汽車輔助制動技術(shù)探究

1、汽車工程系2015年11月16日許許XX汽車為什么需要輔助制動裝置汽車為什么需要輔助制動裝置汽車輔助制動裝置的分類汽車輔助制動裝置的分類汽車輔助制動裝置工作原理汽車輔助制動裝置工作原理汽車輔助制動裝置試驗(yàn)方法汽車輔助制動裝置試驗(yàn)方法汽車輔助制動技術(shù)發(fā)展趨勢汽車輔助制動技術(shù)發(fā)展趨勢 主要內(nèi)容主要內(nèi)容傳統(tǒng)汽車制動方式是采用在車輪上安裝機(jī)械式摩傳統(tǒng)汽車制動方式是采用在車輪上安裝機(jī)械式摩擦制動器。擦制動器。頻繁或長時間制動會造成制動鼓頻繁或長時間制動會造成制動鼓( (盤盤) )和摩擦片和摩擦片( (即制動襯片即制動襯片) )過熱，導(dǎo)致制動效能衰退。過熱，導(dǎo)致制動效能衰退。婦女或老人腳踩力度不夠，不能及

2、時有效制動剎婦女或老人腳踩力度不夠，不能及時有效制動剎車。緊急情況下，普通制動器制動效率不理想。車。緊急情況下，普通制動器制動效率不理想?，F(xiàn)代汽車發(fā)動機(jī)功率比過去增加了現(xiàn)代汽車發(fā)動機(jī)功率比過去增加了2 23 3倍倍, ,這意這意味在同樣的制動條件下制動器要產(chǎn)生更多的熱量，味在同樣的制動條件下制動器要產(chǎn)生更多的熱量，而制動器經(jīng)多方改進(jìn)，其制動性能最多僅比原來而制動器經(jīng)多方改進(jìn)，其制動性能最多僅比原來提高提高1.21.2倍。倍。汽車為什么需要輔助制動裝置汽車為什么需要輔助制動裝置加裝輔助制動裝置，將車輪制動器的負(fù)荷進(jìn)行分加裝輔助制動裝置，將車輪制動器的負(fù)荷進(jìn)行分流，使車輪摩擦制動器的溫度控制在安全

3、范圍內(nèi)流，使車輪摩擦制動器的溫度控制在安全范圍內(nèi)現(xiàn)在許多國家的交通法規(guī)已將輔助制動裝置作為現(xiàn)在許多國家的交通法規(guī)已將輔助制動裝置作為商用汽車的必備系統(tǒng)。商用汽車的必備系統(tǒng)。如德國的交通法規(guī)就明文規(guī)定：總質(zhì)量在如德國的交通法規(guī)就明文規(guī)定：總質(zhì)量在5.55.5噸噸以上的客車和以上的客車和9 9噸以上的載重汽車，必須裝有輔噸以上的載重汽車，必須裝有輔助制動裝置。助制動裝置。瑞士也有類似的法規(guī)：總質(zhì)量超過瑞士也有類似的法規(guī)：總質(zhì)量超過3.53.5噸的牽引噸的牽引車以及總質(zhì)量車以及總質(zhì)量8 8噸以上的載重汽車必須安裝輔助噸以上的載重汽車必須安裝輔助制動系統(tǒng)。制動系統(tǒng)。汽車為什么需要輔助制動裝置汽車為什么

4、需要輔助制動裝置2002年年6月月1日交通部已頒布實(shí)施中華人民共和日交通部已頒布實(shí)施中華人民共和國交通行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)國交通行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JT/T325-2002營運(yùn)客車類型營運(yùn)客車類型劃分及等級評定劃分及等級評定，該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定中型客車中高，該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定中型客車中高二級，大型客車中高一級、高二級和高三級客二級，大型客車中高一級、高二級和高三級客車都必須裝置緩速器。車都必須裝置緩速器。建設(shè)部建設(shè)部2002年年10月月1日公布執(zhí)行的日公布執(zhí)行的CJ/T162-2002城市客車分等級技術(shù)要求與配置城市客車分等級技術(shù)要求與配置也規(guī)也規(guī)定超二級、超一級、高級的市區(qū)和城郊城市客定超二級、超一級、高級的市區(qū)和城郊城市客車必須

5、裝備緩速器。車必須裝備緩速器。l中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)GB7258-2012機(jī)動機(jī)動車安全運(yùn)行技術(shù)條件車安全運(yùn)行技術(shù)條件(修訂稿修訂稿)，該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：，該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：車長大于車長大于9m的客車的所有車輪均應(yīng)裝備盤式的客車的所有車輪均應(yīng)裝備盤式制動器及使用子午線輪胎，主要在山區(qū)道路行制動器及使用子午線輪胎，主要在山區(qū)道路行駛的應(yīng)裝備緩速器或其它輔助制動裝置；總質(zhì)駛的應(yīng)裝備緩速器或其它輔助制動裝置；總質(zhì)量大于量大于12t的貨車主要在山區(qū)道路行駛的還應(yīng)的貨車主要在山區(qū)道路行駛的還應(yīng)裝備緩速器或其它輔助制動裝置。裝備緩速器或其它輔助制動裝置。 汽車輔助制動裝置的分類汽車輔助制動裝置

6、的分類發(fā)動機(jī)緩速器發(fā)動機(jī)緩速器發(fā)動機(jī)排氣輔助制動裝置發(fā)動機(jī)排氣輔助制動裝置牽引電動機(jī)緩速器牽引電動機(jī)緩速器空氣動力緩速器空氣動力緩速器電渦流緩速器電渦流緩速器永久磁鐵式緩速器永久磁鐵式緩速器液力緩速器液力緩速器 汽車輔助制動裝置的分類汽車輔助制動裝置的分類發(fā)動機(jī)緩速器發(fā)動機(jī)緩速器發(fā)動機(jī)排氣輔助制動裝置發(fā)動機(jī)排氣輔助制動裝置牽引電動機(jī)緩速器牽引電動機(jī)緩速器空氣動力緩速器空氣動力緩速器電渦流緩速器電渦流緩速器永久磁鐵式緩速器永久磁鐵式緩速器液力緩速器液力緩速器1. 發(fā)動機(jī)緩速器發(fā)動機(jī)緩速器 工作原理工作原理 對行駛中的汽車發(fā)動機(jī)停止供給燃料，并將變速對行駛中的汽車發(fā)動機(jī)停止供給燃料，并將變速器掛入

7、某一前進(jìn)檔，通過驅(qū)動輪和傳動系帶動發(fā)動機(jī)器掛入某一前進(jìn)檔，通過驅(qū)動輪和傳動系帶動發(fā)動機(jī)曲軸繼續(xù)旋轉(zhuǎn)。這樣，本來作為車輛動力源的發(fā)動機(jī)曲軸繼續(xù)旋轉(zhuǎn)。這樣，本來作為車輛動力源的發(fā)動機(jī)就變成消耗汽車動能而對汽車運(yùn)動起緩速作用的空氣就變成消耗汽車動能而對汽車運(yùn)動起緩速作用的空氣壓縮機(jī)。在這種情況下，汽車對發(fā)動機(jī)輸入的動能大壓縮機(jī)。在這種情況下，汽車對發(fā)動機(jī)輸入的動能大部分耗損在發(fā)動機(jī)內(nèi)的進(jìn)氣、壓縮和排氣過程中，小部分耗損在發(fā)動機(jī)內(nèi)的進(jìn)氣、壓縮和排氣過程中，小部分消耗于對水泵、油泵和空壓機(jī)、發(fā)電機(jī)等附件的部分消耗于對水泵、油泵和空壓機(jī)、發(fā)電機(jī)等附件的驅(qū)動。發(fā)動機(jī)及上述各附件阻礙曲軸旋轉(zhuǎn)的力矩，即驅(qū)動。發(fā)

8、動機(jī)及上述各附件阻礙曲軸旋轉(zhuǎn)的力矩，即是制動力矩，它將通過傳動系放大后傳給驅(qū)動輪。是制動力矩，它將通過傳動系放大后傳給驅(qū)動輪。1. 發(fā)動機(jī)緩速器發(fā)動機(jī)緩速器 工作原理 進(jìn)氣 壓縮 做功 排氣(正常的發(fā)動機(jī)拖動工作過程)發(fā)動機(jī)的工作過程1. 發(fā)動機(jī)緩速器發(fā)動機(jī)緩速器 工作原理 進(jìn)氣 壓縮 釋放 做功 排氣 發(fā)動機(jī)緩速器的工作過程1. 發(fā)動機(jī)緩速器發(fā)動機(jī)緩速器 發(fā)動機(jī)緩速器結(jié)構(gòu)圖1. 發(fā)動機(jī)緩速器發(fā)動機(jī)緩速器 結(jié)構(gòu)組成 由緩速器本體、電磁閥、控制閥、調(diào)節(jié)螺釘、從動活由緩速器本體、電磁閥、控制閥、調(diào)節(jié)螺釘、從動活塞和主動活塞等主要零部件組成。塞和主動活塞等主要零部件組成。 緩速器本體的作用是將發(fā)動機(jī)

9、緩速器的主要部件集成緩速器本體的作用是將發(fā)動機(jī)緩速器的主要部件集成為一個總成。電磁閥主要起導(dǎo)通或截斷發(fā)動機(jī)機(jī)油的作用。為一個總成。電磁閥主要起導(dǎo)通或截斷發(fā)動機(jī)機(jī)油的作用?？刂崎y是在發(fā)動機(jī)緩速器工作時產(chǎn)生低壓油區(qū)和高壓油區(qū)?？刂崎y是在發(fā)動機(jī)緩速器工作時產(chǎn)生低壓油區(qū)和高壓油區(qū)。從動活塞是發(fā)動機(jī)緩沖器工作執(zhí)行元件。主動活塞作用是從動活塞是發(fā)動機(jī)緩沖器工作執(zhí)行元件。主動活塞作用是在高壓油區(qū)產(chǎn)生高壓。從動活塞與發(fā)動機(jī)排氣門丁字形壓在高壓油區(qū)產(chǎn)生高壓。從動活塞與發(fā)動機(jī)排氣門丁字形壓板的間隙由調(diào)節(jié)螺釘來調(diào)節(jié)。板的間隙由調(diào)節(jié)螺釘來調(diào)節(jié)。1. 發(fā)動機(jī)緩速器發(fā)動機(jī)緩速器 1. 發(fā)動機(jī)緩速器發(fā)動機(jī)緩速器 制動效果

10、發(fā)動機(jī)緩速器的制動功率主要來源于壓縮氣體的釋放造成的功率損失，另外，發(fā)動機(jī)本身的機(jī)械摩擦損失，泵氣損失等也產(chǎn)生制動作用。使用發(fā)動機(jī)緩速器時，非增壓發(fā)動機(jī)制動功率可達(dá)額定功率的75，增壓發(fā)動機(jī)制動功率可達(dá)額定功率的90。 目前大型客車大多使用6缸增壓發(fā)動機(jī)，以玉柴YC6112ZLQ發(fā)動機(jī)為例：功率：170kW2000r/min，排量：7.8L。采用增壓中冷，制動功率按額定功率的90%，為153kW。根據(jù)：轉(zhuǎn)矩9549*功率（kW）/轉(zhuǎn)速（r/min），可計算得出發(fā)動機(jī)端的制動轉(zhuǎn)矩為730.6N. m。 1. 發(fā)動機(jī)緩速器發(fā)動機(jī)緩速器 發(fā)動機(jī)緩速器的優(yōu)點(diǎn)發(fā)動機(jī)緩速器的優(yōu)點(diǎn) 裝有發(fā)動機(jī)緩速器的發(fā)動機(jī)

11、在對車輛進(jìn)行緩速制動時裝有發(fā)動機(jī)緩速器的發(fā)動機(jī)在對車輛進(jìn)行緩速制動時四個沖程都對車輛作負(fù)功，而沒裝發(fā)動機(jī)緩速器的發(fā)動四個沖程都對車輛作負(fù)功，而沒裝發(fā)動機(jī)緩速器的發(fā)動機(jī)在膨脹沖程時仍對車輛作正功，這樣裝用發(fā)動機(jī)緩速機(jī)在膨脹沖程時仍對車輛作正功，這樣裝用發(fā)動機(jī)緩速器的發(fā)動機(jī)可以為車輛提供更大的制動力矩。器的發(fā)動機(jī)可以為車輛提供更大的制動力矩。 按國外目前技術(shù)水平，制動功率最大可達(dá)按國外目前技術(shù)水平，制動功率最大可達(dá)35KW/L.35KW/L. 發(fā)動機(jī)緩速器優(yōu)點(diǎn)：可以與發(fā)動機(jī)集成一體從而體發(fā)動機(jī)緩速器優(yōu)點(diǎn)：可以與發(fā)動機(jī)集成一體從而體積小，重量輕；可以提供大小不同的制動力矩；基本不積小，重量輕；可以提

12、供大小不同的制動力矩；基本不需額外消耗能量（電磁閥要耗一點(diǎn)電能需額外消耗能量（電磁閥要耗一點(diǎn)電能) )。1. 發(fā)動機(jī)緩速器發(fā)動機(jī)緩速器 發(fā)動機(jī)緩速器的缺點(diǎn)發(fā)動機(jī)緩速器的缺點(diǎn) 只適合部分柴油機(jī)，并且對發(fā)動機(jī)的改造只適合部分柴油機(jī)，并且對發(fā)動機(jī)的改造較大（需要發(fā)動機(jī)廠商對發(fā)動機(jī)缸蓋和氣門室較大（需要發(fā)動機(jī)廠商對發(fā)動機(jī)缸蓋和氣門室罩進(jìn)行重新設(shè)計和生產(chǎn)，以方便緩速器的安罩進(jìn)行重新設(shè)計和生產(chǎn)，以方便緩速器的安裝），其應(yīng)用范圍具有局限性。裝），其應(yīng)用范圍具有局限性。1. 發(fā)動機(jī)緩速器發(fā)動機(jī)緩速器l目前國外市場常見的發(fā)動機(jī)緩速器為發(fā)動機(jī)減壓緩速器與發(fā)目前國外市場常見的發(fā)動機(jī)緩速器為發(fā)動機(jī)減壓緩速器與發(fā)動機(jī)泄

13、氣動機(jī)泄氣- -排氣緩速器。排氣緩速器。l發(fā)動機(jī)減壓緩速器目前在北美占據(jù)市場主導(dǎo)地位，近年來逐發(fā)動機(jī)減壓緩速器目前在北美占據(jù)市場主導(dǎo)地位，近年來逐漸進(jìn)入歐洲和亞洲市場。發(fā)動機(jī)減壓緩速器主要由美國漸進(jìn)入歐洲和亞洲市場。發(fā)動機(jī)減壓緩速器主要由美國JacobJacob公司生產(chǎn)，目前其產(chǎn)品已經(jīng)形成多個系列，用于和不同品牌、公司生產(chǎn)，目前其產(chǎn)品已經(jīng)形成多個系列，用于和不同品牌、各種型號的發(fā)動機(jī)相匹配。各種型號的發(fā)動機(jī)相匹配。JacobJacob公司還提供發(fā)動機(jī)泄氣公司還提供發(fā)動機(jī)泄氣- -排排氣緩速器產(chǎn)品。氣緩速器產(chǎn)品。l德國的曼（德國的曼（MANMAN）公司和梅賽德斯）公司和梅賽德斯- -奔馳（奔馳（

14、MERCEDES-BENZMERCEDES-BENZ）公）公司各自開發(fā)了發(fā)動機(jī)泄氣緩速器或泄氣司各自開發(fā)了發(fā)動機(jī)泄氣緩速器或泄氣- -排氣緩速器產(chǎn)品；排氣緩速器產(chǎn)品；l瑞典的沃爾沃公司研發(fā)了實(shí)質(zhì)上是發(fā)動機(jī)減壓制動的瑞典的沃爾沃公司研發(fā)了實(shí)質(zhì)上是發(fā)動機(jī)減壓制動的VEBVEB技術(shù)，技術(shù)，后來推出改進(jìn)型后來推出改進(jìn)型VEB+VEB+技術(shù)，為發(fā)動機(jī)減壓技術(shù)，為發(fā)動機(jī)減壓- -排氣制動；排氣制動；l日本的日產(chǎn)（日本的日產(chǎn)（NISSANNISSAN）公司也推出了發(fā)動機(jī)減壓緩速器。）公司也推出了發(fā)動機(jī)減壓緩速器。2.發(fā)動機(jī)排氣輔助制動裝置發(fā)動機(jī)排氣輔助制動裝置 工作原理 利用設(shè)置在排氣通道內(nèi)的碟形節(jié)流閥來堵

15、塞排氣通道并停止供油，使發(fā)動機(jī)在壓縮和排氣過程中都能壓縮純空氣，這時發(fā)動機(jī)變?yōu)閴嚎s機(jī)來吸收汽車動能，增大功率消耗，使發(fā)動機(jī)降低轉(zhuǎn)速，實(shí)現(xiàn)在短時間內(nèi)降低車速目的。2.發(fā)動機(jī)排氣輔助制動裝置發(fā)動機(jī)排氣輔助制動裝置 工作原理2.發(fā)動機(jī)排氣輔助制動裝置發(fā)動機(jī)排氣輔助制動裝置 圖2 電磁氣壓控制的排氣制動裝置 1、 進(jìn)氣消音閥 2、 4、 14 氣缸 3、排氣制動閥 5、貯氣筒 6、蓄電池 7、排氣制動開關(guān) 8、信號燈 9、離合器踏板 10、離合器開關(guān)11、加速開關(guān) 12、噴油量操縱臂 13、熄火操縱臂 15、電磁閥2.發(fā)動機(jī)排氣輔助制動裝置發(fā)動機(jī)排氣輔助制動裝置 電磁氣壓控制的排氣制動裝置結(jié)構(gòu) 三個氣

16、動缸（三個氣動缸（2 2、4 4和和1414）分別控制排氣制動閥）分別控制排氣制動閥3 3、進(jìn)、進(jìn)氣消聲閥氣消聲閥1 1和熄火操縱臂和熄火操縱臂1313。常閉式電磁閥。常閉式電磁閥1515串聯(lián)在排氣串聯(lián)在排氣制動開關(guān)制動開關(guān)7 7、離合器開關(guān)、離合器開關(guān)1010和加速開關(guān)和加速開關(guān)1111的控制電路中，的控制電路中，并控制貯氣筒并控制貯氣筒5 5至各氣缸的壓縮空氣管路。其中任何一個至各氣缸的壓縮空氣管路。其中任何一個開關(guān)斷開都會使電磁閥關(guān)閉而解除排氣制動。開關(guān)斷開都會使電磁閥關(guān)閉而解除排氣制動。 2.發(fā)動機(jī)排氣輔助制動裝置發(fā)動機(jī)排氣輔助制動裝置 電磁氣壓控制的排氣制動裝置工作原理電磁氣壓控制的

17、排氣制動裝置工作原理 制動時，放松加速踏板，接通排氣制動開關(guān)制動時，放松加速踏板，接通排氣制動開關(guān)7 7，信，信號燈號燈8 8亮，電流經(jīng)離合器開關(guān)亮，電流經(jīng)離合器開關(guān)1010、電磁閥線圈、電磁閥線圈1515和加速和加速開關(guān)開關(guān)1111形成回路，電磁閥形成回路，電磁閥1515產(chǎn)生吸力，關(guān)閉排氣口，產(chǎn)生吸力，關(guān)閉排氣口，打開進(jìn)氣道，壓縮空氣進(jìn)入三個氣缸，使柴油機(jī)停止打開進(jìn)氣道，壓縮空氣進(jìn)入三個氣缸，使柴油機(jī)停止供油，并關(guān)閉發(fā)動機(jī)的進(jìn)、排氣管，實(shí)現(xiàn)排氣制動，供油，并關(guān)閉發(fā)動機(jī)的進(jìn)、排氣管，實(shí)現(xiàn)排氣制動，快速降低發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速，從而使車速迅速降低快速降低發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速，從而使車速迅速降低。 3.牽引電動機(jī)緩速

18、器牽引電動機(jī)緩速器 對于采用電傳動的汽車，可以對電動對于采用電傳動的汽車，可以對電動驅(qū)動輪中的牽引電動機(jī)停止供電，使電動驅(qū)動輪中的牽引電動機(jī)停止供電，使電動機(jī)受驅(qū)動輪驅(qū)動而成為發(fā)電機(jī)，將汽車的機(jī)受驅(qū)動輪驅(qū)動而成為發(fā)電機(jī)，將汽車的部分動能轉(zhuǎn)變成電能，儲存在蓄電池中，部分動能轉(zhuǎn)變成電能，儲存在蓄電池中，或者使之通過電阻轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮芏纳?。這或者使之通過電阻轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮芏纳?。這時電動機(jī)對驅(qū)動輪的阻力矩即是制動力矩。時電動機(jī)對驅(qū)動輪的阻力矩即是制動力矩。 4.空氣動力緩速器空氣動力緩速器 依靠在制動時突然增大的車身迎風(fēng)表面積或裝于車輛尾部的制動時可彈出的空氣阻力傘來產(chǎn)生制動力的。這種制動方式一般應(yīng)用于賽

19、車上。這種制動方式制動平穩(wěn)，安全可靠且無沖擊，但它對車輛的行駛路面環(huán)境要求嚴(yán)格，很難應(yīng)用于普通車輛上。 豐田公司在AXVV型轎車車尾頂部安裝的空氣制動尾翼，由一臺充有高壓液體的旋轉(zhuǎn)加速器驅(qū)動。 在十九世紀(jì)在十九世紀(jì) Leon Foucault Leon Foucault發(fā)現(xiàn)的電磁感應(yīng)理發(fā)現(xiàn)的電磁感應(yīng)理論的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的論的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的. .電渦流緩速器的著名生產(chǎn)廠商有：電渦流緩速器的著名生產(chǎn)廠商有：法國的泰爾法國的泰爾馬馬 （TELMA）、西班牙的）、西班牙的克萊姆（克萊姆（KLAMKLAM）和）和弗瑞納薩（弗瑞納薩（FRENRLSAFRENRLSA）、德國的克羅伏特）、德國的克羅伏特（

20、KLOFT），），日本澤騰電機(jī)公司日本澤騰電機(jī)公司( (SAWFUJISAWFUJI) ) 、東京部品工業(yè)（東京部品工業(yè)（TOKYOBUHIKOGYOTOKYOBUHIKOGYO）和五十鈴）和五十鈴/住友（住友（ISUZU/SUMITOMO）等。）等。5.電渦流緩速器電渦流緩速器5.電渦流緩速器電渦流緩速器 5.電渦流緩速器電渦流緩速器 結(jié)構(gòu)組成結(jié)構(gòu)組成：由定子和轉(zhuǎn)子組成。定子通過固定支架固定在車輛底盤上（車架、變速箱外殼或后橋外殼），在定子底板上安裝八個電磁線圈，線圈之間用導(dǎo)線按一定要求互相連接，相鄰兩個線圈的磁場極性相反。緩速器的轉(zhuǎn)子分布在定子的兩側(cè)，用過渡法蘭連接在一起，同時與傳動系統(tǒng)相

21、連，轉(zhuǎn)子上鑄有風(fēng)道，以便散熱。圖 電渦流緩速器結(jié)構(gòu)示意圖1-轉(zhuǎn)子盤；2-鐵心；3-勵磁線圈；4-轉(zhuǎn)子軸；5-軸承；6-固定架；7-氣隙；8-接線柱5.電渦流緩速器電渦流緩速器 工作原理（工作原理（1）：）：定子上裝有八個電磁線圈，工作定子上裝有八個電磁線圈，工作時向勵磁線圈通入直流電流用以產(chǎn)生磁場，從磁時向勵磁線圈通入直流電流用以產(chǎn)生磁場，從磁場中發(fā)射出來的磁力線穿過轉(zhuǎn)子與相鄰線圈產(chǎn)生場中發(fā)射出來的磁力線穿過轉(zhuǎn)子與相鄰線圈產(chǎn)生的相反極性磁場構(gòu)成回路。的相反極性磁場構(gòu)成回路。 圖 電渦流緩速器磁極及磁力線分布圖 根據(jù)電磁感應(yīng)理論，當(dāng)穿過閉合導(dǎo)線回路所包圍面積的磁通量發(fā)生變化時，在導(dǎo)線回路中將產(chǎn)生

22、感應(yīng)電流。 5.電渦流緩速器電渦流緩速器 工作原理（工作原理（2）：當(dāng)緩速器的轉(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)段感應(yīng)電流，這種電流稱為渦電流。渦電流的作用有兩個方面：一是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。車輛的動能就通過感應(yīng)電流轉(zhuǎn)化為熱能，并通過轉(zhuǎn)子風(fēng)葉產(chǎn)生的強(qiáng)勁風(fēng)力將熱量快速散發(fā)出去；二是渦流會產(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，就是說轉(zhuǎn)子內(nèi)部渦流所產(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，這樣就形成了迫使

23、車輛降低速度的制動力矩。如下圖。圖5：電渦流緩速器渦電流和制動力矩 5.電渦流緩速器電渦流緩速器 5.電渦流緩速器電渦流緩速器 電渦流緩速器優(yōu)點(diǎn)：電渦流緩速器優(yōu)點(diǎn)： 結(jié)構(gòu)簡單，生產(chǎn)制造成本也不高；結(jié)構(gòu)簡單，生產(chǎn)制造成本也不高； 制動力矩范圍廣，可達(dá)制動力矩范圍廣，可達(dá)3003003300N3300Nm m ； 適合于采用無論是機(jī)械變速器還是液力變速器適合于采用無論是機(jī)械變速器還是液力變速器型式的車輛（型式的車輛（5 54545噸）；噸）； 響應(yīng)時間短（僅有響應(yīng)時間短（僅有40ms40ms，比液力緩速器的響應(yīng)，比液力緩速器的響應(yīng)快快2020倍），無明顯時間滯后；倍），無明顯時間滯后； 工作時噪聲

24、很??；工作時噪聲很?。?車輛在低速運(yùn)行時，也可產(chǎn)生較高的制動力矩；車輛在低速運(yùn)行時，也可產(chǎn)生較高的制動力矩；制動力矩的大小可以通過控制勵磁電流來調(diào)節(jié)，易制動力矩的大小可以通過控制勵磁電流來調(diào)節(jié)，易實(shí)現(xiàn)自動控制；實(shí)現(xiàn)自動控制； 還具有故障率低，維修方便，可靠性高等優(yōu)點(diǎn)。還具有故障率低，維修方便，可靠性高等優(yōu)點(diǎn)。 5.電渦流緩速器電渦流緩速器 電渦流緩速器缺點(diǎn)電渦流緩速器缺點(diǎn) 體積較大，重量較重；體積較大，重量較重； 制動減速能力和使用時間長短受轉(zhuǎn)子溫升，制動減速能力和使用時間長短受轉(zhuǎn)子溫升，緩速器周圍氣流條件和環(huán)境溫度的影響；緩速器周圍氣流條件和環(huán)境溫度的影響； 要消耗一定的電能，需要要消耗一定

25、的電能，需要考慮發(fā)電機(jī)或蓄電考慮發(fā)電機(jī)或蓄電池的容量大小池的容量大??； 不能實(shí)現(xiàn)制動能量回收。不能實(shí)現(xiàn)制動能量回收。 圖圖1 1 永磁式緩速器機(jī)械部分結(jié)構(gòu)示意圖永磁式緩速器機(jī)械部分結(jié)構(gòu)示意圖 1-定子鑄體；2-活動磁鐵支架；3-磁鐵壓塊；4-永久磁鐵塊； 5-固定磁鐵支架；6-磁鐵保持架；7-法蘭盤；8-轉(zhuǎn)子永磁式緩速器的結(jié)構(gòu)組成永磁式緩速器的結(jié)構(gòu)組成 6.永磁鐵式電渦流緩速器永磁鐵式電渦流緩速器 結(jié)構(gòu)與工作原理（結(jié)構(gòu)與工作原理（1 1） 永久磁鐵式電渦流緩速器與使用線圈的電渦流緩速器原理相永久磁鐵式電渦流緩速器與使用線圈的電渦流緩速器原理相同，如下圖所示。在旋轉(zhuǎn)的金屬板（強(qiáng)磁性體）附近，放置

26、一個同，如下圖所示。在旋轉(zhuǎn)的金屬板（強(qiáng)磁性體）附近，放置一個永久磁鐵，由于永久磁鐵的磁場作用，按弗萊明（永久磁鐵，由于永久磁鐵的磁場作用，按弗萊明（FlemingFleming）定）定則，在這個金屬板上產(chǎn)生渦電流，與此同時產(chǎn)生一個與金屬板旋則，在這個金屬板上產(chǎn)生渦電流，與此同時產(chǎn)生一個與金屬板旋轉(zhuǎn)方向相反的制動力。轉(zhuǎn)方向相反的制動力。 圖7 永磁鐵電渦流緩速器工作原理 6.永磁鐵電渦流緩速器永磁鐵電渦流緩速器 結(jié)構(gòu)與工作原理（結(jié)構(gòu)與工作原理（2 2） 利用這個原理，將旋轉(zhuǎn)體（轉(zhuǎn)子）做成圓筒形，將利用這個原理，將旋轉(zhuǎn)體（轉(zhuǎn)子）做成圓筒形，將1212個永久磁個永久磁鐵極性交錯地均布于環(huán)狀支架的外圓

27、上，它們即是不旋轉(zhuǎn)的固定體鐵極性交錯地均布于環(huán)狀支架的外圓上，它們即是不旋轉(zhuǎn)的固定體（定子）。當(dāng)制動時，由氣缸力作用，將永久磁鐵推向轉(zhuǎn)筒的內(nèi)側(cè)，（定子）。當(dāng)制動時，由氣缸力作用，將永久磁鐵推向轉(zhuǎn)筒的內(nèi)側(cè)，這時永久磁鐵在轉(zhuǎn)筒內(nèi)形成磁回路，當(dāng)轉(zhuǎn)筒旋轉(zhuǎn)時，轉(zhuǎn)筒的內(nèi)圓面這時永久磁鐵在轉(zhuǎn)筒內(nèi)形成磁回路，當(dāng)轉(zhuǎn)筒旋轉(zhuǎn)時，轉(zhuǎn)筒的內(nèi)圓面就產(chǎn)生了渦電流，與此同時轉(zhuǎn)筒就受到一個與旋轉(zhuǎn)方向相反的制動就產(chǎn)生了渦電流，與此同時轉(zhuǎn)筒就受到一個與旋轉(zhuǎn)方向相反的制動力，如圖所示。力，如圖所示。圖8 制動時的磁回路 6.永磁鐵電渦流緩速器永磁鐵電渦流緩速器 結(jié)構(gòu)與工作原理（結(jié)構(gòu)與工作原理（3 3） 非制動時，由氣缸力將永久磁鐵推

28、出，與轉(zhuǎn)筒內(nèi)側(cè)脫非制動時，由氣缸力將永久磁鐵推出，與轉(zhuǎn)筒內(nèi)側(cè)脫離，這時永久磁鐵與隔離套之間形成磁回路。由于轉(zhuǎn)筒離，這時永久磁鐵與隔離套之間形成磁回路。由于轉(zhuǎn)筒的磁力回路已斷開，所以制動力被解除；由于磁力是在的磁力回路已斷開，所以制動力被解除；由于磁力是在隔離套內(nèi)迂回，所以磁力線不會向外部泄漏，見下圖。隔離套內(nèi)迂回，所以磁力線不會向外部泄漏，見下圖。圖9 非制動時的磁回路6.永磁鐵電渦流緩速器永磁鐵電渦流緩速器 永磁鐵電渦流緩速器的優(yōu)點(diǎn)永磁鐵電渦流緩速器的優(yōu)點(diǎn) 質(zhì)量輕，體積小，緩速器達(dá)到輕量小型化。質(zhì)量輕，體積小，緩速器達(dá)到輕量小型化。 永久磁鐵不消耗電能，不用考慮發(fā)電機(jī)或蓄電池永久磁鐵不消耗電

29、能，不用考慮發(fā)電機(jī)或蓄電池的容量大小，緩速器的結(jié)構(gòu)簡單，又便于維修保養(yǎng)。的容量大小，緩速器的結(jié)構(gòu)簡單，又便于維修保養(yǎng)。 汽車行駛過程中，下坡較長時需連續(xù)或頻繁制動，汽車行駛過程中，下坡較長時需連續(xù)或頻繁制動，如使用電磁式緩速器，通電時間長，本身要發(fā)熱，電如使用電磁式緩速器，通電時間長，本身要發(fā)熱，電磁鐵的溫度可達(dá)磁鐵的溫度可達(dá)150150以上，出現(xiàn)大幅度的退磁現(xiàn)象，以上，出現(xiàn)大幅度的退磁現(xiàn)象，從而使制動力大大下降。永久磁鐵本身不會發(fā)熱，溫從而使制動力大大下降。永久磁鐵本身不會發(fā)熱，溫升最高在升最高在6060左右，而且溫度系數(shù)也小，幾乎沒有退左右，而且溫度系數(shù)也小，幾乎沒有退磁現(xiàn)象發(fā)生，磁現(xiàn)象發(fā)

30、生，制動力仍然很穩(wěn)定的。制動力仍然很穩(wěn)定的。 7.液力緩速器液力緩速器 工作原理（工作原理（1 1） 緩速器轉(zhuǎn)子隨變速器輸出軸轉(zhuǎn)動,而定子不動。當(dāng)緩速器內(nèi)沒有油時,轉(zhuǎn)子空轉(zhuǎn),沒有減速作用。 圖 液力緩速器工作原理簡圖 1、定子 2、轉(zhuǎn)子 3、殼體 4、散熱器 5、控制閥系 6、油泵 7、儲油罐以液體（油）為工作介質(zhì)將汽車的動能轉(zhuǎn)換成液體的熱能，再通過冷卻器散熱的方式實(shí)現(xiàn)汽車速度的快速降低。 7.液力緩速器液力緩速器 工作原理（工作原理（2 2） 當(dāng)緩速器內(nèi)充有油時當(dāng)緩速器內(nèi)充有油時, ,隨輸出軸轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)子作用于油隨輸出軸轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)子作用于油液一個動量矩液一個動量矩, ,帶動油液繞軸旋轉(zhuǎn)帶動油液繞

31、軸旋轉(zhuǎn); ;油液沿葉片運(yùn)動作內(nèi)油液沿葉片運(yùn)動作內(nèi)循環(huán)圓旋轉(zhuǎn)循環(huán)圓旋轉(zhuǎn), ,甩向?qū)л?。同時甩向?qū)л啞Ｍ瑫r, ,固定的導(dǎo)輪葉片也對油液固定的導(dǎo)輪葉片也對油液產(chǎn)生一個反向作用的動量矩。油液流出導(dǎo)輪再流入轉(zhuǎn)子產(chǎn)生一個反向作用的動量矩。油液流出導(dǎo)輪再流入轉(zhuǎn)子時時, ,形成對轉(zhuǎn)子的阻力矩形成對轉(zhuǎn)子的阻力矩, ,阻礙轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動阻礙轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動, ,實(shí)現(xiàn)對車輛的實(shí)現(xiàn)對車輛的減速作用。減速作用。 液力減速是通過固定的定子充分利用油液對葉輪轉(zhuǎn)液力減速是通過固定的定子充分利用油液對葉輪轉(zhuǎn)子的反作用力實(shí)現(xiàn)的子的反作用力實(shí)現(xiàn)的, ,這種反作用力矩本質(zhì)上是油液的阻這種反作用力矩本質(zhì)上是油液的阻尼作用，其中作用是連續(xù)平順的，

32、再加上減速力矩作用尼作用，其中作用是連續(xù)平順的，再加上減速力矩作用于變速器輸出軸于變速器輸出軸, ,不會造成制動器抱死。不會造成制動器抱死。 7.液力緩速器液力緩速器 液力緩速器的優(yōu)點(diǎn)液力緩速器的優(yōu)點(diǎn) 制動過程無摩擦和磨損，使用壽命很長；制動過程無摩擦和磨損，使用壽命很長； 制動過程噪聲比較小；制動過程噪聲比較??； 延長主制動器制動蹄片的使用壽命；延長主制動器制動蹄片的使用壽命； 制動過程容易實(shí)現(xiàn)扭矩的控制；制動過程容易實(shí)現(xiàn)扭矩的控制； 液力緩速器通過控制緩速器工作室液體量來控制液力緩速器通過控制緩速器工作室液體量來控制制動扭矩的大小，制動扭矩的變化是連續(xù)的。制動扭矩的大小，制動扭矩的變化是連

33、續(xù)的。 7.液力緩速器液力緩速器 液力緩速器的缺點(diǎn)液力緩速器的缺點(diǎn) 車速下降時，其制動力矩下降得很快。制動力矩有車速下降時，其制動力矩下降得很快。制動力矩有波動。常作為輔助制動與其它制動裝置配合使用。先通波動。常作為輔助制動與其它制動裝置配合使用。先通過液力緩速器使旋轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)速降低，再施以摩擦制動予以過液力緩速器使旋轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)速降低，再施以摩擦制動予以完全制動。完全制動。 緩速器的安裝比較困難。這是由于為減小液力緩速器緩速器的安裝比較困難。這是由于為減小液力緩速器的自重，有些冷卻系統(tǒng)與發(fā)動機(jī)冷卻系統(tǒng)相連接，必須的自重，有些冷卻系統(tǒng)與發(fā)動機(jī)冷卻系統(tǒng)相連接，必須與發(fā)動機(jī)有相應(yīng)的聯(lián)接接口。與發(fā)動機(jī)有相應(yīng)的

34、聯(lián)接接口。道路試驗(yàn)方法道路試驗(yàn)方法臺架試驗(yàn)方法臺架試驗(yàn)方法道路試驗(yàn)方法道路試驗(yàn)方法UNECE R13號法規(guī)規(guī)定，對于商用汽車，滿載的車輛應(yīng)能以30km/h的平均速度，在長6km的6%或7%坡道下坡行駛，試驗(yàn)中不得采用行車制動、應(yīng)急制動和駐車制動，變速器檔位應(yīng)使發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速不得超過廠定的最高轉(zhuǎn)速。6 %6 km30 km/h7 %6 km30 km/h貨車 ( 12 t )客車 ( 5 t ,且座位數(shù) 8 seats)臺架試驗(yàn)方法臺架試驗(yàn)方法1-平板；平板；2-直流電機(jī)；直流電機(jī)；3-升速齒輪箱；升速齒輪箱；4-主軸；主軸；5-可調(diào)慣量飛輪組；可調(diào)慣量飛輪組；6-防護(hù)罩；防護(hù)罩；7-轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器

35、；轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器；8-電渦流緩速器；電渦流緩速器；9-溫度傳感器；溫度傳感器；10-風(fēng)機(jī)風(fēng)機(jī) 試驗(yàn)臺機(jī)械布置圖試驗(yàn)臺機(jī)械布置圖 試驗(yàn)臺結(jié)構(gòu)與原理試驗(yàn)臺結(jié)構(gòu)與原理 采用電動機(jī)來驅(qū)動組合飛輪，用旋轉(zhuǎn)飛輪的能量來模擬汽車行駛時的動能，以此作為自勵式緩速器的能量輸入。在電動機(jī)啟動后，電機(jī)帶動組合飛輪轉(zhuǎn)動。緩速器通過自身的渦流損耗來消耗這部分動能。在試驗(yàn)過程中，緩速器使得旋轉(zhuǎn)飛輪的動能不斷減少，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速不斷降低，溫度傳感器用于測得緩速器定子繞組的發(fā)熱情況。速度力矩傳感器可直接測得制動過程中的制動力矩和轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速。風(fēng)機(jī)用來模擬汽車行駛過程中的風(fēng)速，即模擬出緩速器的實(shí)際散熱條件，也可用于試驗(yàn)中加速緩速器的快速

36、冷卻。 臺架試驗(yàn)方法臺架試驗(yàn)方法 臺臺架架試試驗(yàn)驗(yàn)方方法法發(fā)動機(jī)緩速器的發(fā)展趨勢發(fā)動機(jī)緩速器的發(fā)展趨勢電渦流緩速器的發(fā)展趨勢電渦流緩速器的發(fā)展趨勢液力緩速器的發(fā)展趨勢液力緩速器的發(fā)展趨勢摩擦與電磁制動集成設(shè)計摩擦與電磁制動集成設(shè)計各種制動裝置聯(lián)合控制各種制動裝置聯(lián)合控制汽車輔助制動技術(shù)發(fā)展趨勢汽車輔助制動技術(shù)發(fā)展趨勢汽車輔助制動技術(shù)發(fā)展趨勢汽車輔助制動技術(shù)發(fā)展趨勢發(fā)動機(jī)緩速器的發(fā)展趨勢發(fā)動機(jī)緩速器的發(fā)展趨勢發(fā)動機(jī)緩速器的應(yīng)用將增加；發(fā)動機(jī)緩速器的應(yīng)用將增加；發(fā)動機(jī)緩速器與其它緩速器聯(lián)合工作。發(fā)動機(jī)緩速器與其它緩速器聯(lián)合工作。汽車輔助制動技術(shù)發(fā)展趨勢汽車輔助制動技術(shù)發(fā)展趨勢l重慶良馬發(fā)動機(jī)制動器

37、有限公司與廣西玉柴機(jī)重慶良馬發(fā)動機(jī)制動器有限公司與廣西玉柴機(jī)器集團(tuán)有限公司合作，通過對國外產(chǎn)品的研究，器集團(tuán)有限公司合作，通過對國外產(chǎn)品的研究，仿制開發(fā)了發(fā)動機(jī)泄氣仿制開發(fā)了發(fā)動機(jī)泄氣-排氣緩速器，用于玉柴排氣緩速器，用于玉柴YC6A系列發(fā)動機(jī)上。系列發(fā)動機(jī)上。l濰柴動力股份有限公司引進(jìn)德國曼公司的泄氣濰柴動力股份有限公司引進(jìn)德國曼公司的泄氣-排氣制動技術(shù)，推出了排氣制動技術(shù)，推出了WEVB發(fā)動機(jī)輔助制動發(fā)動機(jī)輔助制動系統(tǒng)，已小批量推向市場。系統(tǒng)，已小批量推向市場。l一汽集團(tuán)與美國一汽集團(tuán)與美國Jacob公司合作開發(fā)了公司合作開發(fā)了CA6DL發(fā)發(fā)動機(jī)緩速器，采用的是發(fā)動機(jī)泄氣動機(jī)緩速器，采用的

38、是發(fā)動機(jī)泄氣-排氣技術(shù)。排氣技術(shù)。l中國重汽集團(tuán)也正與國外公司合作開發(fā)發(fā)動機(jī)中國重汽集團(tuán)也正與國外公司合作開發(fā)發(fā)動機(jī)緩速器。緩速器。國內(nèi)市場情況國內(nèi)市場情況 電渦流緩速器的發(fā)展趨勢（電渦流緩速器的發(fā)展趨勢（1） 輕量化、小型化輕量化、小型化 電渦流緩速器有一大缺點(diǎn)，即比較重，裝車后會電渦流緩速器有一大缺點(diǎn)，即比較重，裝車后會增加車輛的整備質(zhì)量。近年來，各廠家除了優(yōu)化設(shè)計增加車輛的整備質(zhì)量。近年來，各廠家除了優(yōu)化設(shè)計緩速器外，還在選用材料上下功夫，即選用既滿足性緩速器外，還在選用材料上下功夫，即選用既滿足性能要求同時質(zhì)量較輕的材料。如德國克羅伏特（能要求同時質(zhì)量較輕的材料。如德國克羅伏特（KLO

39、FTKLOFT）公司的電渦流緩速器的重量和體積都有減小，特別是公司的電渦流緩速器的重量和體積都有減小，特別是其轉(zhuǎn)子重量較其它公司減小其轉(zhuǎn)子重量較其它公司減小35%35%。另外為了提高冷卻效。另外為了提高冷卻效率，還改進(jìn)了轉(zhuǎn)子盤的冷卻氣流，使其流速由一般的率，還改進(jìn)了轉(zhuǎn)子盤的冷卻氣流，使其流速由一般的12m/s12m/s提高到提高到36m/s36m/s。 汽車輔助制動技術(shù)發(fā)展趨勢汽車輔助制動技術(shù)發(fā)展趨勢 電渦流緩速器的發(fā)展趨勢（電渦流緩速器的發(fā)展趨勢（2） 整體化集成化整體化集成化 電渦流緩速器都是由專業(yè)廠商單獨(dú)設(shè)計和生產(chǎn)后電渦流緩速器都是由專業(yè)廠商單獨(dú)設(shè)計和生產(chǎn)后再加裝到汽車傳動系中，這樣除要

40、對原車的安裝部位再加裝到汽車傳動系中，這樣除要對原車的安裝部位進(jìn)行改造外，也會對原車的傳動系統(tǒng)造成一定影響。進(jìn)行改造外，也會對原車的傳動系統(tǒng)造成一定影響?，F(xiàn)在對緩速器的設(shè)計是把它作為汽車傳動系整體中的現(xiàn)在對緩速器的設(shè)計是把它作為汽車傳動系整體中的一部分加以考慮。如泰樂馬一部分加以考慮。如泰樂馬(TELMA)(TELMA)公司新一代公司新一代70007000的產(chǎn)品，從開始就針對一類變速器而設(shè)計，這樣安裝的產(chǎn)品，從開始就針對一類變速器而設(shè)計，這樣安裝時可以不用改變變速器的后端蓋，也不需改變轉(zhuǎn)動軸時可以不用改變變速器的后端蓋，也不需改變轉(zhuǎn)動軸的長短，非常方便。的長短，非常方便。汽車輔助制動技術(shù)發(fā)展趨

41、勢汽車輔助制動技術(shù)發(fā)展趨勢 電渦流緩速器的發(fā)展趨勢（電渦流緩速器的發(fā)展趨勢（3） 控制電子智能化控制電子智能化 現(xiàn)有的電渦流緩速器多采用繼電器分級控制，所產(chǎn)生的制動力現(xiàn)有的電渦流緩速器多采用繼電器分級控制，所產(chǎn)生的制動力矩是分級階梯狀不連續(xù)的。其發(fā)展方向是采用無級調(diào)節(jié)技術(shù)，即矩是分級階梯狀不連續(xù)的。其發(fā)展方向是采用無級調(diào)節(jié)技術(shù)，即通過電子控制裝置調(diào)節(jié)勵磁線圈中的電流大小來控制磁場的強(qiáng)度，通過電子控制裝置調(diào)節(jié)勵磁線圈中的電流大小來控制磁場的強(qiáng)度，從而使得所產(chǎn)生的制動力矩連續(xù)變化，更好地適應(yīng)車輛的制動要從而使得所產(chǎn)生的制動力矩連續(xù)變化，更好地適應(yīng)車輛的制動要求。求。電子控制后的溫度與轉(zhuǎn)矩曲線 汽車輔助制動技術(shù)發(fā)展趨勢汽車輔助制動技術(shù)發(fā)展趨勢 汽車輔助制動技術(shù)發(fā)展趨勢汽車輔助制動技術(shù)發(fā)展趨勢電渦流緩速器的發(fā)展趨勢（電渦流緩速器的發(fā)展趨勢（4）轉(zhuǎn)筒式電渦流緩速器