CN2798406Y - 一种制动力矩可分档的永久磁铁式缓速器 - Google Patents

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Abstract

本实用新型专利涉及以永久磁铁作为磁源的车用缓速器，特指一种制动力矩可分档的永久磁铁式缓速器。设有一套制动装置，包括一个安装在发动机输出轴上的鼓形转子，一个固定在变速箱上的定子。定子部分主要包括磁铁保持架、固定磁铁支架、活动磁铁支架、永久磁铁及操作机构，磁铁保持架内有两列磁铁，其特征在于每排磁铁有若干组永久磁铁，每一组磁铁由多块极性排列相同的磁铁组成，各组磁铁之间的磁极交替反向排列，各自固定在磁铁支架上。该结构紧凑简单，易于实现。通过改变永久磁铁工作的磁极组数，设置若干制动档位，使永磁式缓速器根据车辆实际情况的需要提供大小不同的制动力矩。

Description

一种制动力矩可分档的永久磁铁式缓速器
技术领域
本实用新型专利涉及以永久磁铁作为磁源的车用缓速器，特指一种制动力矩可分档的永久磁铁式缓速器。通过改变永久磁铁工作的磁极组数，设置若干制动档位，使永磁式缓速器根据车辆实际情况的需要提供大小不同的制动力矩。
背景技术
缓速器是用以使行驶中车辆(特别是下长坡的车辆)，速度减低或稳定在一定速度范围，但不是用以使车辆停驶的机构，用于汽车的辅助制动，以确保制动安全。
典型的永久磁铁缓速器包括两个部分：转子和定子。永久磁铁安装在定子上，与转动的转子形成相对运动，产生电涡流，从而在转子上产生制动力矩。永久磁铁缓速器的结构按转子的形状分为鼓式和盘式两种类型，盘式永磁铁缓速器的结构和普通电涡流缓速器基本相似，但这种结构存在体积大，难以控制等缺点。鼓式永久磁铁缓速器结构紧凑，便于布置和控制。
鼓式永久磁铁缓速器的结构按解除制动的运动部件和运动方向可分为：磁铁轴向滑动式、磁铁保持架周向转动式和磁铁周向转动式。
日本专利1-218499是一种磁铁轴向滑动式永久磁铁缓速器。通过操纵机构(气缸)把永久磁铁推进或推出工作位置来使缓速器工作或解除制动。
日本专利1-298947是一种磁铁保持架周向转动式永久磁铁缓速器。磁铁保持架在一定范围内沿传动轴转动。磁铁保持架中有铁磁性材料部分和非磁性材料部分，两者交替排列。通过转动磁铁保持架来改变磁场回路，从而实现缓速器的工作和非工作状态的切换。
美国专利5145038是一种磁铁周向转动式永久磁铁缓速器。该专利沿圆周方向并排有两列永久磁铁，一列固定，一列沿圆周方向可转动一定角度。通过转动一列永久磁铁使磁场的回路改变，从而使缓速器工作或不工作。
上述专利中所描述的缓速器都存在一个共同的缺点，即不论哪种结构的永久磁铁缓速器都只有两种工作状态：制动状态和解除制动状态。也就是说上述永磁式缓速器由于不能像电磁铁那样可以通过改变电流大小和磁极组数来控制磁场强弱的产生，因此不能根据车辆实际情况的需要提供大小不同的制动力矩。
发明内容
本实用新型的目的提出一种制动力矩可分档的永久磁铁式缓速器。通过改变永久磁铁工作的磁极组数，设置若干制动档位，使永磁式缓速器根据车辆实际情况的需要提供大小不同的制动力矩。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：
设有一套制动装置，包括一个安装在发动机输出轴上的鼓形转子，一个固定在变速箱上的定子。定子部分主要包括磁铁保持架、固定磁铁支架、活动磁铁支架、永久磁铁及操作机构，磁铁保持架内有两列磁铁，其特征在于每排磁铁有若干组永久磁铁，每一组磁铁由多块极性排列相同的磁铁组成，各组磁铁之间的磁极交替反向排列，各自固定在磁铁支架上。
磁铁保持架是一个中空的圆环，与传动轴同轴。固定磁铁支架通过螺钉与保持架连接。活动磁铁支架连同固定在其上面的磁铁可在保持架内沿圆周方向运动，即活动磁铁相对固定磁铁转动。
每一块磁铁正上方对应的部分保持架的材料是铁磁性的(如低碳钢)，其他部分是非磁性材料(如铝)。
制动时，活动磁铁支架活动磁铁在气缸活塞作用下转动一定角度，使活动磁铁支架上的磁铁与固定磁铁转动一个磁铁的位置。此时，每组磁铁中有一半磁铁的磁力线不经过转子鼓内壁。而另一半磁铁的磁力线经过转子鼓内壁形成闭合回路。当转子转动时，在转子鼓内产生电涡流，从而产生制动。此时产生的制动力是缓速器能产生最大制动力的一半。当活动磁铁支架转动两个磁铁的位置时，每组磁铁中全部的磁铁的磁力线都经过转子鼓内壁形成闭合回路。此时当转子转动时产生的制动力是最大的。
解除制动时，活动磁铁支架在气缸活塞作用下转动到初始位置。此时，每组活动磁铁与相邻固定磁铁的极性相反。磁场回路由于保持架非磁性材料的阻断，不经过转子鼓，其磁力线回路为：相邻永久磁铁、保持架的铁磁性材料部分和磁铁支架，从而对转子无制动作用。
本实用新型的特点：
通过改变永久磁铁工作的磁极组数，给永久磁铁缓速器设置若干制动档位，改变了以往永久磁铁缓速器只有一种档位(即开、关两种模式)的缺点，使制动力矩可分档的永磁缓速器设置若干档位，根据车辆实际情况的需要提供大小不同的制动力矩。该结构紧凑简单，易于实现。
附图说明
图1是本发明的制动力矩可分档的永久磁铁缓速器主要部分的剖视图。
图2是图1中缓速器磁铁保持架的局部视图。
图3是图1中缓速器在1/2档时制动的局部视图。
图4是图1中缓速器在1/2档时制动时的IV-IV剖视图。
图5是图1中缓速器在1档时制动的局部视图。
图6是图1中缓速器在1档时制动时的IV-IV剖视图。
图7是图1中缓速器在解除制动时的局部视图。
图8是在解除制动时，图1所示的缓速器主要部分的剖视图。
附图中标注说明：1-驻车制动鼓  2-轴承  3-操作机构  4-活塞  5-气缸  6-转子叶片  7-转子鼓  8-转子臂  9-固定磁铁  9’-滑动磁铁  10-固定磁铁支架  11-固定螺钉  12-磁铁保持架  13-螺栓  14-法兰盘  15-变速箱输出轴  16-非磁性材料  17-铁磁性材料  18-活动磁铁支架 19-磁力线
具体实施方式
参考附图，对本实用新型的一个实施例进行详细描述。
如图1所示，制动力矩可分档的永久磁铁缓速器主要由定子和转子两部分组成。转子部分包括转子鼓(7)和转子臂(8)。转子通过法兰盘(14)与变速箱输出轴(15)相连接，与它一起转动。定子部分主要包括磁铁保持架(12)、固定磁铁支架(10)、活动磁铁支架(18)、固定磁铁(9)、滑动磁铁(9’)及操作机构(3)等。固定磁铁支架(10)通过固定螺钉(11)与磁铁保持架(12)相连，活动磁铁支架(18)通过轴承(2)并在气缸(5)、活塞(4)的作用下，可在磁铁保持架内转动一定角度。固定磁铁支架(10)和活动磁铁支架(18)上各自固定有一排永久磁铁(9、9’)。每排磁铁有若干组永久磁铁，每一组磁铁有两块极性排列相同的磁铁组成，各组磁铁之间的磁极交替反向排列，各自固定在磁铁支架(10)、(18)上。
如图2所示，磁铁保持架(12)是一个中空的圆环，与传动轴同轴。每一块永久磁铁(9、9’)正上方对应的部分保持架的材料是铁磁性的(如低碳钢)，其他部分是非磁性材料(如铝)。
气缸(5)内活塞(4)带动与之相连的活动磁铁支架(18)，使之在磁铁保持架(12)内转动两个位置，每一个位置相当于一块永久磁铁的相位。即，当活动磁铁支架(18)转动到第一个位置时，在初始位置时活动磁铁支架(18)和固定磁铁支架(10)上相邻的两块永久磁铁(9、9’)错开一个磁铁块位置。换句话说，相邻的两块永久磁铁(9、9’)中活动磁铁支架(18)上的那一块磁铁(9’)转动到与下一块固定磁铁支架(10)上的永久磁铁(9)相邻。当活动磁铁支架(18)转动到第二个位置时，在初始位置时活动磁铁支架(18)和固定磁铁支架(10)上相邻的两块永久磁铁(9、9’)错开两个磁铁块位置。
制动时，如图3和4所示，活动磁铁支架(18)连同固定在上面的永久磁铁(9)在气缸活塞(4)作用下转动一定角度，使活动磁铁支架(18)上的磁铁(9’)与固定磁铁支架(10)相对转动一个磁铁块的位置，即转动到第一个位置。此时，每组磁铁中有一半永久磁铁的磁力线，由于磁铁保持架中非磁性材料(16)的阻隔而不经过转子鼓(7)内壁，其磁力线回路为：相邻两永久磁铁(9、9’)(极性排列相反)、保持架的铁磁性材料部分(17)和磁铁支架(10)(18)。而另一半磁铁的磁力线经过转子鼓内壁形成闭合回路。其磁力线回路为：相邻两永久磁铁(9、9’)(此时极性排列相反)、磁铁支架(10)(18)、磁铁保持架的铁磁性材料部分(17)以及转子鼓(7)内壁。当转子转动时，在转子鼓内产生电涡流，从而产生制动。由于此时参与产生制动力的永久磁铁数只有一半，故产生的制动力是缓速器最大制动力的一半。
如图5和6所示，当活动磁铁支架(18)转动两个磁铁的位置，即第二位置时，相邻两组磁铁有四块磁铁的极性都相同，可看成是一块磁铁。此时每组磁铁中全部磁铁的磁力线都经过转子鼓内壁形成闭合回路。其磁力线回路为：相邻两永久磁铁(9、9’)(极性排列相反)、磁铁支架(10)(18)、磁铁保持架的铁磁性材料部分(17)以及转子鼓(7)内壁。此时当转子转动时，缓速器产生的制动力是最大的。
如图7和8所示，解除制动时，活动磁铁支架(18)在气缸活塞(4)作用下转动到初始位置。此时，每组活动磁铁(9’)与相邻固定磁铁(9)的极性相反。磁场回路由于保持架非磁性材料(16)的阻断，不经过转子鼓(7)，其磁力线回路为：相邻两永久磁铁(9、9’)(极性排列相反)，磁铁保持架的铁磁性材料部分(17)和磁铁支架(10)(18)。
按照上述实施例的方案，每组磁铁也可以采用二块、三块或者多块永久磁铁，来实现所需要的档位数，这都在本专利的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种制动力矩可分档的永久磁铁式缓速器主要由定子和转子两部分组成，定子部分主要包括磁铁保持架(12)、固定磁铁支架(10)、活动磁铁支架(18)、永久磁铁(9)及操作机构(3)，其特征在于固定磁铁支架(10)和活动磁铁支架(18)各有一排永久磁铁(9)，每排磁铁有若干组永久磁铁，每一组磁铁有多块极性排列相同的磁铁组成，各组磁铁之间的磁极交替反向排列，各自固定在磁铁支架(10)、(18)上。
2.根据权利要求1所述的制动力矩可分档的永久磁铁式缓速器，其特征是每组磁铁采用二块、三块或者多块永久磁铁。
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