成过渡配合，以便于直接转热。

所述头部转子散热片、中部转子散热片、尾部转子散热片均与外壳留有间隙，避免在受热时金属膨胀导致卡死，通过推动气流，达到换热目的。

所述轴端螺母安装时加注金属粘合剂，防止因震动导致螺母松动。

所述外壳与所述励磁盘相连接的螺栓上均设有弹簧垫圈。

所述头部转子散热片、中部转子散热片、尾部转子散热片均通过动平衡，以减轻震动，延长装置使用寿命。

所述头部转子散热片，中部转子散热片，尾部转子散热片与通过键连接安装在阶梯轴上，阶梯轴通过轴承与外壳装置转动连接。

所述阶梯轴为转动轴，通过各个键、套筒、轴端螺母与各转子散热片相连接。

本实用新型的有益效果为：本实用新型提出的一种用于高速车辆制动的电磁涡流制动装置，结构新颖，工作原理清晰，利用励磁单元提供稳定可靠的制动力，本实用新型中励磁单元中铁芯和水冷散热结构采用一体化造型，产生在励磁绕组上的热量大部分直接通过水冷系统直接排出，小部分通过风冷系统排出减速器外；励磁单元边缘开风道口，通过合理布置使气流路径达到最长，散热更加充分。外壳设计为回转结构，其上加装多散热肋，有助于内部热量的排出；安装螺栓处锪平，以防止螺栓受力不均而产生断裂；外壳上开水道孔与线路孔。转子散热结构，其两端的散热片与转子一体化，其产生的涡流热通过肋板散出；肋板边缘设计成扇叶结构，当制动时转子散热片回转，其边缘的扇叶结构推动空气，使冷空气进入减速器内部；中部转子散热片其上开螺旋槽，一方面使气流通过，另一方面自身回转推动气流，加强风冷散热效果；尾部转子散热片结构与头部转子散热片大致一致，只有边缘叶片部分方向的差异，通过合理的设计，使得三个转子兼有制动与散热的复合功能。

附图说明

图1 为本实用新型的整体结构示意图。

图2 为本实用新型中励磁单元的结构示意图。

图3 为本实用新型中励磁单元水道的结构示意图。

图4 为本实用新型中外壳的结构示意图。

图5 为本实用新型中罩盖的结构示意图。

图6 为本实用新型中尾部转子散热片结构示意图。

图7 为本实用新型中中部转子散热片结构示意图。

图8 为本实用新型中头部转子散热片结构示意图。

图9 为本实用新型中阶梯轴结构示意图。

图10 为本实用新型中轴套结构示意图。

图11 为本实用新型中轴端螺母结构示意图。

图中：磁单元100、外壳装置200、转子装置300、励磁线圈110、铁芯120、励磁盘130、轴沉孔131、导流槽132、螺钉孔133、水冷管道134、外壳210、散热肋211、导线孔212、水道口213、锪孔214、第一法兰孔215、罩盖220、第二法兰孔221、辐板222、中心孔223、头部转子散热片310、底部进风通道311、散热片底部叶片312、通气口313、第一键槽314、中部转子散热片320、中部转子叶片321、第一通气孔322、第二键槽323、尾部转子散热片330、尾部散热片转子叶片331、排气通道332、第二通气孔333、第三键槽334、阶梯轴341、第四键槽342、轴端螺母360、套筒370。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步说明：

如图1所示，一种用于高速车辆制动的电磁涡流制动装置，电磁涡流制动装置由励磁单元100，外壳装置200，转子装置300组成。外壳装置200包裹整个制动装置，转子装置300位于外壳装置200的里面，三个转子分别位于外壳的前后两端和中间部分，两块励磁单元100，分别布置于三个转子散热片的中间，通过转子的转动，达到外部风冷内部水冷的效果，大大提高了励磁盘的散热性能。外壳装置200和转子装置300通过轴承进行连接配合，构成整体。

如图2-3所示，一种用于高速车辆制动的电磁涡流制动装置，励磁单元100由励磁线圈110、铁芯120、励磁盘130、轴沉孔131、导流槽132、螺钉孔133、水冷管道134组成。励磁盘130的前后两面上均排布有铁芯120，铁芯排布共划分为两个层次，每层次八个铁芯，距中心远处铁芯较粗，距中心近处铁芯较细，这样设计有助于保证各个铁芯所承受的强度一致，减少因中心距不同引起的强度缺陷，并且可以节省一定材料与空间，中心处的铁芯由于较细则更容易散热。励磁线圈110由外壳的进线口引进并依次缠绕半径上的粗铁芯和细铁芯，之后间隔一根细铁芯后依次缠绕半径上的细铁芯和粗铁芯，再由出线口引出。依照这样的布线方式，一共需要四根线引进引出，每根线缠绕两组同半径上的粗、细铁芯。借此达到N、S间隔缠绕的目的，提高励磁制动效率。并且可以通过调整线圈通电大小，随时改变制动能力，实现变速制动。励磁盘中心设有轴沉孔131其目的是与转轴实现轴向固定，避免窜动，并且在一定程度上减少了中心壁厚，增强散热能力。励磁盘130的四周设有导流槽132以及嵌入导流槽的螺钉孔133，螺纹孔起径向固定励磁盘130的作用，保证装置稳定性。在装置运作时，转子带动内部气流流动，导流槽可以使得气流经过励磁盘边缘时提高风压，气体流进导流槽132与固定螺钉所构成的狭缝将增大流速，形成内部风冷系统，借此增强散热。励磁盘130的内部设有水冷管道134，水冷管道134有一个进水孔以及一个出水口，与外置水冷循环系统相连，管道曲线结构极大程度上的遍布圆盘，靠中心处比外围更紧密，这考虑到了散热效率的问题，这使得其与一般中空散热相比散热性能大大提升。

如图4-5所示，一种用于高速车辆制动的电磁涡流制动装置，外壳装置200由外壳210，罩盖220组成。在壳体上设计有散热肋211，配合壳内励磁块与转子设计的水冷风冷一同散热，以提高散热速度，维持制动器工作温度，保证制动器制动性能。每两个小孔一组的孔眼是导线孔212，外部通电导线从此穿入壳体，在励磁块上绕线，并从下一组孔中穿出。每两个较大孔一组的孔眼是水道口213，由此接入水道，一进一出，构成励磁块中水冷系统的水循环。采用水冷大大提高散热效果，避免了全部采用风冷额外安装的风扇，减小工作振动。壳体上的锪孔214通过螺纹连接与壳内的励磁块固定，锪平保证孔口与孔中心线的垂直度，使螺栓的端面与壳体表面保持良好的接触，保证壳体与励磁块连接的正确、可靠。壳体两端设有法兰孔215，与罩盖220用螺栓进行连接。罩盖220在法兰孔221处通过螺栓与定子外壳210固连，罩盖设计为辐板式，转子设计的风冷系统要通过辐板222间空隙通风。转子轴端从中心孔223伸出。

如图6-8所示，一种用于高速车辆制动的电磁涡流制动装置，转子装置由头部转子散热片310，中部转子散热片320，尾部转子散热片330，阶梯轴341，轴端螺母360，套筒370组成。三个转子都是由轴转动，通过键连接来实现转动。在转动时底部转子散热片叶片会吸入周围空气，空气从底部进风通道311进入，通过叶片上叶片切面进入第一部分励磁线圈组。而且散热片底部叶片312槽切面采用流线型结构和圆角进行过度连接，使吸入的空气遇到的阻力小，速度较高，且每个叶片槽之间都设有相互连接的通气口313，保证了进气的平稳和均匀。之后中部散热转子转动时会吸入第一励磁线圈组室中的空气，中部转子叶片321切有第一通气孔322，之后会带动空气进入第二励磁线圈组室，中部转子散热片上通气孔采用螺旋线切出，使空气保持较快的速度，更好在两个励磁线圈组室之间流通。同理，尾部散热片转子叶片331上有通向外面的排气通道332，将用来散热的空气排出去，同时各个通道之间也设有第二通气孔333。

如图1-11所示，一种电磁涡流制动装置的工作原理如下：当运动车辆需要制动时，通过传动装置与阶梯轴341相连，阶梯轴341通过键带动转子转动，此时收到减速的指令时，线圈通电，进行涡流制动，制动部分由72个线圈保证制动力的充足。制动时产生的大量热的排出有三种方式：绝大多数热量通过励磁单元100直接传给励磁盘130，然后这部分热量的大部分通过内部水冷散热系统，由冷却液带走，少部分热量通过励磁盘130与外壳210的直接接触传递给外壳，然后通过外壳的散热肋带走；内部热空气由头部转子散热片310，中部转子散热片320，尾部转子散热片330组成的气流推进装置强制带出减速器；头部转子散热片310与尾部转子散热片330产生的热量则由其上肋板散出。减速完毕，线圈断电，阶梯轴341继续与动力源相连一段时间，待内部温度降低后断开连接，制动结束。

Claims (9)

1.一种用于高速车辆制动的电磁涡流制动装置，其特征在于：所述电磁涡流制动装置由励磁单元(100)，外壳装置(200)，转子装置(300)组成；

所述励磁单元(100)由励磁线圈(110)、铁芯(120)、励磁盘(130)、轴沉孔(131)、导流槽(132)、螺钉孔(133)、水冷管道(134)组成；所述励磁盘(130)的前后两面上均排布有铁芯(120)，所述铁芯(120)排布共划分为两个层次，每层次八个铁芯，距中心远处铁芯较粗，距中心近处铁芯较细，所述励磁线圈(110)缠绕设置在所述铁芯(120)上，所述励磁盘(130)的四周设有导流槽(132)以及嵌入导流槽(132)的螺钉孔(133)，所述励磁盘(130)的盘面上设有中心处比外围紧密的扇形结构水冷管道(134)，所述水冷管道(134)设有一个进水孔以及一个出水口，所述水冷管道(134)与外置水冷循环系统相连；

所述外壳装置(200)由外壳(210)，散热肋(211)，导线孔(212)，水道口(213)，锪孔(214)，第一法兰孔(215)，罩盖(220)，第二法兰孔(221)，辐板(222)，中心孔(223)组成；所述散热肋(211)通过焊接与所述外壳(210)相连，所述导线孔(212)设置在所述外壳(210)的端面上，所述第一法兰孔(215)与所述第二法兰孔(221)通过螺栓连接，所述辐板(222)均布设置在所述罩盖(220)上，所述螺钉孔(133)与锪孔(214)螺栓连接；所述水冷管道(134)经水道口(213)接出；

所述转子装置(300)由头部转子散热片(310)、中部转子散热片(320)、尾部转子散热片(330)、阶梯轴(341)，轴端螺母(360)和套筒(370)组成；所述头部转子散热片(310)上设有底部进风通道(311)、散热片底部叶片(312)、通气口(313)和第一键槽(314)；所述中部转子散热片(320)上设有中部转子叶片(321)、第一通气孔(322)和第二键槽(323)；所述尾部转子散热片(330)上设有尾部散热片转子叶片(331)、排气通道(332)、第二通气孔(333)和第三键槽(334)；所述头部转子散热片(310)、中部转子散热片(320)、尾部转子散热片(330)、中心孔(223)、轴沉孔(131)内贯穿设有阶梯轴(341)，所述阶梯轴分别通过键、轴端螺母(360)与所述电磁涡流制动装置形成周向和轴向固定。

2.根据权利要求1所述的一种用于高速车辆制动的电磁涡流制动装置，其特征在于：所述励磁线圈(110)底部与铁芯(120)底部重合，布置排列方式均按照N极和S极相间布置。

3.根据权利要求1所述的一种用于高速车辆制动的电磁涡流制动装置，其特征在于：所述励磁盘(130)边缘与外壳(210)内部形成过渡配合，以便于直接转热。

4.根据权利要求1所述的一种用于高速车辆制动的电磁涡流制动装置，其特征在于：所述头部转子散热片(310)、中部转子散热片(320)、尾部转子散热片(330)均与外壳(210)留有间隙，避免在受热时金属膨胀导致卡死，通过推动气流，达到换热目的。

5.根据权利要求1所述的一种用于高速车辆制动的电磁涡流制动装置，其特征在于：所述轴端螺母(360)安装时加注金属粘合剂，防止因震动导致螺母松动。

6.根据权利要求1所述的一种用于高速车辆制动的电磁涡流制动装置，其特征在于：所述外壳(210)与所述励磁盘(130)相连接的螺栓上均设有弹簧垫圈。

7.根据权利要求1所述的一种用于高速车辆制动的电磁涡流制动装置，其特征在于：所述头部转子散热片(310)、中部转子散热片(320)、尾部转子散热片(330)均通过动平衡，以减轻震动，延长装置使用寿命。

8.根据权利要求1所述的一种用于高速车辆制动的电磁涡流制动装置，其特征在于：所述头部转子散热片(310)，中部转子散热片(320)，尾部转子散热片(330)与通过键连接安装在阶梯轴(341)上，阶梯轴(341)通过轴承与外壳装置(200)转动连接。

9.根据权利要求1所述的一种用于高速车辆制动的电磁涡流制动装置，其特征在于：所述阶梯轴(341)为转动轴，通过各个键、套筒(370)、轴端螺母(360)与各转子散热片相连接。

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