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(dòng)系統(tǒng) 2）電渦流緩速器 4）自勵(lì)式緩速器2輔助制動(dòng)系統(tǒng) 輔助制動(dòng)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(dòng)系統(tǒng)相比較，雖然輔助制動(dòng)系統(tǒng)在短時(shí)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(shí)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(dòng)系統(tǒng)的工作原理與傳統(tǒng)的制動(dòng)方式不同，有延長傳動(dòng)系統(tǒng)和制動(dòng)系統(tǒng)壽命的功效。3輔助制動(dòng)系統(tǒng)的功用減少車輪制動(dòng)器熱衰退、防止主制動(dòng)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(shí)

2、的安全感；延長制動(dòng)襯片的使用壽命，減少制動(dòng)器的維護(hù)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(jì)性；減少駕駛員的工作疲勞度，使制動(dòng)過程柔和、平穩(wěn)，提高車輛的乘坐舒適性；顯著減少制動(dòng)時(shí)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(shí)仍能保證有較高的安全系數(shù)。4輔助制動(dòng)系統(tǒng)的分類排氣制動(dòng)排氣制動(dòng)輔助制動(dòng)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(dòng)機(jī)排氣通道，以增加發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)進(jìn)氣、排氣、壓縮等形成的功率損失，迫使發(fā)動(dòng)機(jī)降低轉(zhuǎn)速，從而達(dá)到在短時(shí)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(jià)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(jià)格相

3、對(duì)較高，多用于高端客車與重型卡車上；自勵(lì)式緩速器：國外生產(chǎn)廠家主要是日本澤藤電機(jī)株式會(huì)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(shí)現(xiàn)減速和制動(dòng)作用的裝置。優(yōu)點(diǎn)：1、靈敏。采用電流直接驅(qū)動(dòng)，沒有中間環(huán)節(jié)，反應(yīng)時(shí)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(jī)械摩擦，因此在使用過程中幾乎是免維護(hù)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(hù)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(duì)車輛做復(fù)雜的改動(dòng)和調(diào)整。5、兼容。由于電渦流緩速器可實(shí)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(gè)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(gè)線圈的磁場極性相反，緩速器的轉(zhuǎn)子一般有兩個(gè)，分布在定子兩側(cè)，并用過度法蘭連接在一起，同時(shí)與傳動(dòng)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(gè)帶有16塊電磁鐵的定子和兩個(gè)轉(zhuǎn)子盤組成（在定子的兩側(cè)各有一個(gè)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(dòng)軸變速器輸出軸相連，其轉(zhuǎn)速與傳動(dòng)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(dòng)力矩。道理很簡單，轉(zhuǎn)子不轉(zhuǎn)動(dòng)，不會(huì)切割磁力線，也就不會(huì)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(gè)鐵芯上有兩個(gè)線圈， 當(dāng)線圈中有持續(xù)電流通過時(shí)， 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(dòng)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(dāng)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(shí)，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(gè)閉合導(dǎo)線，但從微觀角度，我們可以將它看成是一個(gè)由無數(shù)個(gè)閉合導(dǎo)線構(gòu)成的集合體。這樣，當(dāng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，其內(nèi)部無數(shù)個(gè)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(dòng)時(shí)，會(huì)產(chǎn)生熱效應(yīng)而導(dǎo)致轉(zhuǎn)子發(fā)熱。這樣，車輛的動(dòng)能就通過感應(yīng)電流轉(zhuǎn)化為熱能，另一方面，電渦流會(huì)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(dòng)，這些就形成了迫使車輛減低速度的制動(dòng)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(gè)獨(dú)立的電路，每個(gè)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(gè)獨(dú)立的電路即可把緩速器的工作分

8、成4個(gè)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(gè)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(dòng)操控桿控制；2、自動(dòng)控制一般適用于市區(qū)運(yùn)行的車輛，由安裝在制動(dòng)踏板下的控制器根據(jù)制動(dòng)氣路的壓力進(jìn)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(gè)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(dòng)控

9、制過程：1）第一階段。腳制動(dòng)踏板壓下25%行程，緩速器1對(duì)線圈被激活通電。2)第二階段。腳制動(dòng)踏板壓下50%行程，緩速器2對(duì)線圈被激活通電。3）第三階段。腳制動(dòng)控制踏板壓下75%行程，緩速器3對(duì)線圈被激活通電。4）ABS作用階段。腳制動(dòng)踏板踩到底，ABS系統(tǒng)輸入信號(hào)給控制單元9064，控制單元執(zhí)行延時(shí)功能，即緩速器1、2、3線圈仍執(zhí)行減速功能，但制動(dòng)力矩呈衰減狀態(tài)，至達(dá)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(jì)意圖是當(dāng)客車進(jìn)入長下坡路段或其他特殊需減速的地段時(shí)，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(shí)間使用制動(dòng)器，以延長

10、制動(dòng)摩擦副的使用壽命。 手控開關(guān)有4個(gè)位置，1-3位置相當(dāng)于腳制動(dòng)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(gè)電磁鐵同時(shí)工作，產(chǎn)生的制動(dòng)力矩最大。16電渦流緩速器的安裝位置A、裝于傳動(dòng)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(jì)計(jì)算（1）1）電渦流緩速器的能量守恒利用電渦流緩速器對(duì)車輛進(jìn)行制動(dòng)時(shí)，出去車輛行駛的空氣阻力損失與傳動(dòng)系摩擦損失及輪胎損耗外，車輛制動(dòng)的機(jī)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(jī)械能變化量，Q為制動(dòng)開始后的總散熱量。電渦流緩速器在制動(dòng)過程中所消耗的能量與車輛機(jī)械能變化相等，即：式

11、中，p為緩速器的瞬時(shí)功率。18瞬時(shí)功率為：電渦流緩速器的設(shè)計(jì)計(jì)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(qiáng)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(dòng)力矩 計(jì)算由式（3）可得出有效制動(dòng)效率：根據(jù)Pe=Twn，由式（4），得：式中，T為緩速器制動(dòng)力矩，NmN為磁極對(duì)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(dòng)力矩，最終讓汽車機(jī)械能轉(zhuǎn)化為熱能的裝置。優(yōu)點(diǎn)： 1）制動(dòng)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(dòng)； 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(jī)。缺點(diǎn)：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(diǎn)，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(dòng)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(dòng)軸連接，前端通過花鍵與變速器輸出軸連接。轉(zhuǎn)子隨傳動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)，定子與轉(zhuǎn)子対置形成工作腔經(jīng)閥門與工作液儲(chǔ)槽相通。21液力緩速器的結(jié)構(gòu)與原理（2）工作過程：當(dāng)工作腔中沒有工作液時(shí)，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)沒有阻力，緩速器不起緩速作用。當(dāng)工作腔內(nèi)充有工作液時(shí)，由于工作液的阻尼產(chǎn)生

13、緩速力矩，使轉(zhuǎn)子連同傳動(dòng)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)減速，產(chǎn)生緩速作用。車輛的動(dòng)能在這個(gè)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(dòng)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(dòng)軸，可以串聯(lián)在傳動(dòng)線中，也可以與傳動(dòng)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(jìn)出口形成壓力， 促使工作液循環(huán)，流經(jīng)散熱器時(shí)， 將熱量散掉。散熱器有冷卻水管 與發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)相通、利用發(fā) 動(dòng)機(jī)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(dòng)力矩、起效時(shí)間等，其中決定制動(dòng)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(jìn)出油口位置等。制動(dòng)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(dòng)油的密度； G重力力加速度；n動(dòng)輪的轉(zhuǎn)速； D循環(huán)圓的有效直徑?？梢钥闯鲋苿?dòng)力矩與動(dòng)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(dòng)力矩，可以提高動(dòng)輪轉(zhuǎn)速或者增大循環(huán)圓的有效直徑。24自勵(lì)式緩速器 自勵(lì)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(dòng)裝置，克服了普通電渦流緩速器制動(dòng)時(shí)帶來的附加能耗及其對(duì)汽車蓄電池和其他