陳嘯，董廷

（金龍聯(lián)合汽車工業(yè)（蘇州）有限公司，江蘇 蘇州 215026）

中置電渦流緩速器在前置中型客車上的應(yīng)用

陳嘯，董廷

（金龍聯(lián)合汽車工業(yè)（蘇州）有限公司，江蘇 蘇州 215026）

針對山區(qū)客運(yùn)市場對于裝有電渦流緩速器的前置中型客車的需求，本文介紹一種電渦流緩速器在前置中型客車上的布置方案，并具體介紹該方案相關(guān)的設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)。

電渦流緩速器；前置中型客車；總體布置；懸置設(shè)計(jì)

CLC NO.:U463.5Document Code:AArticle ID:1671-7988(2014)02-46-04

前言

電渦流緩速器以其低速大扭矩、維護(hù)保養(yǎng)簡單、可靠性高、成本較低等特點(diǎn)，在客車輔助制動(dòng)市場上得到了廣泛的應(yīng)用[1]。在我國四川、福建、云南等省份，面對山區(qū)道路多而長、車輛運(yùn)營道路條件復(fù)雜等諸多不利于車輛安全行駛的因素，客運(yùn)公司對車輛的安全性能，尤其是制動(dòng)性能的要求特別的高。連續(xù)幾十公里的下坡山路，對于僅依靠常規(guī)制動(dòng)器制動(dòng)的客車來說，極易由于長時(shí)間的制動(dòng)而導(dǎo)致制動(dòng)器熱衰退[2]，制動(dòng)力迅速減退，甚至完全喪失制動(dòng)力。因此，在上述路況運(yùn)營的客車急需一種輔助制動(dòng)裝置來保證車輛的制動(dòng)效能，而在常規(guī)客車上加裝電渦流緩速器就是一種簡單而有效的方法。

1、電渦流緩速器的結(jié)構(gòu)和工作原理

1.1 電渦流緩速器的結(jié)構(gòu)

電渦流緩速器的結(jié)構(gòu)如圖1所示，主要由機(jī)械部分和電氣部分組成[1]。

1.2 電渦流緩速器的工作原理

電渦流緩速器的基本原理如圖2所示。電渦流緩速器主要由定子和轉(zhuǎn)子兩部分構(gòu)成[1]。定子上裝有激磁線圈，通過支架固定在底盤上（變速箱、后橋、車架），轉(zhuǎn)子固定在傳動(dòng)軸上，與傳動(dòng)軸一同旋轉(zhuǎn)，與定子之間留有很小的氣隙。當(dāng)激磁線圈通電時(shí)，產(chǎn)生交變磁場，轉(zhuǎn)子在旋轉(zhuǎn)過程中，因切割磁力線，內(nèi)部產(chǎn)生電渦流，由電渦流產(chǎn)生的磁場和定子線圈磁場相互作用，電渦流緩速器即是利用電渦流的機(jī)械效應(yīng)，產(chǎn)生與轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反的制動(dòng)力矩充分消耗汽車動(dòng)能，起到減速的目的[3-7]。

2、KLQ6702E4前置中型客車參數(shù)

2.1 整車總體尺寸及性能參數(shù)

KLQ6702E4前置中型客車整車總體參數(shù)詳見表1：

表1

2.2 KLQ6702E4底盤總成配置參數(shù)

發(fā)動(dòng)機(jī)：YC4FA130-40，功率：95kW/3200r/min，扭矩：340N.m/1600-2400 r/min。

變速箱：國產(chǎn)手動(dòng)五檔箱，速比5.422-0.810。

離合器：國產(chǎn)325拉式

前橋：國產(chǎn)鼓式前橋，額定載荷2.8T。

后橋：國產(chǎn)鼓式后橋，額定載荷5T，主減速比4.875。

懸架：前后少片簧

轉(zhuǎn)向：動(dòng)力轉(zhuǎn)向

制動(dòng)：行程制動(dòng)為鼓式雙回路氣壓制動(dòng)，駐車制動(dòng)為中央鼓式機(jī)械制動(dòng)，輔助制動(dòng)為電渦流緩速器。

輪胎：7.00R16子午線輪胎。

3、電渦流緩速器在前置中型客車上的布置設(shè)計(jì)

3.1 電渦流緩速器安裝形式的選擇

電渦流緩速器在底盤上主要有三種固定形式，即固定在變速箱輸出法蘭端、固定在后橋主減速器輸入法蘭端以及固定在底盤車架上[3-7]。

KLQ6702E4前置中型客車底盤布置圖如圖3所示。

由底盤布置圖可知，變速箱輸出法蘭端距離車身地板骨架的高度有限，空間不足以安裝電渦流緩速器；而由于該車型采用薄殼沖壓車身，車身預(yù)留的加油口位置不能變動(dòng)，所以油箱的位置只能安裝在后橋后方，故后橋制動(dòng)氣室只能布置在主減速器輸入法蘭一側(cè)，因此電渦流緩速器也無法安裝在后橋主減速器輸入法蘭端。

故該車型如要安裝電渦流緩速器，則只能采用中置緩速器方案，電渦流緩速器通過支架安裝整車中部，車架左右縱梁之間。

3.2 安裝電渦流緩速器的底盤布置設(shè)計(jì)

KLQ6702E4前置中型客車加裝緩速器狀態(tài)的底盤布置圖如圖4所示。

3.2.1 底盤空間布置

在原有底盤上布置電渦流緩速器時(shí)，需將原底盤上布置的各總成件重新調(diào)整安裝位置，給電渦流緩速器留出安裝空間。中置電渦流緩速器布置時(shí)需確保前后兩根傳動(dòng)軸的長度比例分配合理，緩速器安裝好后與車身地板骨架之間留有足夠的間隙，同時(shí)緩速器離地高度也應(yīng)滿足要求。

如圖3、圖4所示，加裝電渦流緩速器后的底盤與標(biāo)配底盤狀態(tài)相比，儲(chǔ)氣筒、再生罐、干燥器、冷凝器、消聲器的安裝位置均進(jìn)行了重新布置。電渦流緩速器布置在前后軸之間，通過支架與車架左右縱梁連接。為保證傳動(dòng)軸當(dāng)量夾角最小，設(shè)計(jì)時(shí)根據(jù)變速箱輸出法蘭到后橋輸入法蘭之間的角度，對緩速器的安裝角度以及安裝位置均進(jìn)行了嚴(yán)格要求，以期將由傳動(dòng)軸引起的車輛振動(dòng)降低到最小。

3.2.2 緩速器懸置設(shè)計(jì)

中置緩速器由于安裝在底盤中部車架左右縱梁之間，分別通過前后兩根傳動(dòng)軸與變速箱輸出法蘭和后橋輸入法蘭相連接，因而成為了整車傳動(dòng)系的一部分[3][8][9]。

常規(guī)車輛運(yùn)行過程中，傳動(dòng)系高速轉(zhuǎn)動(dòng)，而由于變速箱、后橋以及傳動(dòng)軸的法蘭盤加工面不可避免的存在徑向和軸向跳動(dòng)，較大的端面跳動(dòng)量使后傳動(dòng)軸的萬向節(jié)帶花鍵套管往復(fù)運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生一個(gè)外加力，較大的徑向跳動(dòng)量使后傳動(dòng)軸的萬向節(jié)帶花鍵套管產(chǎn)生一個(gè)徑向的離心力，兩方向上的力反作用在中間傳動(dòng)軸上，必然會(huì)導(dǎo)致傳動(dòng)軸中間支撐產(chǎn)生劇烈的抖動(dòng)，該力即是使汽車產(chǎn)生帶檔滑行共振的激振力（傳動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)一圈二個(gè)合成力作用頻率剛好與四缸發(fā)動(dòng)機(jī)固有的二階不平衡慣性力頻率耦合，放大了二者振動(dòng)）[10-11]。

加裝了中置緩速器的底盤恰好由緩速器及其支架充當(dāng)了傳動(dòng)軸中間支撐的作用。因此，緩速器支架的隔振效果，直接決定了最終車輛的振動(dòng)效果。

設(shè)計(jì)緩速器懸置時(shí)，除了滿足傳動(dòng)系角度和安裝高度的要求外，對于緩速器支架系統(tǒng)的隔振也提出了要求。因此，緩速器懸置采用類似于發(fā)動(dòng)機(jī)懸置的結(jié)構(gòu)，即“托架+軟墊+支架”的結(jié)構(gòu)。托架通過螺栓連接，固定在車架左右縱梁腹面上。支架與緩速器本體螺栓連接之后再通過軟墊與托架相連接。

根據(jù)上述可知，車輛在運(yùn)行過程中，緩速器承受的主要是扭轉(zhuǎn)振動(dòng)。經(jīng)多次設(shè)計(jì)及匹配，對懸置軟墊進(jìn)行剛度調(diào)整并經(jīng)測試確定：懸置軟墊在緩速器本體左右側(cè)對稱45°V形布置且軟墊邵氏硬度為40°時(shí)隔振率≥66.7%，具有理想的隔振效果，滿足設(shè)計(jì)要求。

3.3 車身系統(tǒng)的相應(yīng)變更設(shè)計(jì)

由電渦流緩速器的工作原理可知，電渦流產(chǎn)生兩種效應(yīng)：一種是熱效應(yīng)，用于感應(yīng)加熱。一種是機(jī)械效應(yīng)，用于電磁制動(dòng)。所以，電渦流緩速器在工作時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量的熱量。而電渦流緩速器安裝在車身地板骨架下方，距離車內(nèi)木地板較近，車身必須采取隔熱措施。

通過在車身地板骨架下側(cè)面焊裝隔熱板，同時(shí)在隔熱板與車內(nèi)木地板之間填充隔熱材料，達(dá)到隔熱的目的。

另外，布置緩速器時(shí)，在保證傳動(dòng)系角度和緩速器離地間隙的情況下，盡量增大緩速器與車身地板骨架之間的距離，有利于地板的隔熱和緩速器的散熱。

3.4 其他設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)

電渦流緩速器安裝在兩節(jié)傳動(dòng)軸中間，其前后兩節(jié)傳動(dòng)軸應(yīng)可以伸縮，以方便緩速器的拆卸[1]。

安裝電渦流緩速器的整車需采用氣壓制動(dòng)的方式。液壓制動(dòng)不適合安裝電渦流緩速器。

變速箱和后橋凸緣的跳動(dòng)量應(yīng)滿足以下要求：凸緣的軸向跳動(dòng)量小于0.1mm；凸緣的徑向跳動(dòng)量

小于0.05mm；凸緣的端面跳動(dòng)量小于0.1mm；

安裝電渦流緩速器的整車，發(fā)電機(jī)以及蓄電池的性能需滿足電渦流緩速器的要求。

4、結(jié)束語

開發(fā)滿足市場需求的客車產(chǎn)品是我們的最終目標(biāo)。在整個(gè)設(shè)計(jì)過程中，先期進(jìn)行總體布置時(shí)水平的高低對于最終產(chǎn)品的設(shè)計(jì)質(zhì)量、使用性能和產(chǎn)品的生命力具有重要的影響。上述中置電渦流緩速器已在KLQ6702E4前置中型客車上得到了很好的應(yīng)用，對于改善車輛制動(dòng)性能具有較好的效果，已經(jīng)得到用戶和市場的認(rèn)可。中置電渦流緩速器在前置中型客車上的成功應(yīng)用，對于山區(qū)、丘陵地帶的客運(yùn)市場具有十分重要的意義。

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The Application of Central Eddy-current Retarder in Medium Bus with Front-place Engine

Chen Xiao

(King Long United Automotive Industry (Suzhou) Co., Ltd, Jiangsu Suzhou 215026)

To meet the demand of medium buses with front-place engine which are mounted with eddy-current retarder in mountain area, a layout solution is introduced in this paper, and the details of the solution are also described in the paper as well.

Eddy current retarder; Medium bus with front-placed engine; Layout; Suspension design

U463.5

A

1671-7988(2014)02-46-04

陳嘯，助理工程師，就職于金龍聯(lián)合汽車工業(yè)（蘇州）有限公司。