CN107707099B - 一种筒式液冷永磁缓速器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种筒式液冷永磁缓速器，包括：转子，其包括内环、外环及连接所述内环和外环的连接板，所述外环的内壁圆周上设置多个永磁体安装槽；以及多块永磁体，其固定设置在所述永磁体安装槽中；定子支撑，其包括圆柱状芯轴，所述圆柱状芯轴外侧沿轴向设有导向键；定子，其为圆环筒状，所述定子内侧设有与所述导向键相匹配的键槽，所述定子套设在所述圆柱状芯轴上；其中，所述转子的内环连接汽车的传动轴。本发明提供的筒式液冷永磁缓速器，制动时定子的受力平衡性较好，且需要的驱动力较小；同时，本发明提供的筒式液冷永磁缓速器具有较高的散热效率。
Description
技术领域
本发明属于汽车缓速器技术领域技术领域，特别涉及一种筒式液冷永磁缓速器。
背景技术
缓速器是一种行车制动的安全辅助装置，它将制动力作用到车辆传动部件上，起到降低汽车行驶速度的作用。目前国内外普遍使用的缓速器主要有液力缓速器和电涡流缓速器。液力缓速器结构复杂，接合和分离滞后时间长，不工作时有功率损失；电涡流缓速器，整体制动效果较好，但是也存在尺寸庞大、机体沉重、消耗电能且受周围环境温度影响较大的缺点，目前只适用于大型商用车辆。
而永磁式缓速器是通过自身的永久磁铁形成磁场，起到缓速器作用，因此无电力消耗。已有的缓速器无论是转盘式电涡流缓速器，还是中置式电涡流缓速器，具有相同输出扭矩的产品，都存在气隙为轴向分布，转子间隙受轴向窜动影响的缺陷。筒式缓速器可较好克服轴向力，且体积较小，应用范围较广。
中国专利申请201019114044.6，“车用永磁液冷缓速器”公开了一种永磁缓速器，转子由若干永久磁铁和磁铁保持架组成，永久磁铁均匀分布在磁铁保持架上，磁场分布均匀，缓速制动效果较好。但其采用定子套设在转子的外圆周上，在转子的磁铁保持架上安装永久磁铁，在定子与外壳之间设置导向键，用气缸推动外形相对较大的定子相对于转子作轴向运动，容易导致定子在轴向运动时受力不均衡，且需要的驱动力相对较大。此外，上述缓速器只在定子上设置液冷装置，并未在转子上设置散热装置，整体散热效果并不理想。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种筒式液冷永磁缓速器，其采用多块永磁体镶嵌在转子内侧，避免永磁体被甩出，在外形相对较小的定子支撑的芯轴上设置导向键，克服了现有技术中缓速器制动时轴向移动的定子受力不平衡的缺陷。
本发明的另一个目的是提供一种筒式液冷永磁缓速器，其在转子上设置散热齿，并在定子上设置水冷散热装置，提高了筒式液冷永磁缓速器的散热效率。
本发明提供的技术方案为：
一种筒式液冷永磁缓速器，包括：
转子，其包括内环、外环及连接所述内环和外环的连接板，所述外环的内壁圆周上设置多个永磁体安装槽；以及
多块永磁体，其固定设置在所述永磁体安装槽中；
定子支撑，其包括圆柱状芯轴，所述圆柱状芯轴外侧沿轴向设有导向键；
定子，其为圆环筒状，所述定子内侧设有与所述导向键相匹配的键槽，所述定子套设在所述圆柱状芯轴上；
其中，所述转子的内环连接汽车的传动轴。
优选的是，所述筒式液冷永磁缓速器还包括支撑架，其一端与车辆变速箱壳体或车架连接，另一端连接所述定子支撑。
优选的是，所述定子的外形尺寸小于所述转子的内环和外环之间的圆环形容纳腔的尺寸。
优选的是，所述筒式液冷永磁缓速器还包括定子驱动机构，其驱动端连接所述定子，用于驱动所述定子沿轴向进入或远离所述圆环形容纳腔。
优选的是，所述定子驱动机构采用气缸或电缸。
优选的是，所述定子内部设有水冷腔，所述定子还包括所述水冷腔的进水口和出水口。
优选的是，所述转子的外环的外圆周上设有散热齿。
一种筒式液冷永磁缓速器，包括：
转子，其包括内环、外环及连接所述内环和外环的连接板，所述转子的内环与汽车传动轴连接；
散热齿，其设置在所述转子的外环的外圆周上；
定子，其为圆环筒状，所述定子能够沿轴向进入或远离所述转子的内环和外环之间的圆环形容纳腔；
水冷腔，其设置在所述定子内部，并且具有进水口和出水口。
优选的是，所述筒式液冷永磁缓速器还包括：
多块永磁体，其固定设置在所述转子外环的内壁圆周上的永磁体安装槽中；
定子支撑，其包括圆柱状芯轴，所述圆柱状芯轴外侧沿轴向设有导向键；
其中，所述定子内侧设有与所述导向键相匹配的键槽，所述定子套设在所述圆柱状芯轴上。
优选的是，所述进水口和出水口分别连接汽车水箱，使所述水冷腔中的水能够在汽车散热器和所述水冷腔中循环。
本发明的有益效果是：本发明提供的筒式液冷永磁缓速器，其采用转子套设在定子的外侧的结构，将多块永磁体镶嵌在转子内侧，避免永磁体被甩出，在外形相对较小的定子支撑的芯轴上设置导向键，在定子内侧设置导向槽，驱动机构推动定子运动，克服了现有技术中液冷永磁缓速器制动时轴向移动的定子受力不平衡的缺陷，且需要的驱动力较小。
此外，本发明提供的筒式液冷永磁缓速器，在转子上设置散热齿，并在定子上设置水冷散热装置，提高了筒式液冷永磁缓速器的散热效率。
附图说明
图1为本发明所述的筒式液冷永磁缓速器总体结构示意图。
图2为本发明所述的筒式液冷永磁缓速器分解结构示意图。
图3为本发明所述的转子总成示意图。
图4本发明所述的筒式液冷永磁缓速器工作原理示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
如图1-4所示，本发明提供了一种筒式液冷永磁缓速器。所述筒式液冷永磁缓速器包括转子100，其包括内环110、外环120及连接所述内环110和外环120的连接板130，其中，内环110与外环120之间形成圆环形容纳腔150；所述外环的内壁圆周上设置多个永磁体安装槽。多块永磁体140，其为梯形结构，所述永磁体140固定设置在所述永磁体安装槽中。所述永磁体安装槽之间的隔板121为非导磁体。所述永磁体140沿所述转子100的径向充磁，且相邻两块永磁体140的极性相反，即N极S极交替排列，所述永磁体140采用钕铁硼永磁体，相邻两块永磁体140形成如图4所述的环形磁力线。其中，所述转子100的内环110连接汽车的传动轴，转子100跟随汽车传统轴转动。
定子支撑200，其与所述转子100相对设置，其靠近所述转子100的一端具有圆柱状芯轴210，所述圆柱状芯轴210圆周外侧沿轴向设有导向键211。定子300，其为圆环筒状，所述定子300内侧设有与所述导向键211相匹配的键槽310，所述定子300套设在所述定子支撑200上，并可沿所述导向键211轴向移动。在定子支撑200的圆柱状芯轴210外侧设置导向键211，用于防止定子300相对于定子支撑200发生周向转动。所述定子300对应所述转子100的内环110与外环120之间的圆环形容纳腔150设置，且所述定子300的外形尺寸略小于所述圆环形容纳腔150的尺寸，即定子300与转子100为非接触式结构。
由于缓速器在制动过程中，会产生大量的热，在频繁制动时，热量在短时间内无法及时散出，温度升高，导致制动装置热衰退，影响制动效果。本发明在所述定子300内部设置水冷腔320，在所述定子300外部上侧对称设有与所述水冷腔320连通的进水口321和出水口322。进水口321连接汽车发动机水箱，汽车发动机水箱中的冷却水从进水口321进入所述定子300的水冷腔320，冷却水在水冷腔320中吸收定子300产生的热量后，经出水口322排出至汽车发动机水箱散热器，散热后，经进水口321回流至所述水冷腔320中循环工作。通过水循环降温，可有效降低定子温度，减少热衰退，可以持续提供制动力矩，制动效果更好。
在另一实施例中，所述筒式液冷永磁缓速器设有独立的冷却装置循环，所述定子300的水冷腔320与所述独立的冷却循环装置连通，实现水循环降温。
为了进一步加强所述筒式永磁缓速器的散热效果，在所述转子100外环120的外侧的外圆周上设有散热齿122。
定子支撑200在远离所述转子100的一端设有安装盘220，定子驱动机构400的本体端面采用螺栓连接在所述安装盘220上，所述定子驱动机构400的驱动端连接所述定子300，用于驱动所述定子300沿所述导向键211沿轴向进入或远离所述转子100的圆环形容纳腔150。
所述定子驱动机构400采用气缸或电缸作为动力装置。
如图2所示，在本实施例中定子驱动机构400采用气缸410作为动力装置，所述气缸410的缸套端面采用螺栓连接在所述安装盘220上，所述气缸410的活塞杆穿过所述安装盘220，与所述定子300连接，其具体连接方式为：所述活塞杆前端设有活塞杆连接件一，所述活塞杆连接件一采用螺纹连接方式连接在所述气缸活塞杆的前端，所述定子300上设有与所述活塞杆连接件一相匹配的活塞杆连接件二330，所述活塞杆连接件一与活塞杆连接件二330采用开口销连接。在所述气缸410侧面设有位移传感器420，用于监测所述活塞杆伸出的位置。所述气缸410的活塞杆伸缩驱动所述定子300沿所述导向键211轴向进入或远离所述转子100的圆环形容纳腔150。采用调压阀调节气缸410的气压，以调节活塞杆的驱动力大小；采用调速阀调节气缸气速，以调节活塞杆的伸缩速度。气缸本实施例中，采用两个气缸410对称设置在安装盘220的左右两侧，以保证定子300所受的驱动力平衡。
在另一实施例中，定子驱动机构400采用电缸作为动力装置，所述电缸的本体端面采用螺栓连接在所述安装盘220上，所述电缸的活塞杆穿过所述安装盘220，与所述定子300连接，其具体连接方式为：所述活塞杆前端设有活塞杆连接件一，所述活塞杆连接件一采用螺纹连接方式连接在所述活塞杆的前端，所述定子300上设有与所述活塞杆连接件一相匹配的活塞杆连接件二330，所述活塞杆连接件一与活塞杆连接件二330采用开口销连接。所述电缸为闭环伺服控制，能够精确控制活塞杆的位移。采用两个电缸对称设置在安装盘220的左右两侧，以保证定子300所受的驱动力平衡。
所述筒式液冷永磁缓速器还包括支撑架500，用于容纳支撑所述筒式液冷永磁缓速器，所述支撑架一端与车辆变速箱壳体或车架连接，另一端采用法兰连接在所述定子支撑200的安装盘220上。
如图4所示，所述筒式液冷永磁缓速器的工作原理为：
当汽车需要辅助制动时，电控***发出指令，控制驱动机构400的驱动端伸出，带动定子300向靠近转子100的方向运动。当定子300进入所述转子100的圆环形容纳腔150时，定子300的外圆周面切割旋转的转子100产生的磁力线，在定子300内部感应形成电涡流，由楞次定律知道运动导体上的感应电流产生的的磁场力总是反抗导体的运动，从而产生了制动效果。随着定子300进入转子100的圆环形容纳腔150的长度逐渐变大，定子300与转子100之间的作用面积不断加大，制动扭矩也逐渐变大，感应电流也由小增大，反抗转子100运动的磁场力也由小增大，当定子300前端与转子100的连接板130之间的距离达到最小设定距离时，对转子100的制动力达到最大。由于转子100与汽车传动轴连接，并跟随所述传动轴转动，转子100将其受到的制动力传递到所述汽车传动轴上，从而对汽车传动轴起到制动作用。这样由电涡流产生的磁场与转子100的永磁体140产生的磁场相互作用，充分消耗汽车动能，起到减速作用。定子300产生的热量被水冷腔320中的循环水吸收并带走，转子100产生的热量通过设置在转子100外环120的外侧圆周上的散热齿122被空气带走。当汽车不需要制动时，电控***发出指令，控制驱动机构400的驱动端缩回，带动定子300向远离转子100的方向运动，直至所述定子300完全离开所述转子100的圆环形容纳腔150，不再有感应电流产生，制动力消失。通过控制驱动机构400的驱动端的伸缩，来调整扭矩增减，控制制动力的大小，进而控制传动轴转速，达到减速的目的。
本发明所述的筒式液冷永磁缓速器，克服了电涡流缓速器耗电量大缺点，由高性能的钕铁硼永磁体提供磁场，不需要供电，节省了电源。采用筒式结构可较好克服轴向力，且体积较小，应用范围较广。其采用转子套设在定子的外侧的结构，将多块永磁体镶嵌在转子内侧，避免永磁体被甩出，在外形相对较小的定子支撑的芯轴上设置导向键，在定子内侧设置导向槽，驱动机构推动定子运动，克服了现有技术中液冷永磁缓速器制动时轴向移动的定子受力不平衡的缺陷，且需要的的驱动力较小。所述筒式液冷永磁缓速器在定子内部设有水冷腔，通过水循环降温；转子通过设置在转子外环的外侧圆周上设有散热齿散热；可有效降低转子、定子温度，减少热衰退，可以持续提供制动力矩，制动效果更好。
尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。
Claims (8)
1.一种筒式液冷永磁缓速器，其特征在于，包括：
转子，其包括内环、外环及连接所述内环和外环的连接板，所述外环的内壁圆周上设置
多个永磁体安装槽；以及多块永磁体，其固定设置在所述永磁体安装槽中；
定子支撑，其包括圆柱状芯轴，所述圆柱状芯轴外侧沿轴向设有导向键；
定子，其为圆环筒状，所述定子内侧设有与所述导向键相匹配的键槽，所述定子套设在
所述圆柱状芯轴上；
其中，所述转子的内环连接汽车的传动轴；
定子支撑在远离所述转子的一端设有安装盘，定子驱动机构的本体端面采用螺栓连接在所述安装盘上；
定子驱动机构，其驱动端连接所述定子，用于驱动所述定子沿轴向进入或远离所述转子的内环和外环之间的圆环形容纳腔。
2.根据权利要求1所述的筒式液冷永磁缓速器，其特征在于，还包括支撑架，其一端与车辆变速箱壳体或车架连接，另一端连接所述定子支撑。
3.根据权利要求1所述的筒式液冷永磁缓速器，其特征在于，所述定子的外形尺寸小于所述转子的内环和外环之间的圆环形容纳腔的尺寸。
4.根据权利要求1所述的筒式液冷永磁缓速器，其特征在于，所述定子驱动机构采用气缸或电缸。
5.根据权利要求1或3所述的筒式液冷永磁缓速器，其特征在于，所述定子内部设有水冷腔，所述定子还包括所述水冷腔的进水口和出水口。
6.根据权利要求1所述的筒式液冷永磁缓速器，其特征在于，所述转子的外环的外圆周上设有散热齿。
7.一种筒式液冷永磁缓速器，其特征在于，包括：
转子，其包括内环、外环及连接所述内环和外环的连接板，所述转子的内环与汽车传动轴连接；
散热齿，其设置在所述转子的外环的外圆周上；
定子，其为圆环筒状，所述定子能够沿轴向进入或远离所述转子的内环和外环之间的圆环形容纳腔；
水冷腔，其设置在所述定子内部，并且具有进水口和出水口；
多块永磁体，其固定设置在所述转子外环的内壁圆周上的永磁体安装槽中；
定子支撑，其包括圆柱状芯轴，所述圆柱状芯轴外侧沿轴向设有导向键；
其中，所述定子内侧设有与所述导向键相匹配的键槽，所述定子套设在所述圆柱状芯轴上；
定子支撑在远离所述转子的一端设有安装盘，定子驱动机构的本体端面采用螺栓连接在所述安装盘上；
定子驱动机构，其驱动端连接所述定子，用于驱动所述定子沿轴向进入或远离所述转子的内环和外环之间的圆环形容纳腔。
8.根据权利要求7所述的筒式液冷永磁缓速器，其特征在于，所述进水口和出水口分别连接汽车水箱，使所述水冷腔中的水能够在汽车散热器和所述水冷腔中循环。
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