CN104113183B - 一种高效散热的转子及使用该转子的电涡流缓速器 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种高效散热的转子，该转子包括一支撑面以及一工作面，该支撑面与该工作面之间包括若干筋片，相邻两个筋片和该支撑面及工作面构成一通风风道，该通风风道内包括一散热元件，用于增大散热面积。本发明同时公开一种使用该转子的电涡流缓速器。

Description

一种高效散热的转子及使用该转子的电涡流缓速器

技术领域

本发明涉及一种汽车辅助制动装置技术领域，尤其涉及一种高效散热的转子及使用该转子的电涡流缓速器。

背景技术

汽车辅助制动装置的作用是在不使用或少使用行车主制动器(如刹车片)的情况下，使车辆行驶速度降下来或保持稳定，但不能将车辆紧急制停，这种作用称为缓速作用。辅助制动装置，可以不使用主制动器就能减缓车辆行驶速度，增强车辆的安全性。现有技术中常用的汽车辅助制动装置可以被分为发动机缓速器、发动机排气辅助制动装置、电涡流缓速器、液力缓速器。

其中，电涡流缓速器的工作原理是，工作时相向励磁线圈通直流电流，在定子、气隙、转子盘之间构成回路。当转子盘运动时会引起磁通量变化，从而在转子盘上产生电涡流，旋转的转子盘上的电流回路切割定子产生的磁力线而产生电磁力，其方向与转子旋转的方向相反，电磁力的合力沿转子盘周向形成一个与转子旋转方向相反的制动力矩。同时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盘发热，这样车辆行驶的动能就通过感应电流转化为热能，并通过转子盘将热量散发掉，从而实现汽车的减速和缓速。

电涡流缓速器由于电磁场原理工作，本身没有机械磨损.具有制动效能高、响应快、制动力矩大等技术特点。当电涡流缓速器持续工作时，由于电涡流在转子盘内部不停地流动，产生的热效应会影响电涡流缓速器的工作性能。据实验可知，当电涡流缓速器持续工作时，如图1中所示的转子工作面201的最高温度可达700摄氏度，转子支撑面202的最高温度可达400摄氏度。当转子温度过高时，会导致电涡流缓速器扭矩下降，下降幅度甚至可达额定制动力矩的50％左右，引起制动性能的衰退,即发生热衰退现象。过大的温度升高不仅使其制动性能下降，而且影响车辆的安全行驶，因此控制最大温升平衡点成为电涡流关键技术之一。

现有技术中最常见的两种电涡流缓速器散热技术为风冷和水冷。如专利CN2831600Y和CN201439311U中所公开的风冷技术为在电涡流缓速器的定子上增加若干散热片。如图2中所示，图2是现有技术中所使用的电涡流缓速器的定子的结构示意图。多个散热片205呈顺时针或逆时针方向等距离分布于转子的支撑面202上，因此两个临近的散热片205和转子支撑面202和转子工作面201之间形成一个通风道203。转子转动时散热片205随之转动，其作用类似于风扇扇叶，用于排出转子所产生的热。该技术方案中存在的技术缺陷为，转子散热面积有限,散热速度过慢，散热效果不佳。

有鉴于此，现有技术中亟需要一种新的高效散热的转子，能迅速降低电涡流缓速器的工作温度，避免扭矩下降的情况发生。

发明内容

为了克服现有技术中所存在的技术缺陷,本发明的目的在于提供一种新的高效散热的转子，能迅速降低电涡流缓速器的工作温度，避免扭矩下降及失磁现象的发生。

本发明公开一种高效散热的转子，该转子包括一支撑面以及一工作面，该支撑面与工作面之间包括若干筋片，相邻两个筋片和该支撑面及工作面构成一通风风道，该通风风道内包括一散热元件，用于增大散热面积。

更进一步地，该散热元件为一金属片，该散热元件与该通风风道焊接相连。该金属片由含铜或含锌或含钢的金属制成。

更进一步地，该散热元件与该相邻两个筋片及支撑面及工作面各通过一个焊点连接。该散热元件形成一内切的两个圆形。

更进一步地，该散热元件在该相邻两个筋片及支撑面及工作面上分别具有两个焊点。该散热元件在该通风风道形成一正八边形。

更进一步地，该散热元件在该支撑面及工作面上分别具有大于等于2个焊点。该散热元件在该通风风道内形成若干矩形。

本发明同时提供一种电涡流缓速器，包括：一定子，位于定子上的铁芯，以及如上文任一项所述的转子。

与现有技术相比较，本发明所提供的高效散热的转子及使用该转子的电涡流缓速器，能有效增大转子的散热面积。再次，通过在转子的通风风道处额外增加散热元件的方式，可以使该转子适用于任何型号的电涡流缓速器，大大增强其技术适应性。最后，由于该散热元件由薄金属片制成，厚度与转子铸造筋片相比几乎可以忽略不计，因此不会影响携带巨大热量的气流从通风风道中快速经过。本发明所提供的高效散热的转子及使用该转子的电涡流缓速器，能有效避免因转子自身发热所产生的温度过高，导致出现扭矩下降和失磁现象的产生。

附图说明

关于本发明的优点与精神可以通过以下的发明详述及所附图式得到进一步的了解。

图1是现有技术中所使用的电涡流缓速器的结构示意图；

图2是现有技术中所使用的电涡流缓速器的转子的结构示意图；

图3是现有技术中所使用的电涡流缓速器的转子的周向截面示意图；

图4是本发明所提供的电涡流缓速器的转子的周向截面示意图。

主要图示说明

100-定子 200-转子

201-转子工作面 202-转子支撑面

203-通风道 204-法兰

205-转子筋片 206-散热元件

207-焊点

具体实施方式

下面结合附图详细说明本发明的一种具体实施例的高效散热的转子及使用该转子的电涡流缓速器。然而，应当将本发明理解成并不局限于以下描述的这种实施方式，并且本发明的技术理念可以与其他公知技术或功能与那些公知技术相同的其他技术组合实施。

在以下描述中，为了清楚展示本发明的结构及工作方式，将借助诸多方向性词语进行描述，但是应当将“前”、“后”、“左”、“右”、“外”、“内”、“向外”、“向内”、“上”、“下”等词语理解为方便用语，而不应当理解为限定性词语。此外，在以下描述中所使用的“X向”一词主要指与水平向平行的方向；“Y向”一词主要指与水平向平行，且与X向垂直的方向；“Z向”一词主要指与水平向垂直，且与X、Y向均垂直的方向。

由于电涡流缓速器的工作原理是在定子磁极、气隙和前后转子盘之间构成回路。磁极磁通量的大小与励磁线圈的匝数以及所通过的电流大小有关。当电涡流缓速器工作时，转子温度过高，会导致电涡流缓速器的电阻增加，由此产生的电流减小，电涡流缓速器的扭矩下降。另一方面，当转子温度过高时达到居里点(the Curie temperature)时，原来的导磁材料变成顺磁体，与磁畴相联系的一系列铁磁性质(如高磁导率、磁滞回线、磁致伸缩等)全部消失，相应的铁磁物质的磁导率转化为顺磁物质的磁导率。这样的特性是源于金属导磁材料的自我保护的特性,当电涡流缓速器的温度升高,其电阻率升高,所产生的电涡流减小；当电涡流减小,温度随之降低,电阻率降低,电涡流随之增大。如此循环往复，达到一种临界平衡状态。这样的结果是电涡流缓速器的扭矩降低，形成了热衰退现象。

现有技术中为了尽可能增加散热效率，通常采用的做法是增加转子筋片的数量，但是这样做的直接后果是导致通风道变窄，热风不能迅速离开转子表面。

本发明的目的在于提供一种高效散热的转子，该转子能最大限度地增加转子的散热面积，在不改变现有技术中所使用的电涡流缓速器的情况下，本发明可以被使用在任一规格和品种上的电涡流缓速器。

本发明所提供的转子，在每一风道处增加一散热元件，该散热元件由金属薄片组成。通常而言，该金属薄片可以是由铜、锌或钢制成的薄片。金属薄片位于风道内，由于该金属薄片的厚度非常薄，因此不会降低热风从风道中排出的速度。当热风从风道中流出时，经过该金属薄片，热量会更快地被散发出去。与现有技术所使用的缓速器相比较，当散热面积增加一倍时，温度下降50％。

图4是本发明所提供的电涡流缓速器的转子的周向截面示意图。如图4所示，图4中提供了实现本发明所提供的技术方案的三种较佳实施方式。本领域技术人员应当知道，该实施例仅用于说明本发明的技术方案，实际应用过程中并不以该三种实施方式为限制。图4中的左图是本发明所提供的第一种实施方式，在本实施方式中，薄金属片206通过四点焊接的方式固定在该通风道内，其中两个焊点207位于相邻的两个转子筋条，另外两个焊点207分布于转子工作面201和转子支持面202上。为了进一步增加散热面积，薄金属片206还包括一金属散热片，该金属散热片的焊点与薄金属片206的其中一个焊点重合。

第二种实施方式中，与第一种方式相比较，薄金属片206与通风道203之间的焊点207增加了一倍。如图4中所示，为了最大范围内增加散热面积，第二实施方式中，薄金属片206几乎呈一正八边形。这样做的好处在于，该散热元件与通风道203之间的结构为一对称式结构，当电涡流缓速器急速旋转时，即使产生巨大的气流，该气流也能顺利地平稳地流经该通风道203。

第三种实施方式中，薄金属片206与通风道203之间的连接方式再次发生改变。在该实施例中，薄金属片206与转子工作面201和转子支撑面202之间各有至少2个焊点207。与第二实施方式相比较，第三实施方式的薄金属片与通风道203之间的焊点207的焊接面积更大，更容易承受更强的气流。

在另一种较佳实施方式中,薄金属片和通风道之间不采用焊接的方式固定,而是另用卡扣,或者是在通风道上预先铸造若干凸点的方式,使薄金属片与通风道固定。

与现有技术相比较，本发明所提供的高效散热的转子及使用该转子的电涡流缓速器，能有效增大转子的散热面积。再次，通过在转子的通风风道处额外增加散热元件的方式，可以使该转子适用于任何型号的电涡流缓速器，大大增强其技术适应性。最后，由于该散热元件由薄金属片制成，厚度几乎可以忽略不计，因此不会影响携带巨大热量的气流从通风风道中快速经过。本发明所提供的高效散热的转子及使用该转子的电涡流缓速器，能有效避免因转子自身发热所产生的温度过高，导致出现扭矩下降和失磁现象的产生。

本说明书中所述的只是本发明的较佳具体实施例，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对本发明的限制。凡本领域技术人员依本发明的构思通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在本发明的范围之内。

Claims (8)

1.一种高效散热的转子，其特征在于，所述转子包括一支撑面以及一工作面，所述支撑面与所述工作面之间包括若干筋片，相邻两个筋片和所述支撑面及工作面构成一通风风道，所述通风风道内包括一散热元件，用于增大散热面积，所述散热元件为截面形状为闭合的多边形或圆形金属片，固定于所述通风风道内，所述散热元件分别与所述相邻两个筋片、所述支撑面和所述工作面各通过至少一个固定点连接。

2.如权利要求1所述的转子，其特征在于，所述散热元件形成一内切的两个圆形。

3.如权利要求1所述的转子，其特征在于，所述散热元件在所述相邻两个筋片及支撑面及工作面上分别具有两个固定点。

4.如权利要求3所述的转子，其特征在于，所述散热元件在所述通风风道形成一正八边形。

5.如权利要求1所述的转子，其特征在于，所述散热元件在所述支撑面及工作面上分别具有大于等于2个固定点。

6.如权利要求5所述的转子，其特征在于，所述散热元件在所述通风风道内形成若干矩形。

7.如权利要求1所述的转子，其特征在于，所述金属片由含铜或含锌或含钢的金属制成。

8.一种电涡流缓速器，其特征在于，包括：一定子，位于定子上的铁芯，以及如权利要求1至7任一项所述的转子。