朱洪雷

摘要：通過(guò)分析國(guó)內(nèi)汽車電渦流緩速器發(fā)展現(xiàn)狀、緩速器具體結(jié)構(gòu)組成及工作原理，提出電渦流緩速器的合理優(yōu)化改進(jìn)方式。進(jìn)而提升制動(dòng)性能。

關(guān)鍵詞：制動(dòng)性能；熱衰退；電渦流緩速器；發(fā)展現(xiàn)狀

前言

目前，我國(guó)大部分汽車采用的制動(dòng)形式多為摩擦制動(dòng)。摩擦制動(dòng)的主要優(yōu)點(diǎn)是效率高，但隨著汽車制造技術(shù)的不斷提高，摩擦制動(dòng)的弊端也越來(lái)越突出。在遇到汽車行駛在長(zhǎng)下坡和交通擁擠的城市道路等工況時(shí)，摩擦制動(dòng)會(huì)因頻繁制動(dòng)，使制動(dòng)器的熱負(fù)荷增大，制動(dòng)性能下降，更有甚者會(huì)出現(xiàn)制動(dòng)失效。由此可見(jiàn)，為提高汽車制度安全性，急需增加一個(gè)輔助制度裝置——緩速器制動(dòng)。

1、緩速器發(fā)展現(xiàn)狀

電渦流緩速器在發(fā)達(dá)國(guó)家已廣泛使用，近幾年在國(guó)內(nèi)中高檔客車上也開始普遍應(yīng)用。從緩速器發(fā)展里程來(lái)看，緩速器第一次出現(xiàn)在歷史舞臺(tái)是在1936年法國(guó)的車輛上，隨后1954年法國(guó)召開憲法會(huì)議，并在會(huì)議上提出車輛使用緩速器的必要性，并作出規(guī)定，車輛滿載質(zhì)量超過(guò)8噸的需要加裝緩速器。

1971年歐洲共同體也開始制定相關(guān)法規(guī)，約定車輛超過(guò)10噸或者載客量超過(guò)8人的車輛必須滿足制動(dòng)性能測(cè)試，即必須安裝緩速器。

國(guó)內(nèi)法規(guī)對(duì)緩速器的應(yīng)用規(guī)定相對(duì)較晚。我國(guó)第一部國(guó)家交通運(yùn)輸行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)在1997年頒布，標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)開始明確要求大型高三級(jí)客車應(yīng)設(shè)有ABS防抱死制動(dòng)裝置及緩速器。直到2002年6月，國(guó)家交通部頒布實(shí)施中華人民共和國(guó)交通行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JT/T325-2002《營(yíng)運(yùn)客車類型劃分及等級(jí)評(píng)定》。該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定中型客車中高二級(jí)，大型客車中高一級(jí)、高二級(jí)和高三級(jí)客車都必須裝置緩速器。目前，我國(guó)法規(guī)規(guī)定，9米以上的營(yíng)運(yùn)客車必須裝配緩速器及緊急制動(dòng)系統(tǒng)等要求，以保證車輛運(yùn)輸過(guò)程中的安全性。

2、緩速器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

電渦流緩速器主要由機(jī)械部分和電氣部分組成。機(jī)械部分主要包括支架總成、轉(zhuǎn)子總成和定子總成。支架總成通常固定于變速箱后蓋或后橋軸承蓋端蓋上，并與定子總成相連接； 轉(zhuǎn)子總成連接在變速箱輸出突緣或后橋輸入突緣上，與傳動(dòng)軸一起轉(zhuǎn)動(dòng)。緩速器的轉(zhuǎn)子與定子之間存在較小的間隙，主要為了保證緩速器在汽車正常運(yùn)行過(guò)程避免相對(duì)摩擦，以保證運(yùn)動(dòng)的無(wú)阻力性自由轉(zhuǎn)動(dòng)和制動(dòng)。電渦流緩速器主要是靠電來(lái)運(yùn)行工作，其中電氣部分主要包括控制器總成、電源總開關(guān)、溫度傳感器、氣壓傳感器和儀表顯示器等組成。當(dāng)我們給緩速器的定子線圈通入直流電的時(shí)候，電流會(huì)使定子線圈會(huì)產(chǎn)生磁場(chǎng)，該磁場(chǎng)在相鄰鐵心、磁極板之間形成一個(gè)回路，此時(shí)如果轉(zhuǎn)子和定子相對(duì)運(yùn)動(dòng)，就會(huì)切割磁力線，產(chǎn)生另外一個(gè)感生磁場(chǎng)，該磁場(chǎng)和已經(jīng)存在的磁場(chǎng)產(chǎn)生相反作用力，阻礙其運(yùn)動(dòng)，形成減速制動(dòng)的效果。這就是緩速器制動(dòng)力矩的來(lái)源。同時(shí)，需要進(jìn)一步說(shuō)明：轉(zhuǎn)子是一個(gè)很大的導(dǎo)體，其在轉(zhuǎn)子上產(chǎn)生的感生電流是以渦電流的形式存在的，所以稱為電渦流緩速器。從能量守衡來(lái)說(shuō)，當(dāng)緩速器起制動(dòng)作用的時(shí)候，是把汽車運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為渦電流的電能進(jìn)而以熱量的形式被消耗掉。這就是我們衛(wèi)生需要在電渦流緩速器上安裝溫度傳感器的原因，主要是為了監(jiān)控其工作溫度，防止意外發(fā)生。

3、緩速器的安裝形式及特點(diǎn)

目前電渦流緩速器的安裝方式根據(jù)其結(jié)構(gòu)和位置不同主要分為三種。首先是安裝在變速箱輸出端或后橋輸入端，結(jié)構(gòu)為兩轉(zhuǎn)子夾一個(gè)定子。該安裝形式是目前后置客車安裝最多的一種，典型的代表主要有Telma緩速器、洪泉緩速器等。該形式的電渦流緩速器其扭矩從1000N.m到2800N.m不等。該方式具有安裝省事、檢修方便等優(yōu)點(diǎn)。缺點(diǎn)主要是突緣串動(dòng)時(shí)易使轉(zhuǎn)子與定子擦傷。其次是安裝在變速箱輸出端或后橋輸入端，結(jié)構(gòu)為一個(gè)“叵”字型，即圓桶型的轉(zhuǎn)子包住圓形的定子，氣隙為徑向分布，典型代表由特爾佳R型、紐曼的T型等。該類緩速器主要優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、布局緊湊、重量輕，尺寸小，拆裝方便等。缺點(diǎn)主要是散熱性能不佳，不適用于大型常工作類型的客車。最后一種是安裝在傳動(dòng)軸中間的結(jié)構(gòu)形式，該結(jié)構(gòu)類型如同第一種，只是轉(zhuǎn)子和定子用一根花鍵軸串聯(lián)為一個(gè)整體，出廠時(shí)已經(jīng)調(diào)試好，裝車時(shí)整體吊裝即可。國(guó)內(nèi)應(yīng)用代表主要集中前置客車或者卡車上，具體型號(hào)有Telma的A系列等。該形式的電渦流緩速器主要優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)緊湊，獨(dú)立支承安裝，對(duì)后橋和變速箱基本沒(méi)有影響。其主要缺點(diǎn)是質(zhì)量大，制造成本高，維修費(fèi)用大。

電渦流緩速器的電氣控制系統(tǒng)由ECU導(dǎo)入導(dǎo)出的，在車輛運(yùn)輸過(guò)程中，ECU根據(jù)車速進(jìn)行判斷，當(dāng)達(dá)到一定設(shè)定值時(shí)，ECU控制模塊即開啟待命模式，一旦有輸入信號(hào)，比如踩剎車或者手制動(dòng)等，電渦流緩速器就立即開啟工作模式。電渦流緩速器本身也有一個(gè)工作模態(tài)，他會(huì)根據(jù)輸入的信號(hào)不同進(jìn)行判斷，輸出不同扭矩大小的力，一致車輛不發(fā)生危險(xiǎn)。

4、電渦流緩速器的優(yōu)越性：

㈠、安全性方面

電渦流緩速器能夠承擔(dān)車輛在運(yùn)行過(guò)程中主要的制動(dòng)扭力，使車輛制動(dòng)器的溫度降低，進(jìn)而保護(hù)了車輪制動(dòng)系統(tǒng)。其次，電渦流緩速器可以在一個(gè)相當(dāng)寬的運(yùn)行速度范圍內(nèi)進(jìn)行制動(dòng)，目前來(lái)說(shuō)，可以在車上20km/h以上的速度范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)良好的制動(dòng)力矩，幫助車輛停止工作。接著，電渦流緩速器是一個(gè)相對(duì)獨(dú)立的輔助制動(dòng)系統(tǒng)，以其具有較高的靈敏度，實(shí)現(xiàn)隨司機(jī)的意圖進(jìn)行工作，提供制動(dòng)力矩。最后，電渦流緩速器是采用電流直接驅(qū)動(dòng)，沒(méi)有中間環(huán)節(jié)，其操縱響應(yīng)時(shí)間非常短，僅有40毫秒時(shí)間。

㈡、經(jīng)濟(jì)性方面

電渦流緩速器的定子和轉(zhuǎn)子之間沒(méi)有接觸，不存在磨損，故其損壞故障的概率極低。平時(shí)車輛維修保養(yǎng)時(shí)，對(duì)其進(jìn)行檢查，保持清潔即可。另外，電渦流緩速器能夠承擔(dān)車輛大部份制動(dòng)力矩，因而能夠延長(zhǎng)輪制動(dòng)器的使用壽命，降低用于車輛制動(dòng)系統(tǒng)的維修費(fèi)用，提高經(jīng)濟(jì)效益。與此同時(shí)，電渦流緩速器如果發(fā)生故障，在維修配件不能及時(shí)供應(yīng)的情況下，可以關(guān)閉緩速器，車輛仍可以繼續(xù)運(yùn)行，不影響車輛的正常使用。

㈢、環(huán)保方面主要表現(xiàn)為：

電渦流緩速器能夠承擔(dān)車輪制動(dòng)器大部分的負(fù)荷，避免制動(dòng)片在摩擦過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生很多粉塵，粉塵因溫度發(fā)生變異，甚至形成致癌物質(zhì)；

5、電渦流緩速器的發(fā)展趨勢(shì)

1、輕量化

電渦流緩速器的輕量化對(duì)整車的油耗及動(dòng)力性都有著巨大作用。目前來(lái)說(shuō)，只有通過(guò)不斷研究?jī)?yōu)化新型材料，才可以更進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)輕量化設(shè)計(jì)。材料選擇的好，不僅可以實(shí)現(xiàn)訂單設(shè)計(jì)要求，而且還可以降低油耗，提高乘坐舒適性。

2、冷卻效率的提高

溫度對(duì)制動(dòng)性能影響較大，因此，需要在設(shè)計(jì)時(shí)主要轉(zhuǎn)子盤的冷卻氣流設(shè)計(jì)；因此，我們需要提升其流速；或是增加冷卻系統(tǒng)對(duì)緩速器進(jìn)行冷卻。

3、集成化

將電渦流緩速器與車橋集成一體，這種內(nèi)置式緩速器整體車橋是由一根中心車橋、一組差速系統(tǒng)、一個(gè)兩半片式電渦流緩速器和兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)空氣制動(dòng)系統(tǒng)組成的。

6、結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，電渦流緩速器作為主制動(dòng)系統(tǒng)的輔助，具有如下優(yōu)勢(shì)：

（1）安全性優(yōu)勢(shì)：輔助制動(dòng)系統(tǒng)減少了主制動(dòng)系統(tǒng)的使用，可以有效的避免由于制動(dòng)器溫度過(guò)高而引起的熱衰退現(xiàn)象，汽車行駛更安全。

（2）經(jīng)濟(jì)性優(yōu)勢(shì)：輔助制動(dòng)的使用，可減少摩擦片的磨損，有效避免因?yàn)闇囟冗^(guò)高而引起的爆胎現(xiàn)象，可延長(zhǎng)制動(dòng)器及輪胎使用時(shí)間，使維修更換成本降低。

（3）環(huán)保優(yōu)勢(shì)：傳統(tǒng)制動(dòng)器在使用過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生粉塵和制動(dòng)噪聲，使用輔助制動(dòng)后，可減少粉塵和噪聲的產(chǎn)生，更加環(huán)保。

參考文獻(xiàn)

[1]汪貴友 新型減速器——電渦流緩速器 《現(xiàn)代汽車》2001年10/11月

[2]唐仕明 電渦流緩速器在大客車上的應(yīng)用 《汽車電器》2002年第三期.