商用車緩速器

1、淺談客車緩速器1目錄 3）液力緩速器 1）輔助制動系統(tǒng) 2）電渦流緩速器 4）自勵式緩速器2輔助制動系統(tǒng) 輔助制動系統(tǒng)是用于使行駛車輛（特別是下長坡和彎道的車輛）的速度降低在一定速度范圍內(nèi)，但又不是使車輛停駛的裝置。與主制動系統(tǒng)相比較，雖然輔助制動系統(tǒng)在短時間內(nèi)可以吸收的功率比較小，但是它吸收的功率在很長的時間內(nèi)可以保持不變（或者說基本保持不變）。盡管汽車在連續(xù)下坡的過程中始終需要這樣大的功率，輔助制動系統(tǒng)的工作原理與傳統(tǒng)的制動方式不同，有延長傳動系統(tǒng)和制動系統(tǒng)壽命的功效。3輔助制動系統(tǒng)的功用減少車輪制動器熱衰退、防止主制動器溫度急劇上升而發(fā)生的爆胎，提高車輛的行駛安全性能；增加駕駛員下長坡時

2、的安全感；延長制動襯片的使用壽命，減少制動器的維護保養(yǎng)工作量，從而使得安裝有緩速器的汽車有良好的使用經(jīng)濟性；減少駕駛員的工作疲勞度，使制動過程柔和、平穩(wěn)，提高車輛的乘坐舒適性；顯著減少制動時的噪聲和粉塵污染，提高汽車的環(huán)保性；提高平均車速，同時仍能保證有較高的安全系數(shù)。4輔助制動系統(tǒng)的分類排氣制動排氣制動輔助制動系統(tǒng)的基本原理是利用設(shè)置在排氣管道內(nèi)的排氣節(jié)流閥阻塞發(fā)動機排氣通道，以增加發(fā)動機內(nèi)進氣、排氣、壓縮等形成的功率損失，迫使發(fā)動機降低轉(zhuǎn)速，從而達到在短時間內(nèi)降低車速的目的。緩速器電渦流緩速器：結(jié)構(gòu)簡單、安裝維修方便、價格較低，是目前國內(nèi)車輛的主流選擇；液力緩速器：結(jié)構(gòu)與安裝較復(fù)雜，價格相

3、對較高，多用于高端客車與重型卡車上；自勵式緩速器：國外生產(chǎn)廠家主要是日本澤藤電機株式會社生產(chǎn)，國內(nèi)仍無廠家生產(chǎn)。永磁式緩速器：國外技術(shù)已經(jīng)成熟，國內(nèi)生產(chǎn)和研發(fā)都基本處于空白；5電渦流緩速器 電渦流緩速器是利用電磁學(xué)原理把汽車行駛的功能轉(zhuǎn)化成熱能散發(fā)掉，從而實現(xiàn)減速和制動作用的裝置。優(yōu)點：1、靈敏。采用電流直接驅(qū)動，沒有中間環(huán)節(jié)，反應(yīng)時間非常短，僅為40ms，比液力緩速器響應(yīng)快20倍。2、低成本。結(jié)構(gòu)簡單，生產(chǎn)成本低；并且沒有機械摩擦，因此在使用過程中幾乎是免維護的，故障率很低。3、舒適環(huán)保。操控簡單與無噪音工作是其它任何同類裝置無法比擬的。4、簡易。安裝、操作和維護無不簡單易行，無論在新車還是

4、舊車上安裝都很方便，無須對車輛做復(fù)雜的改動和調(diào)整。5、兼容。由于電渦流緩速器可實行電子控制，所以能夠與ABS、ABR等車輛安全系統(tǒng)兼容，并能很方便與現(xiàn)行的其他系統(tǒng)連接。6電渦流緩速器結(jié)構(gòu)及原理(1)電渦流緩速器一般由定子和轉(zhuǎn)子構(gòu)成（如右圖）。定子通過固定支架固定在車輛底盤上（車架、變速器外殼或后橋外殼),在定子底板上安裝有數(shù)個電磁線圈，線圈之間用導(dǎo)線按一定要求互相連接，通電后，線圈產(chǎn)生磁場，并且相鄰兩個線圈的磁場極性相反，緩速器的轉(zhuǎn)子一般有兩個，分布在定子兩側(cè)，并用過度法蘭連接在一起，同時與傳動系統(tǒng)相聯(lián)，轉(zhuǎn)子上鑄有風(fēng)葉，以便散熱。圖1-電渦流緩速器結(jié)構(gòu)7電渦流緩速器結(jié)構(gòu)及原理(2)Telma

5、F2200型電渦流緩速器由1個帶有16塊電磁鐵的定子和兩個轉(zhuǎn)子盤組成（在定子的兩側(cè)各有一個軟鐵制成的轉(zhuǎn)子盤）。定子固定在車架上，轉(zhuǎn)子盤安裝在與定子同心的一根軸上，并與傳動軸變速器輸出軸相連，其轉(zhuǎn)速與傳動軸相同。定子的電磁鐵被電流觸發(fā)后，轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，產(chǎn)生制動力矩。道理很簡單，轉(zhuǎn)子不轉(zhuǎn)動，不會切割磁力線，也就不會產(chǎn)生電渦流。緩速器無任何可導(dǎo)致磨損的摩擦片或摩擦面。圖2-Telma F2200型緩速器8電渦流緩速器結(jié)構(gòu)及原理(3)磁場的形成： 定子上有四組磁感應(yīng)電樞， 每個鐵芯上有兩個線圈， 當線圈中有持續(xù)電流通過時， 產(chǎn)生磁場。由于相鄰組線圈極性剛好相反， 形成由極柱1 間隙1 轉(zhuǎn)子1 間隙2 極柱

6、2 間隙3 轉(zhuǎn)子2 間隙4 極柱1閉合磁力線回路。電樞的兩端有兩塊極板，為增加制動力矩，電樞分為前后兩半。圖3-磁場形成原理圖展開圖9電渦流緩速器結(jié)構(gòu)及原理(4)電渦流的形成： 根據(jù)電磁感應(yīng)理論，當穿過閉合導(dǎo)線回路所包圍的面積的磁通量發(fā)生變化時，在導(dǎo)線回路中將產(chǎn)生感應(yīng)電流。緩速器的轉(zhuǎn)子從表面看不是一個閉合導(dǎo)線，但從微觀角度，我們可以將它看成是一個由無數(shù)個閉合導(dǎo)線構(gòu)成的集合體。這樣，當轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動時，其內(nèi)部無數(shù)個閉合導(dǎo)線所包圍的面積內(nèi)的磁通量就發(fā)生變化，從而在轉(zhuǎn)子內(nèi)部產(chǎn)生無數(shù)段磁感應(yīng)電流，這種電流我們稱之為電渦流。圖4-電渦流形成原理10電渦流緩速器結(jié)構(gòu)及原理(5)反向扭矩的形成： 電渦流的作用有兩

7、方面；一方面，這些渦流在具有一定電阻的轉(zhuǎn)子內(nèi)部流動時，會產(chǎn)生熱效應(yīng)而導(dǎo)致轉(zhuǎn)子發(fā)熱。這樣，車輛的動能就通過感應(yīng)電流轉(zhuǎn)化為熱能，另一方面，電渦流會產(chǎn)生新的磁場，根據(jù)楞次定律，閉合導(dǎo)線回路中所產(chǎn)生的感應(yīng)電流總是使它自己所產(chǎn)生的磁場反抗任何引起電磁感應(yīng)的變化。簡單地說，就是轉(zhuǎn)子內(nèi)部電渦流所產(chǎn)生的新的磁場與定子線圈產(chǎn)生的磁場相互作用，而阻止，反抗轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動，這些就形成了迫使車輛減低速度的制動力矩。圖5-反向扭矩的形成原理11電渦流緩速器結(jié)構(gòu)及原理(6)Temla F2200型緩速器定子的16塊電磁鐵分為4個獨立的電路，每個電路有4塊電磁鐵，前后轉(zhuǎn)子盤上各作用兩塊電磁鐵。4個獨立的電路即可把緩速器的工作分

8、成4個階段。第一階段：只有1電路通電；第二階段：1、2電路通電；第三階段：1、2、3電路通電；第四階段：1、2、3、4電路都通電。圖6-定子的4個電路12電渦流緩速器的控制（1）電渦流緩速器有三種控制方式：1、傳統(tǒng)控制由安裝在放向盤或儀表板上的手動操控桿控制；2、自動控制一般適用于市區(qū)運行的車輛，由安裝在制動踏板下的控制器根據(jù)制動氣路的壓力進行控制；3、綜合控制將以上2中控制方式并接，按需要將緩速器控制在最安全舒適的工作狀況。13電渦流緩速器的控制（2）緩速器的控制系統(tǒng)由緩速器電控單元等多個部件組成，完成操縱、控制、執(zhí)行緩速器工作過程，其組成部件見右圖。14電渦流緩速器的控制（2）一、腳制動控

9、制過程：1）第一階段。腳制動踏板壓下25%行程，緩速器1對線圈被激活通電。2)第二階段。腳制動踏板壓下50%行程，緩速器2對線圈被激活通電。3）第三階段。腳制動控制踏板壓下75%行程，緩速器3對線圈被激活通電。4）ABS作用階段。腳制動踏板踩到底，ABS系統(tǒng)輸入信號給控制單元9064，控制單元執(zhí)行延時功能，即緩速器1、2、3線圈仍執(zhí)行減速功能，但制動力矩呈衰減狀態(tài)，至達到ABS限定的最低車速，緩速器停止工作。15電渦流緩速器的控制（3）二、手控開關(guān)控制過程： 廠家的設(shè)計意圖是當客車進入長下坡路段或其他特殊需減速的地段時，通過手控開關(guān)啟用緩速器工作，以降低車速，避免或減少長時間使用制動器，以延長

10、制動摩擦副的使用壽命。 手控開關(guān)有4個位置，1-3位置相當于腳制動控制緩速器1-3工作階段，其控制電路基本相同。第4位置可接通緩速器4條電路，使16個電磁鐵同時工作，產(chǎn)生的制動力矩最大。16電渦流緩速器的安裝位置A、裝于傳動軸中B、裝于變速器輸出軸端C、裝于變速器輸出軸端17電渦流緩速器的設(shè)計計算（1）1）電渦流緩速器的能量守恒利用電渦流緩速器對車輛進行制動時，出去車輛行駛的空氣阻力損失與傳動系摩擦損失及輪胎損耗外，車輛制動的機械能將全部轉(zhuǎn)化到轉(zhuǎn)筒上，以熱量形式散發(fā)在空氣中，即：式中 為車輛機械能變化量，Q為制動開始后的總散熱量。電渦流緩速器在制動過程中所消耗的能量與車輛機械能變化相等，即：式

11、中，p為緩速器的瞬時功率。18瞬時功率為：電渦流緩速器的設(shè)計計算（2）式中，s為氣隙的磁軛面積，m2；h為電渦流有效投入深度，m；B為氣隙磁場的磁感應(yīng)強度，T； w為磁場變化角速度，rad/s;為轉(zhuǎn)筒電阻率, 。2）電渦流緩速器的制動力矩 計算由式（3）可得出有效制動效率：根據(jù)Pe=Twn，由式（4），得：式中，T為緩速器制動力矩，NmN為磁極對數(shù)，wn為轉(zhuǎn)筒角速度，rad/s。19液力緩速器液力緩速器是利用液體的阻尼作用，產(chǎn)生制動力矩，最終讓汽車機械能轉(zhuǎn)化為熱能的裝置。優(yōu)點： 1）制動力矩較電渦流緩速器大； 2）沒有熱衰退現(xiàn)象，可長距離持續(xù)制動； 3）體積較電渦流緩速器大，但質(zhì)量輕 ； 4）

12、電流消耗約為1A左右，無需額外電瓶或電機。缺點：1）結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造成本高； 2）安裝復(fù)雜，一般只能在新車出廠前安裝。鑒于以上優(yōu)缺點，液力緩速器一般用于高端客車和重型卡車上。20液力緩速器的結(jié)構(gòu)與原理（1）液力緩速器本體中裝有轉(zhuǎn)子、定子、動力連接法蘭、散熱器、工作管道、殼體等組成。轉(zhuǎn)子與定子対置，定子固定在緩速器殼體上，轉(zhuǎn)子后端經(jīng)連接法蘭與傳動軸連接，前端通過花鍵與變速器輸出軸連接。轉(zhuǎn)子隨傳動軸轉(zhuǎn)動，定子與轉(zhuǎn)子対置形成工作腔經(jīng)閥門與工作液儲槽相通。21液力緩速器的結(jié)構(gòu)與原理（2）工作過程：當工作腔中沒有工作液時，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動時沒有阻力，緩速器不起緩速作用。當工作腔內(nèi)充有工作液時，由于工作液的阻尼產(chǎn)生

13、緩速力矩，使轉(zhuǎn)子連同傳動軸的轉(zhuǎn)動減速，產(chǎn)生緩速作用。車輛的動能在這個工程中轉(zhuǎn)變成熱能。工作液壓力越大，充入的工作液越多，傳動軸轉(zhuǎn)速越高，產(chǎn)生更大的緩速力矩。工作液的壓力和數(shù)量是由比例閥控制的，而比例閥的工作又受控于有預(yù)置功能的智能控制裝置。22液力緩速器的安裝與冷卻 液力緩速器通常僅作用于驅(qū)動軸，可以串聯(lián)在傳動線中，也可以與傳動線并聯(lián)。 新型液力緩速器一般并聯(lián)或者串聯(lián)在變速器輸出端，與變速器集成與一體。這樣不僅節(jié)省空間，還有利于工作液的冷卻。工作液在工作中使進出口形成壓力， 促使工作液循環(huán)，流經(jīng)散熱器時， 將熱量散掉。散熱器有冷卻水管 與發(fā)動機冷卻系統(tǒng)相通、利用發(fā) 動機冷卻系統(tǒng)散熱。 23液力緩速器的性能參數(shù) 液力緩速器的主要性能參數(shù)是制動力矩、起效時間等，其中決定制動力矩大小的主要結(jié)構(gòu)參數(shù)有循環(huán)圓形狀、循環(huán)圓最大直徑、葉片數(shù)目、葉片前傾角、進出油口位置等。制動力矩r用公式表述為：式中 A液力緩速器的力矩系數(shù)；p傳動油的密度； G重力力加速度；n動輪的轉(zhuǎn)速； D循環(huán)圓的有效直徑?？梢钥闯鲋苿恿嘏c動輪轉(zhuǎn)速成二次方關(guān)系，與循環(huán)圓有效直徑成五次方關(guān)系，要想提高液力緩速器的制動力矩，可以提高動輪轉(zhuǎn)速或者增大循環(huán)圓的有效直徑。24自勵式緩速器 自勵式緩速器是一種無需外接電源、具有發(fā)電功能的輔助制動裝置，克服了普通電渦流緩速器制動時帶來的附加能耗及其對汽車蓄電池和其他