关于自励式缓速器的若干问题的探讨

摘要：作为辅助制动装置的自励式缓速器，由于具有持续制动和下坡恒速特性，在重型货车和高档客车中得到广泛应用。本文针对自励式缓速器在结构和使用中值得注意的若干技术问题，如结构、工作原理、制动力矩的计算、优缺点等问题进行了探讨。

关键词：车辆；辅助制动；自励式；缓速器

良好的制动性能是汽车安全行驶的重要保障。车辆在高速连续制动或下长坡连续制动的情况下，单纯依靠行车制动器难以满足要求，并且还会使制动器的性能下降，缓速器作为重型货车和高档客车辅助制动系统配置形式日益得到广泛应用，而自励式缓速器具有质量最轻、体积最小、无须增加或加大汽车电能消耗、无磨损、寿命长等优点；消除其它辅助制动装置的缺点。节能环保是我国汽车缓速器发展的必然趋势，所以自励式缓速器的广泛应用也将是必然。

1 自励式缓速器结构和工作原理

1．1 结构

自励式缓速器的主要由定子、转子、控制器及驱动器四部分组成，定子通过定子过渡盘连接在后桥主减速器轴承座上，并由精加工的定位圆柱面和端面确保它与后桥凸缘叉的同轴度。内圆外圆上固定有若干组磁铁的转子，通过转子过渡与后桥凸缘又及传动轴凸缘叉连接，其同轴度得到相同的保证。转子的环形空间容纳了定子绕组。其中定子的外圆面与转子间留有不到0．1mm的间隙，定子内圆与转子间也留有0．1mm的间隙[1]。

1．2工作原理

工作原理是：利用电磁感应原理把动能转化为电场能，电场能再转化为磁场能，磁场能再转化为热能蒸发掉。从而实现汽车的减速和制动。

传动轴和后桥凸缘又及转子一起转动，接通开关，则在发电机绕组能够发电，从而绕上制动力矩形成示意图组能够形成励磁磁场。当驾驶员接通缓速器的控制按钮 (即踩下制油门踏板或者制动踏板)开关进行减速或制动时，自励式缓速器的发动机绕组自动发电而产生励磁磁场，产生的磁场在定子磁极、气隙和转子盘之间构成回路。在旋转的转子盘上，其内部无数个闭合导线所包围的面积内的磁通量发生变化(或者说其内部无数个闭合导线切割励磁线圈产生的磁力线)，从而在转子盘内部产生无数涡旋状的感应电流，即电涡流。涡电流产生后，磁场就会对带电的转子盘产生阻止其转动的阻力 (即制动力)，阻力的方向可由弗莱明(Flemin) 左手法则来判断。阻力的合力沿转子盘周向形成与其旋转方向相反的制动力矩。涡流在具有一定电阻的转子盘内部流动时，会产生热效应而导致转子发热。车辆行驶的动能通过感应电流转化为热能，实现车辆的减速。

2 自励式缓速器的制动力矩[2]

自励式缓速器的缓速装置采用转筒结构，当励磁线圈有电流流过时．励磁线圈产生的励磁磁场在定子磁极、气隙和转筒之间构成回路。转筒旋转时，在其内表面产生涡电流，由于集肤效应，涡电流主要分布在转筒靠近磁极侧的表层中，且随透入深度的加深按指数规律衰减。

为便于分析缓速装置的制动功率，假定：

a． 电磁绕组产生的磁通只分布在磁极内，暂不考虑其漏磁情况；

b．各导磁材料的相对磁导率为常数，且不考虑磁路的磁饱和磁滞耗损的影响；

C．忽略磁极间的相互影响及其与发电装置电枢绕组间的相互影响；

d．磁极磁力线垂直进入转筒内表面。转筒上 与磁极相对的弧形区域近似看成平面。

基于上述假设，对于圆形铁芯建立直角坐标系。

根据电涡流理论，磁极在转筒上所对应的区域等效为无数个闭合线圈，当转筒与磁极有相对运动时，等效闭合线圈切割磁力线产生感应电动势，从而产生电涡流。圆1是磁极在转筒上对应的距磁极中心距离为r、宽度为dr的某个等效闭合线圈的初始位置：圆2是转筒旋转 dt时间后该等效闭合线圈在转筒上的对应位置；线段OA等于转筒线速度Dw与时间dt的乘积．即：OA=Dw. Dt ，D是转筒内半径。

当转筒旋转时，等效闭合线圈上引起的感应电动势为：

3自励式缓速器优点

自励式缓速器具有很多优点：

（1）质量最轻，体积最小且具有可调性；

（2）该缓速器有自发电功能，无须增加或加大汽车发电机和蓄电池；

（3）它可以把汽车的惯性转化为制动力矩来克服惯性，从而节约能源，因而减少摩损；

（4）安装、维护简单；

（5）环保；

（6）无磨损，寿命长。

自励式缓速器在各项指标上都比较完美，特别是节能方面。此外，自励式缓速器具有自发电功能，无须增加或加大汽车发动机和蓄电池；它还可以把汽车的惯性转化为制动力矩来克服惯性，这一独特的优点使其具有更广阔的发展前景。

4结束语

目前在汽车上特别是客车和中型、重型汽车已经把缓速器作为标准件应用，作为现有汽车制动系统的必要补充装置。与其它缓速器相比，自励式缓速器可以消除、减小上述辅助制动装置的缺点及综合了上述缓速器的优点：质量最轻，体积最小且具有可调性；同时具有自发电功能，无须增加或加大汽车发电机和蓄电池；它还可以把汽车的惯性转化为制动力矩来克服惯性，从而节省能量，因而减少磨损。这些是其它类型缓速器不能与其相比的。自励式缓速器以其无可比拟的优点必将在汽车上得到广泛的应用。也将是市场开发的主流产品。