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求大型客車電渦流緩速器工作原理？？

: 問(wèn) 提問(wèn)者：網(wǎng)友 | 2017-10-10

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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)中高檔車大都采用。目前幾乎所有的高一級(jí)以上的大中型客車都標(biāo)配或選裝電渦流緩速器，部分卡車也在試裝緩速器（如解放、歐曼、重汽等）。營(yíng)運(yùn)客車和卡車裝備了電渦流緩速器后，大大地提高了車輛的安全性、經(jīng)濟(jì)性和舒適性。一電渦流緩速器簡(jiǎn)介電渦流緩速器安裝在汽車驅(qū)動(dòng)橋與變速箱之間，靠電渦流的作用力來(lái)減速。當(dāng)我們用某種方式（推動(dòng)緩速器的手檔開(kāi)關(guān)，或踩下制動(dòng)踏板）給緩速器的定子線圈通入直流電的時(shí)候，在定子線圈會(huì)產(chǎn)生磁場(chǎng)，該磁場(chǎng)在相鄰鐵心、磁極板、氣隙、轉(zhuǎn)子之間形成一個(gè)回路，此時(shí)如果轉(zhuǎn)子和定子之間有相對(duì)運(yùn)動(dòng)，這種運(yùn)動(dòng)就相當(dāng)于導(dǎo)體在切割磁力線，由電磁感應(yīng)原理可知，這時(shí)候在導(dǎo)體內(nèi)部會(huì)產(chǎn)生感生電流，同時(shí)感生電流會(huì)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)之間會(huì)有作用力，而作用力的方向永遠(yuǎn)是阻礙導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)的方向。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)明的時(shí)，由于轉(zhuǎn)子這個(gè)導(dǎo)體很大，在轉(zhuǎn)子上產(chǎn)生的感生電流是以渦電流的形式存在的，所以這種形式的緩速器被稱為電渦流緩速器。從能量守衡的角度上來(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。因此，電渦流緩速器在工作時(shí)會(huì)產(chǎn)生巨大的熱量，進(jìn)而，轉(zhuǎn)子的散熱能力和控制轉(zhuǎn)子熱變形的方向成為轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵，也是電渦流緩速器的核心技術(shù)之一，而保持轉(zhuǎn)子風(fēng)葉等散熱表面的清潔也成為緩速器保養(yǎng)的重要項(xiàng)目。電渦流緩速器由機(jī)械部分和電氣部分兩部分組成。機(jī)械部分由支架總成、轉(zhuǎn)子總成和定子總成三部分組成。支架總成固定于變速箱后蓋（或后橋軸承蓋端蓋）上，并連接定子總成; 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)子總成與定子總成之間有很小的間隙（按大小分1～1.6mm）, 保證了緩速器在汽車運(yùn)行的情況下，可以進(jìn)行無(wú)摩擦自由轉(zhuǎn)動(dòng)和制動(dòng)。電氣部分由控制器總成、電源總開(kāi)關(guān)、工作狀態(tài)指示燈、氣壓傳感器和速度信號(hào)傳感器等組成。電渦流緩速器的機(jī)械部分按其結(jié)構(gòu)和安裝位置的不同，主要可分為三類(原理都一樣)。A類：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，典型代表為法國(guó)Telma的F型緩速器，這也是目前使用最多的一類緩速器（尤其是客車）。其優(yōu)點(diǎn)是制動(dòng)力矩范圍廣,800Nm~3300Nm,安裝、維修方便，旋轉(zhuǎn)的螺旋式散熱風(fēng)道非常有利于散熱等，缺點(diǎn)是突緣串動(dòng)時(shí)易使轉(zhuǎn)子與定子擦傷。B類：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，典型代表為日本的澤騰緩速器，國(guó)產(chǎn)的如特爾佳R型、紐曼的T型等為同類緩速器其優(yōu)點(diǎn)是：機(jī)構(gòu)緊湊、重量輕，尺寸小，拆裝方便，磁場(chǎng)呈徑向分布，從而轉(zhuǎn)子間隙不受軸向竄動(dòng)的影響，軸向長(zhǎng)度小，轉(zhuǎn)子重量輕，對(duì)原車的傳動(dòng)系統(tǒng)影響小，所須安裝空間小，尤其實(shí)用于后懸短、傳動(dòng)軸無(wú)法縮短的中型車輛和公交車等。缺點(diǎn)是散熱性能不如A類，不適合作大扭矩的緩速器。C類：安裝在傳動(dòng)軸中間（如發(fā)動(dòng)機(jī)前置的卡車和客車），結(jié)構(gòu)類似A類，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)氣隙已經(jīng)調(diào)試好，裝車時(shí)整體吊裝即可。典型代表是： Telma的A系列和Kloft的等，國(guó)產(chǎn)的如銳立已在解放上選裝。其優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)緊湊，出廠時(shí)就已經(jīng)裝配為一個(gè)整體，汽車廠裝車手續(xù)簡(jiǎn)單，另外由于獨(dú)立支承在大梁上，對(duì)后橋和變速箱基本沒(méi)有影響。缺點(diǎn)是質(zhì)量大，制造成本高，只能安裝在前置車的傳動(dòng)軸中間，且要定期加黃油，否則會(huì)燒毀里面的錐軸承。電渦流緩速器的電氣控制系統(tǒng)由微電腦控制，當(dāng)車速達(dá)到一定時(shí)，微電腦控制系統(tǒng)進(jìn)入工作待命狀態(tài)，當(dāng)推動(dòng)緩速器的手檔開(kāi)關(guān)，或踩下制動(dòng)踏板后，微電腦控制系統(tǒng)就會(huì)根據(jù)手擋打開(kāi)的檔位或氣壓開(kāi)關(guān)接通的個(gè)數(shù)，分別以25%、50％、75％和100%的四個(gè)級(jí)數(shù)，逐漸增加緩速器渦流強(qiáng)度，使車輛獲得不同的制動(dòng)力（無(wú)極控制的是按電流大小來(lái)控制扭矩的大小的）。二緩速器的使用2.1 打開(kāi)鑰匙開(kāi)關(guān)，不管是否踩下制動(dòng)踏板，緩速器都不會(huì)工作。汽車起動(dòng)后，達(dá)到一定車速(約5公里/小時(shí))，準(zhǔn)備工作指示燈亮，即表示控制器進(jìn)入工作待命狀態(tài)，慢慢踩下剎車踏板，可以從緩速器的工作指示燈看到緩速器的工作情況。而當(dāng)車輛速度降低到約5公里/小時(shí)后, 緩速器停止工作。（說(shuō)明：緩速器工作指示燈有些廠商只有一個(gè)燈，有些是幾個(gè)更詳細(xì)的組合燈）2.2緩速器本身只是車輛制動(dòng)系統(tǒng)中的一個(gè)輔助制動(dòng)系統(tǒng)，它本身只能起到減速的作用，而不能使車輛完全制動(dòng)。所以汽車進(jìn)站、停車或是緊急剎車時(shí)還必須靠汽車本身的制動(dòng)系統(tǒng)來(lái)將車輛完全制動(dòng)停止。2.3緩速器的具體使用方法及其維修保養(yǎng)措施，每個(gè)廠商在供貨時(shí)都會(huì)提供一套詳細(xì)的使用維護(hù)手冊(cè)，我在這里就不再熬述了！三、電渦流緩速器的優(yōu)越性：㈠、安全性方面主要表現(xiàn)在 1、能夠承擔(dān)汽車運(yùn)行中絕大部分制動(dòng)時(shí)的負(fù)荷，使車輪制動(dòng)器的溫度大大降低，確保車輪制動(dòng)器處于良好的技術(shù)狀態(tài)，以使在緊急情況時(shí)，應(yīng)對(duì)自如。 2、能夠在一個(gè)相當(dāng)寬的轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)提供強(qiáng)勁的制動(dòng)力矩，而且低速性能良好。車速在10公里/小時(shí)的時(shí)候，緩速器就能提供緩速制動(dòng)；車速達(dá)到20公里/小時(shí)，緩速器就能達(dá)到最大的制動(dòng)力矩。　　 3、是一個(gè)相對(duì)獨(dú)立的反應(yīng)靈敏的輔助制動(dòng)系統(tǒng)，它的轉(zhuǎn)子與傳動(dòng)軸緊固在一起，任何時(shí)候都能按司機(jī)的意愿提供制動(dòng)力矩，因而它的性能優(yōu)于發(fā)動(dòng)機(jī)排氣制動(dòng)。 4、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，比液力緩速器的響應(yīng)時(shí)間快20倍。㈡、經(jīng)濟(jì)性方面主要表現(xiàn)為： 1、由于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，因而故障率極低，平時(shí)除了做好例行檢查，保持清潔以外，其他工作很少，所以維修費(fèi)用極低。 2、由于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。據(jù)統(tǒng)計(jì)，安裝了電渦流緩速器的車輛。其車輪制動(dòng)器使用壽命至少可以延長(zhǎng)4-7倍，從而節(jié)省了維修材料和人工費(fèi)用以及輪胎消耗。 3、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，基本不影響車輛的正常使用。㈢、環(huán)保方面主要表現(xiàn)為：由于制動(dòng)片在摩擦過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生很多粉塵，粉塵中含有因高溫作用而發(fā)生變異的有害物質(zhì)，甚至含有致癌物質(zhì)；再者，制動(dòng)器的頻繁維修，會(huì)產(chǎn)生較多的維修廢棄物，以及制動(dòng)過(guò)程中的噪音，這些都對(duì)環(huán)境造成污染。電渦流緩速器能夠承擔(dān)車輪制動(dòng)器大部分的負(fù)荷，因而也就能大大減少車輪制動(dòng)器對(duì)環(huán)境帶來(lái)的影響。四、如何加裝緩速器A類：由于目前國(guó)內(nèi)主要是客車裝緩速器，客車裝緩速器多裝在齒輪箱輸出端，而客車上用的最多的齒輪箱是綦江齒輪箱，所以緩速器廠商首要的也是主要的配置狀態(tài)就是與綦江齒輪箱匹配（小車常用QJ805大車常用S6-90），故我就拿在綦江S6-90箱上裝Telma的F型緩速器為例，來(lái)說(shuō)明加裝需作的改動(dòng)和加裝順序，其余的情況類似。該狀態(tài)實(shí)際上是緩速器插在齒輪箱和傳動(dòng)軸之間，緩速器定子支架固定在齒輪箱后蓋上，轉(zhuǎn)子固定在輸出突緣上，所以首先要將原齒輪箱的后蓋及突緣更換成可以裝緩速器的專用后蓋及突緣（綦江有此狀態(tài)），更換后輸出突緣相對(duì)于原來(lái)伸長(zhǎng)了63mm；插入之間的轉(zhuǎn)子連接發(fā)蘭一般厚27mm,所以傳動(dòng)軸相對(duì)不裝緩速器時(shí)的狀態(tài)要縮短63+27＝90mm,傳動(dòng)軸要更換成比原來(lái)短90mm的。這兩項(xiàng)大的改動(dòng)準(zhǔn)備好后就可以進(jìn)行安裝了。安裝時(shí)，先將原齒輪箱后蓋和突緣拆下，換裝上可裝緩速器的后蓋及其突緣，然后用后蓋上的止口和螺孔裝上緩速器定子支架，再在突緣上裝前轉(zhuǎn)子和連接發(fā)蘭，再在定子支架上裝定子，再把后轉(zhuǎn)子裝上后，即可按標(biāo)準(zhǔn)調(diào)整定子和轉(zhuǎn)子之間的氣隙（單邊約1.4mm），再用緩速器輔助支撐將緩速器支撐在大梁上（輔助支承上有緩沖橡膠墊），最后裝傳動(dòng)軸。當(dāng)然，有時(shí)候為防傳動(dòng)軸螺栓不好寧，在裝好前轉(zhuǎn)子及其連接發(fā)蘭后就將傳動(dòng)軸前半部分連接上，然后再裝其余的。注意：緩速器上的所有螺栓、螺母、螺桿處必須加螺紋緊固膠并按規(guī)定扭矩寧緊。另外，理論上講，輔助支撐只能和大梁內(nèi)外側(cè)連接，但部分人為了方便將輔助支撐連接在大梁的下邊，是否合適，各自定奪。從上面可以看出，如果要加裝緩速器，出了要從緩速器廠商購(gòu)買一套緩速器機(jī)械部分、電器控制部分和線束，還要買一套可裝緩速器的專用后蓋及突緣，和一根縮短的傳動(dòng)軸。（整車廠是直接向綦江定購(gòu)可裝緩速器狀態(tài)的齒輪箱）B類：從市場(chǎng)反應(yīng)看，部分客戶認(rèn)為緩速器連接在齒輪箱后蓋上不僅對(duì)齒輪箱有負(fù)面影響，而且維護(hù)齒輪箱時(shí)很不方便，尤其是公交公司維修人員基本不允許將緩速器安裝在齒輪箱上。當(dāng)然，另外一個(gè)原因是公交車大多是低地板車，緩速器無(wú)法裝在齒輪箱上。由于B類緩速器的眾多優(yōu)點(diǎn)，所以現(xiàn)在將B類緩速器裝在后橋上也就很流行，尤其是公交公司基本都這樣作。該狀態(tài)是緩速器的定子連接到后橋軸承蓋上，轉(zhuǎn)子連接到后橋突緣與傳動(dòng)軸之間。轉(zhuǎn)子與定子之間的氣隙靠軸承蓋上的止口與突緣止口的同心度來(lái)保證，不需要人來(lái)調(diào)，這也是該類緩速器的一大優(yōu)點(diǎn)?？梢?jiàn)，安裝此類緩速器時(shí)，只需將后橋軸承座更換成可裝緩速器的軸承蓋（即有止口和連接螺孔）；另外，由于該轉(zhuǎn)子連接板的厚度一般在10mm左右，所以一般不需要更換傳動(dòng)軸。從上可見(jiàn)，裝該類緩速器只需更換軸承蓋（東風(fēng)153等、解放420等后橋已有專用軸承蓋），安裝也很方便，所以目前此類緩速器得到了大力發(fā)展，尤其是公交系統(tǒng)基本都是將B類緩速器裝在后橋上。當(dāng)然B類緩速器也可以裝在齒輪箱上，同樣也需更換專用齒輪箱后端蓋和突緣（注：A、B類緩速器的專用后蓋和突緣不一樣）。目前，綦江在這方面做的很好，開(kāi)發(fā)出了B類緩速器專用后蓋及突緣（該傳動(dòng)軸不須要縮短），而其它齒輪箱如果要安裝此類緩速器，還得要緩速器廠商開(kāi)發(fā)相應(yīng)的專用后端蓋和突緣，顯然增加了成本和難度！C類：由于此類緩速器在出廠時(shí)就已裝配為一個(gè)整體，所以整車廠只需用連接板將其懸吊在大梁之間。由于此類緩速器應(yīng)用的局限性，所以目前使用不太多！五、電器控制部分傳統(tǒng)的控制方式是：車速及ABS信號(hào)→控制器→手控和腳控開(kāi)關(guān)→大繼電器→緩速器。首先控制器根據(jù)采集到的電源信號(hào)、車速信號(hào)和ABS信號(hào)來(lái)判斷緩速器是否可以工作，當(dāng)車速大于約5km/h時(shí)，控制器才輸出控制電源，這時(shí)推手檔開(kāi)關(guān)或踩下制動(dòng)踏板順序接通大繼電器，來(lái)依次給緩速器各檔供電工作。: 回答者：網(wǎng)友

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