CN103580447B - 一种车用双盘式永磁缓速器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种车用双盘式永磁缓速器，它主要由转子和定子组成，转子由左右两个转子盘和转轴构成；定子主要由安装磁极片的磁极片支架和安装永磁体的永磁体支架构成；永磁体支架与磁极片支架并列排布并置于左右两个转子盘之间，永磁体支架通过滑动轴承安装在空心轴上，空心轴通过滚动轴承安装在转轴上，磁极片支架安装在空心轴上并与滚动轴承的轴承盖固定连接，磁极片支架的外侧边与气缸组件连接，永磁体支架的外侧边安装有摇臂，摇臂由气缸组件驱动。本发明结构简单，设计巧妙，制造成本低，通过控制永磁体支架的转动角度，可以调节制动力矩的大小。

Description

一种车用双盘式永磁缓速器

技术领域

本发明涉及汽车辅助制动装置，尤其涉及一种由钕铁硼永磁体轴向励磁，左右两个旋转的转子盘产生制动力矩的车用双盘式永磁缓速器。

背景技术

车用永磁缓速器是一种新型的非接触式行车辅助制动装置，主要安装在车辆的传动系统上。车辆在山区下长坡行驶时，长时间的摩擦制动会使轮毂升温，导致制动系统热衰退，制动力矩降低，甚至失效，严重影响了山区车辆行驶安全。缓速器将制动力矩作用在传动系统上，在不使用或少使用摩擦制动器的情况下起到降低和稳定车速的作用，减少了摩擦制动的使用频率和时间，提高了行车安全。

永磁缓速器的特点有：1.可实现产品的小型化、轻量化；2.由电磁阀控制气动装置调节永磁缓速器工作状态，耗电少；3.由永磁体励磁，励磁稳定，自身不会产生热量，在持续工作的情况下能保持制动力的稳定性和持久性；4.非接触式制动，维护简单。

现有的永磁缓速器多为鼓式，都是由转子和定子组成。中国发明专利（专利申请号为200710019389.4）公开了一种风冷式永磁缓速器，定子置于转子内部，定子沿轴向安装有一列固定永磁铁和一列可周向旋转的永磁铁，两列永磁铁平行放置且数量、形状和大小都相同，同列相邻永磁体极性相反。当轴向两列永磁体极性相反时，磁力线被磁轭屏蔽，转子不切割磁力线，永磁缓速器处于非制动状态；旋转一列永磁体到一定角度，轴向两列永磁体极性相同时，磁力线穿过磁轭和气隙进入转子，转子切割磁力线产生涡流和制动力矩，永磁缓速器处于制动状态。利用气动控制装置，使可旋转的一列永磁体的转动角度可以在设定的角度范围内任意变化，达到制动力矩无极可调的目的。中国发明专利（专利申请号为201019114044.6）公开了一种水冷式永磁缓速器，该缓速器包括外壳及外壳内的定子和转子，转子上沿圆周均匀固定着偶数块永磁体，相邻永磁体极性相反；外壳内的定子有冷却水道，并且可以通过气动控制装置进行轴向移动，通过改变移动距离来调节定子与转子的相对轴向位置，进而控制制动力矩的大小。上述风冷式永磁缓速器结构紧凑，但存在制动力矩小，散热面积小、散热性能差等缺点；水冷式永磁缓速器冷却效果好，制动力矩稳定，但需要连接水冷管路，结构复杂，质量和体积较大，而且低温时要进行防冻措施。

中国发明专利（专利申请号为：200610057992.7）公开了一种盘式永磁缓速器。它是由带有散热片的左右两个转子和置于两个转子中间的定子组成，定子与转子同心安装。定子由：支架、永磁体、导磁缸、气缸、导磁环、导磁板、活动磁环、活塞环组成。通过气缸控制导磁缸里导磁环轴向移动的位置，可以控制通过转子的磁通量大小，从而控制永磁缓速器的工作状态。这种永磁缓速器有两个转子，散热面积大且散热效果良好，制动力矩稳定，但是结构复杂，安装和控制难度较大。

发明内容

本发明的目的是为了改进现有永磁缓速器散热性能差，制动力矩小的缺陷，提供一种体积小、质量轻、散热效果好，制动力矩大而恒定并能实现制动力矩可调节的车用双盘式永磁缓速器。

本发明一种车用双盘式永磁缓速器，主要由转子和定子组成，所述转子由左右两个转子盘3和转轴11构成，左右两个转子盘3对称置于定子两侧并安装在转轴11上，转子盘3与汽车传动轴形成连接；定子由气缸组件1、若干永磁体5、永磁体支架6、滑动轴承7、空心轴8、若干磁极片17、磁极片支架18构成，所述磁极片17均匀分布镶在磁极片支架18上，所述永磁体5为轴向励磁，磁极两两相同环形均布于永磁体支架6上，永磁体5数量刚好是一个磁极片支架上磁极片数量的两倍；永磁体支架6与磁极片支架18并列排布并置于左右两个转子盘3之间，永磁体支架6通过滑动轴承7安装在空心轴8上，空心轴8通过滚动轴承13与转轴11连接，磁极片支架18安装在空心轴8上并与滚动轴承13的轴承盖14固定连接，磁极片支架18的外侧边与气缸组件1连接，永磁体支架6的外侧边缘安装有摇臂19，摇臂19由气缸组件1驱动。

本发明车用双盘式永磁缓速器，所述转子盘上有用于连接汽车传动轴的螺孔（9）。

本发明车用双盘式永磁缓速器，所述安装磁极片17的磁极片支架18设有两个，分别安装在永磁体支架6的两侧；每个磁极片支架18中心设有圆孔，圆孔大小与空心轴安装位置相对应，磁极片支架环形均布有用于安装磁极片17的扇形通孔，其内侧设有8个用于连接轴承盖14的圆孔，外侧设有8个用于连接气缸组件1和汽车车身的圆孔。

本发明车用双盘式永磁缓速器，所述永磁体支架6中心设有圆孔并安装有滑动轴承7，滑动轴承7的内孔大小与空心轴8安装位置相对应，永磁体支架6环形均布有用于安装永磁体5的扇形通孔，其外边缘安装有两个对称分布的摇臂19。

本发明的有益效果是：

1.通过采用钕铁硼永磁体励磁，本身不发热，没有热衰退，制动力矩稳定。

2.采用双盘式转子，永磁体跟转子的作用面积大，制动力矩大，同时散热面积大，散热效果好。

3.定子采用轻质非磁性材料做构架，整体结构紧凑，体积小、质量轻，漏磁小。

4.通过气缸组件的控制，永磁体和永磁体支架的转动角度可以在一定范围内连续变化，因此制动力矩也可以无极调节，适应不同路况的需要。

5.定子和转子由滚动轴承连接，气隙宽度均匀。

附图说明

图1是本发明轴向剖视示意图。

图2是本发明永磁体与永磁体支架的结构示意图。

图3是本发明磁极片与磁极片支架的结构示意图。

图4是本发明非制动状态下的结构示意图。

图5是本发明制动状态下的结构示意图。

图中：1.气缸组件，2.第一气隙调节垫片，3.转子盘，4.散热片，5.永磁体，6.永磁体支架，7.滑动轴承，8.空心轴，9.螺孔，10.花键，11.转轴，12.第三气隙调节垫片，13.滚动轴承，14.轴承盖，15.轴承间隙调节垫片，16.第二气隙调节垫片，17.磁极片，18.磁极片支架，19.摇臂。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明做进一步说明。

对照图1—3，本发明车用双盘式永磁缓速器主要由转子和定子组成，转子可以绕定子中心转动。所述转子由左右两个转子盘3和转轴11构成，左右两个转子盘3对称置于定子两侧并安装在转轴11上，转子盘3与汽车传动轴通过螺孔9形成连接，转子盘3上设有散热片4，转轴11与转子盘3通过花键10连接，转轴11的两端用螺母固定。转子盘3与转轴11之间设有第三气隙调节垫片12，转子盘3与定子间的气隙通过增减第三气隙调节垫片12的厚度来调节，气隙宽度一般在0.8—3mm之间，转子盘3通过散热片4进行风冷散热，同时转子盘3上设有六个螺孔9，用于连接汽车传动轴上的法兰盘。

定子由气缸组件1、若干永磁体5、永磁体支架6、滑动轴承7、空心轴8、若干磁极片17和两个磁极片支架18构成，空心轴8通过滚动轴承13与转轴11连接，空心轴8为定子支架，用于支撑永磁体支架6和磁极片支架18，空心轴8上设有八个圆孔，用于安装磁极片支架18，磁极片支架18通过螺栓与轴承盖14和空心轴8形成固定连接。

所述磁极片17均匀分布镶在磁极片支架18上，磁极片支架18上设有内、外环形两列圆孔，内圆孔用于固定在空心轴8上，外圆孔用于安装气缸组件1以及与汽车车身连接。

所述永磁体5为轴向励磁，磁极两两相同环形均布镶在永磁体支架6上，永磁体5数量刚好是一个磁极片支架上磁极片数量的两倍，永磁体支架6与两个磁极片支架18并列排布并置于左右两个转子盘3之间。

本发明车用双盘式永磁缓速器，所述磁极片支架18的外侧边与气缸组件1的连接处设有第一气隙调节垫片2，磁极片支架18与空心轴8之间安装有第二气隙调节垫片16，磁极片17与永磁体5之间的气隙通过第一气隙调节垫片2和第二气隙调节垫片16调节，气隙的宽度控制在0.2—0.5mm。

本发明车用双盘式永磁缓速器，所述滚动轴承13与轴承盖14之间设有间隙调节垫片15。

本发明车用双盘式永磁缓速器，所述安装磁极片17的磁极片支架18分别安装在永磁体支架6的两侧；每个磁极片支架18由轻质非磁性材料制成，其中心设有圆孔，圆孔大小与空心轴安装位置相对应，磁极片支架环形均布有用于安装磁极片17的扇形通孔，其内侧设有8个用于连接轴承盖14的圆孔，外侧设有8个用于连接气缸组件1和汽车车身的圆孔。

本发明车用双盘式永磁缓速器，所述永磁体支架6由轻质非磁性材料制成，其中心设有圆孔并安装有滑动轴承7，滑动轴承7的内孔大小与空心轴8安装位置相对应，永磁体支架6环形均布有用于安装永磁体5的扇形通孔。永磁体支架6通过滑动轴承7与空心轴8连接并且可以相对转动，永磁体支架6的外侧边缘对称安装有摇臂19，摇臂19与气缸组件1连接，通过气缸组件1推动摇臂19，使气缸组件1的直线运动通过摇臂19转换为永磁体5及永磁体支架6的旋转运动，实现永磁体支架6和永磁铁5一起绕空心轴8相对转动，改变了永磁体与磁极片的周向相对位置，起到了控制磁路的作用。

所述永磁体5为轴向励磁，磁极片17是铁磁性材料制成，永磁体支架6跟磁极片支架18由轻质非磁性材料制成，起到减轻重量、减少漏磁的作用。

本发明工作原理和工作过程：

对照图4，当汽车不需要制动时，气缸组件1没有动作，处于初始位置，相邻极性不同的永磁体5对应同一块磁极片17，磁力线不通过左右转子盘3，磁力线在永磁体5、气隙和磁极片17之间形成回路，转子盘3不切割磁力线，本发明永磁缓速器没有制动力矩，此时处于非制动状态。

对照图5，当汽车需要制动时，通过电磁阀控制气缸组件1推动摇臂19，使永磁体5和永磁体支架6随摇臂19一起绕空心轴8转动一定角度，使相邻极性相同的永磁体5对应同一块磁极片17，永磁体5产生的磁力线穿过磁极片17进入到转子盘3，磁力线在永磁体5、气隙、磁极片17、转子盘3之间形成回路，转子盘3切割磁力线，本发明永磁缓速器有最大制动力矩，此时处于制动状态；通过连续控制气缸组件直线运动的距离来连续改变摇臂的转动角度，从而实现控制永磁体支架6的转动角度来控制永磁体5与磁极片17的作用面积，进而控制制动力矩的大小。

Claims (4)

1.一种车用双盘式永磁缓速器，主要由转子和定子组成，其特征在于，所述转子由左右两个转子盘（3）和转轴（11）构成，左右两个转子盘（3）对称置于定子两侧并安装在转轴（11）上，转子盘（3）与汽车传动轴形成连接；定子由气缸组件（1）、若干永磁体（5）、永磁体支架（6）、滑动轴承（7）、空心轴（8）、若干磁极片（17）、磁极片支架（18）构成，所述磁极片（17）均匀分布镶在磁极片支架（18）上，所述永磁体（5）为轴向励磁，磁极两两相同环形均布于永磁体支架（6）上，永磁体（5）数量刚好是一个磁极片支架上磁极片数量的两倍；永磁体支架（6）与磁极片支架（18）并列排布并置于左右两个转子盘（3）之间，永磁体支架（6）通过滑动轴承（7）安装在空心轴（8）上，空心轴（8）通过滚动轴承（13）与转轴（11）连接，磁极片支架（18）安装在空心轴（8）上并与滚动轴承（13）的轴承盖（14）固定连接，磁极片支架（18）的外侧边与气缸组件（1）连接，永磁体支架（6）的外侧边缘安装有摇臂（19），摇臂（19）由气缸组件（1）驱动。

2.根据权利要求1所述车用双盘式永磁缓速器，其特征在于，转子盘上有用于连接汽车传动轴的螺孔（9）。

3.根据权利要求1所述车用双盘式永磁缓速器，其特征在于，所述安装磁极片（17）的磁极片支架（18）设有两个，分别安装在永磁体支架（6）的两侧；每个磁极片支架（18）中心设有圆孔，圆孔大小与空心轴安装位置相对应，磁极片支架环形均布有用于安装磁极片（17）的扇形通孔，其内侧设有8个用于连接轴承盖（14）的圆孔，外侧设有8个用于连接气缸组件（1）和汽车车身的圆孔。

4.根据权利要求1所述车用双盘式永磁缓速器，其特征在于，所述永磁体支架（6）中心设有圆孔并安装有滑动轴承（7），滑动轴承（7）的内孔大小与空心轴（8）安装位置相对应，永磁体支架（6）环形均布有用于安装永磁体（5）的扇形通孔，其外边缘安装有两个对称分布的摇臂（19）。