CN207339605U - 一种旁置增速器的桥式构造液电缓速器 - Google Patents
一种旁置增速器的桥式构造液电缓速器 Download PDFInfo
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Abstract
一种旁置增速器的桥式构造液电缓速器，包括定子部分、转子部分、线圈部分、齿轮增速机构、控制模块，其中，所述定子部分包括：定子(5)、分别设置在定子(5)两侧的左桥壳(4)和右桥壳(3)、设置在定子(5)上部的水口(2)，所述转子部分包括：均位于定子(5)内部的转子、转子支架(10)和转子轴，所述齿轮增速机构分为左、右两半部分，两半部分均包括：齿圈、齿轮和齿轮架(13)，所述齿轮包括行星齿轮(11)和太阳轮(14)。该桥式缓速器保留了传统的刹车功能和左右车轮差动工作外，通过电流控制制动力矩或档位，缓速器工作时产生的热量通过定子内的水路带出散掉，热衰退小，还具有缓速器尺寸小，重量较轻的优点。
Description
技术领域
本发明属于汽车辅助制动技术领域，尤其涉及一种旁置增速器的桥式构造液电缓速器。
背景技术
拖挂车***包括装有动力装置的牵引拖车和无驱动能力的挂车组合而成。在我国载货运输车辆中拖挂车的数量巨大，但是挂车的缓速制动问题一直是个很大的难题，随着汽车安全性要求的不断提高，拖挂车的缓速制动问题急需解决。
电涡流缓速器是一种行车制动的安全辅助装置,其工作时转子随旋转轴转动，气隙磁通密度随转子的旋转而发生周期性变化，因此在定子表面及一定深度范围内产生涡流，涡流磁场与气隙磁场相互作用产生制动力矩，车量的动能因此而转换为热能消耗掉，进而达到减速制动的作用。但是缓速器安装位置受一定限制，制动力矩受转速的影响，在挂车部位车轮转速较低影响缓速器的制动性能；当安装在牵引拖车上时，在制动时挂车部位惯性较大，容易发生蛇形、倾覆、回转折合、甩尾等失稳现象。
目前，关于挂车制动和辅助制动方面已经存在一些相关技术；专利《牵引车及挂车辅助制动装置》(专利号：CN200520032535.3)采用汽车后桥代替现有挂车的一根后桥与电涡流缓速器有机相组合，电涡流缓速器定子装在汽车驱动轴的后桥包或挂车大梁上，转子装在驱动轴变速器主动轴的法兰盘上，这种驱动桥需具备差速装置，但重量大，成本高。而专利《一种应用于非驱动车桥的辅助制动装置》(专利号：CN201310035522.0)和《一种轮毂式电磁液冷缓速器》(专利号：201310517572.2)中，分别采用液力缓速器和轮毂式电磁液冷缓速器进行缓速制动，缓速器与轮边减速器做成一体安装在轮毂部位，但是受轮毂部位尺寸限制，轮边减速器增速比较小，从而缓速器转子转速较低，影响制动性能。而在另一方案中将液力缓速器安装在挂车非驱动桥中间，采用轮边减速器增速后，再在转子叶轮旁增加定轴轮系增速1.8倍，此方案结构复杂，对车桥改动较大。
为解决上述这些问题，本发明将传统动力桥的差速包去掉，将两个液电缓速器置于车桥中间，并在它们旁边设计了大减速比的增速机构，通过半轴与左右车轮相连，使缓速器的转子以比较高的速度转动。该桥式缓速器保留了传统的刹车功能和左右车轮差动工作外，通过电流控制制动力矩或档位，缓速器工作时产生的热量通过定子内的水路带出散掉，热衰退小，还具有缓速器尺寸小，重量较轻的优点。
发明内容
本发明要解决的技术问题是，提供一种旁置增速器的桥式构造液电缓速器，通过大传动比的行星齿轮增速器，提高转子转速，满足制动力矩要求，两侧转子运转独立、磁路共用，实现对拖挂车的缓速制动、差速过弯。
为实现上述目的，本发明提供一种旁置增速器的桥式构造液电缓速器，包括定子部分、转子部分、线圈部分、齿轮增速机构、控制模块，其中，
所述定子部分包括：定子(5)、分别设置在定子(5)两侧的左桥壳(4)和右桥壳(3)、设置在定子(5)上部的水口(2)、分别设置在所述定子(5)与左桥壳(4)和定子(5)与右桥壳(3)之间的密封板(15)。
所述转子部分包括：均位于定子(5)内部的转子、转子支架(10)和转子轴，所述转子包括左转子(8)和右转子(9)，所述转子支架(10)包括左转子支架和右转子支架，所述转子轴包括左转子轴和右转子轴，所述左转子(8)和右转子(9)与所述左转子支架和右转子支架以及左转子轴和右转子轴分别对应，所述转子支架(10)套设于所述转子轴，所述转子轴可旋转地固定在所述密封板(15)上。
所述线圈部分包括：左线圈(7)和右线圈(6)，所述左线圈(7)位于所述定子(5)与所述左转子(8)组成的气隙之间，所述右线圈(6)位于所述定子(5)与所述右转子(9)组成的气隙之间，所述左线圈(7)与右线圈(6)均固定于所述定子(5)上并通过所述定子(5)上的引线孔(18)引出，与所述控制模块相连。
所述齿轮增速机构分为左、右两半部分，两半部分均包括：齿圈、齿轮和齿轮架(13)，所述齿轮包括行星齿轮(11)和太阳轮(14)，所述齿圈与行星齿轮(11)相啮合，所述行星齿轮(11)通过行星齿轮轴(12)设置在所述齿轮架(13)上，左、右两半部分的所述齿轮架(13)分别可旋转地固定在所述左桥壳(4)、右桥壳(3)上，所述太阳轮(14)套设于太阳轮轴，所述太阳轮轴可旋转地固定于所述齿轮架(13)。
所述左桥壳(4)和右桥壳(3)均设有中心孔，所述所述齿轮架(13)穿过所述中心孔与轮毂(16)轴连接。
进一步的，所述定子(5)与所述左转子(8)之间的气隙、所述定子(5)与所述右转子(9)之间的气隙均为0.5～1毫米。
进一步的，所述左转子(8)和右转子(9)为对称布置的内嵌式齿形转子结构。
进一步的，所述齿轮增速机构左半部分的齿圈设置在所述左桥壳(4)内壁上并与所述左桥壳(4)为一体，所述齿轮增速机构右半部分的齿圈设置在所述右桥壳(3)内壁上并与所述右桥壳(4)为一体，齿轮增速机构的左、右两半部分均通过两侧的密封板(15)与左桥壳(4)/右桥壳(3)密封形成润滑油腔。
进一步的，所述转子轴与所述太阳轮轴为一体。
进一步的，所述太阳轮(14)与所述太阳轮轴为一体。
进一步的，所述定子(5)内部设有流动散热液的水道，所述水道与水口(2)相连通。
本发明提供一种旁置增速器的桥式构造液电缓速器工作原理如下，
车辆在下坡时，挂车的惯性驱使车轮加速转动，车轮的动力通过半轴，经由齿轮增速机构增速，由太阳轮轴输出端与转子盘连接，将增速之后的动力传输到转子上，左转子8和右转子9相互独立可差速运转；当缓速器开始工作时，通过控制模块向左线圈7和右线圈6通电，左线圈7和右线圈6采用相同的绕制方法并直接绕制在定子4上，左线圈7和右线圈6通同向电，会形成环形磁路，且磁路是一个整体。磁力线在定子4上会分开，经过气隙到达转子上，内嵌式的左转子8和右转子9转动时上下齿面切割磁感线，在定子4上产生涡流，涡流感应出磁场，与原来磁场相互作用，产生制动力矩对挂车的转动半轴进行非接触的缓速制动。制动过程中动能转化为热能，产生的电涡流在定子表面发热，热量通过热传导传递到定子4内腔水道中的液体上，由水泵带至散热水箱中散掉，冷却后再循环，左转子8和右转子9上的磁场基本不发生变化，不产生电涡流，使得两转子不发热；通过对电流大小的调节实现对制动力矩的调节，当不通入电流时，理论上不产生制动力矩。
与现有用于拖挂车辅助制动技术相比，本发明突出特点如下。
本发明的缓速器作为一种汽车辅助制动装置，主要应用于挂车的制动，直接安装在挂车后桥上，对挂车进行缓速制动，创新性的采用行星齿轮减速器在转子一旁布置，使得缓速器在很小的尺寸下即可达到大的制动力矩，减轻整体质量。缓速器采用双转子分离式且共用一个定子的结构，使得内嵌式转子运转独立、磁路共用，取消了挂车过弯时所必须的差速机构，优化了缓速器的磁路，减小了重量和成本。相比于通过轮边增速机构来增速的辅助制动装置，本发明齿轮增速机构尺寸可以更大，可实现大的传动比并减小缓速器的半径尺寸；与液力缓速器自带增速机构相比，本发明不存在介质泄露和污染，结构简单；与采用驱动桥代替非驱动桥相比，本发明减少了差速机构，减轻了重量和成本。
附图说明
图1为本发明的辅助制动车桥主视图。
图2为本发明的部分磁路结构示意图。
图3为本发明的内嵌式转子结构示意图。
图4为本发明的定子结构示意图
图5为本发明的缓速器结构原理图。
图1中：1控制***，2水口，3右桥壳，4左桥壳，5定子，6右线圈，7左线圈，8左转子，9右转子，10转子支架，11行星齿轮,12行星齿轮轴，13行星架，14太阳轮，15密封板，16轮毂，17磁路，18引线孔。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合附图，对本发明进一步详细说明，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
如图1所示，为本发明提供一种旁置增速器的桥式构造液电缓速器，包括定子部分、转子部分、线圈部分、齿轮增速机构、控制模块，其中，
所述定子部分包括：定子5、分别设置在定子5两侧的左桥壳4和右桥壳3、设置在定子5上部的水口2、分别设置在所述定子5与左桥壳4和定子5与右桥壳3之间的密封板15。
所述转子部分包括：均位于定子5内部的转子、转子支架10和转子轴，所述转子包括左转子8和右转子9，左转子8和右转子9为对称布置的内嵌式齿形转子结构。所述转子支架10包括左转子支架和右转子支架，所述转子轴包括左转子轴和右转子轴，所述左转子8和右转子9与所述左转子支架和右转子支架以及左转子轴和右转子轴分别对应，所述转子支架10套设于所述转子轴，所述转子轴可旋转地固定在所述密封板15上。
所述线圈部分包括：左线圈7和右线圈6，所述左线圈7位于所述定子5与所述左转子8组成的气隙之间，所述右线圈6位于所述定子5与所述右转子9组成的气隙之间，定子5与左转子8之间的气隙、定子5与右转子9之间的气隙均为0.5～1毫米。所述左线圈7与右线圈6均固定于所述定子5上并通过所述定子5上的引线孔18引出，与所述控制模块相连。
所述齿轮增速机构分为左、右两半部分，两半部分均包括：齿圈、齿轮和齿轮架13，所述齿轮包括行星齿轮11和太阳轮14，所述齿圈与行星齿轮11相啮合，所述行星齿轮11通过行星齿轮轴12设置在所述齿轮架13上，左、右两半部分的所述齿轮架13分别可旋转地固定在所述左桥壳4、右桥壳3上，所述太阳轮14套设于太阳轮轴，且太阳轮14与太阳轮轴为一体，转子轴与太阳轮轴为一体。太阳轮轴可旋转地固定于所述齿轮架13。齿轮增速机构左半部分的齿圈设置在左桥壳4内壁上并与所述左桥壳4为一体，所述齿轮增速机构右半部分的齿圈设置在所述右桥壳3内壁上并与所述右桥壳4为一体，齿轮增速机构的左、右两半部分均通过两侧的密封板15与左桥壳4/右桥壳3密封形成润滑油腔。
左桥壳4和右桥壳3均设有中心孔，所述所述齿轮架13穿过所述中心孔与轮毂16轴连接。
定子5内部设有流动散热液的水道，水道与水口2相连通。
如图2所示，缓速器部分采用单定子双转子设计，两个线圈通相同大小同向电以后，缓速器开始工作，在定子5、空气隙、转子上形成一个环形的闭合磁路，特有的结构优化了缓速器的磁路，左，右转子8,9运转独立、磁路共用，转子上下齿面切割磁力线，在定子5上产生涡流，涡流感应出磁场与原来磁场相互作用，产生制动力矩对挂车进行非接触的缓速制动。制动过程中机械能转化为热能，热量通过热传导传递到定子内腔水道中的液体上，由水泵带到散热水箱中散掉，冷却后在循环，保证缓速器外壁温度在安全范围。转子上磁场基本不发生变化，不产生电涡流，使得转子不发热；通过改变电流大小对制动力矩进行调节，当不通入电时，理论上不产生制动力矩。
如图3所示，内嵌式齿形转子具有转动惯量小的特点，双转子分体式设计实现差速功能。
如图4所示，为该发明定子4的结构示意图，定子4的特有结构使得两侧转子共用一个大磁路，并且定子4内部具有承载冷却液的水道，液体循环持续冷却定子4，保持定子4温度在安全范围内。
如图5所示，当拖挂车在下坡时，车辆巨大惯性会驱使挂车车轮加速转动，车轮转动带动齿轮增速机构的行星齿轮轴12转动，动力经由齿轮增速机构增速，由太阳轮轴高速输出端传到左转子8和右转子9上，左转子8和右转子9独立运转可差速，左线圈7和右线圈6通电以后，建立磁路，缓速器开始工作，产生制动力矩，将机械能转化为热能，热量由定子5内水道中的水带走，通过水泵带至散热水箱散掉，冷却后再循环，由此对挂车进行缓速制动。
以上所述仅为解释本发明，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种旁置增速器的桥式构造液电缓速器，其特征在于:包括定子部分、转子部分、线圈部分、齿轮增速机构、控制模块，其中，
所述定子部分包括：定子(5)、分别设置在定子(5)两侧的左桥壳(4)和右桥壳(3)、设置在定子(5)上部的水口(2)、分别设置在所述定子(5)与左桥壳(4)和定子(5)与右桥壳(3)之间的密封板(15)；
所述转子部分包括：均位于定子(5)内部的转子、转子支架(10)和转子轴，所述转子包括左转子(8)和右转子(9)，所述转子支架(10)包括左转子支架和右转子支架，所述转子轴包括左转子轴和右转子轴，所述左转子(8)和右转子(9)与所述左转子支架和右转子支架以及左转子轴和右转子轴分别对应，所述转子支架(10)套设于所述转子轴，所述转子轴可旋转地固定在所述密封板(15)上；
所述线圈部分包括：左线圈(7)和右线圈(6)，所述左线圈(7)位于所述定子(5)与所述左转子(8)组成的气隙之间，所述右线圈(6)位于所述定子(5)与所述右转子(9)组成的气隙之间，所述左线圈(7)与右线圈(6)均固定于所述定子(5)上并通过所述定子(5)上的引线孔(18)引出，与所述控制模块相连；
所述齿轮增速机构分为左、右两半部分，两半部分均包括：齿圈、齿轮和齿轮架(13)，所述齿轮包括行星齿轮(11)和太阳轮(14)，所述齿圈与行星齿轮(11)相啮合，所述行星齿轮(11)通过行星齿轮轴(12)设置在所述齿轮架(13)上，左、右两半部分的所述齿轮架(13)分别可旋转地固定在所述左桥壳(4)、右桥壳(3)上，所述太阳轮(14)套设于太阳轮轴，所述太阳轮轴可旋转地固定于所述齿轮架(13)；
所述左桥壳(4)和右桥壳(3)均设有中心孔，所述所述齿轮架(13)穿过所述中心孔与轮毂(16)轴连接。
2.根据权利要求1所述的一种旁置增速器的桥式构造液电缓速器，其特征在于:所述定子(5)与所述左转子(8)之间的气隙、所述定子(5)与所述右转子(9)之间的气隙均为0.5～1毫米。
3.根据权利要求1所述的一种旁置增速器的桥式构造液电缓速器，其特征在于，所述左转子(8)和右转子(9)为对称布置的内嵌式齿形转子结构。
4.根据权利要求1所述的一种旁置增速器的桥式构造液电缓速器，其特征在于:所述齿轮增速机构左半部分的齿圈设置在所述左桥壳(4)内壁上并与所述左桥壳(4)为一体，所述齿轮增速机构右半部分的齿圈设置在所述右桥壳(3)内壁上并与所述右桥壳(4)为一体，齿轮增速机构的左、右两半部分均通过两侧的密封板(15)与左桥壳(4)/右桥壳(3)密封形成润滑油腔。
5.根据权利要求1所述的一种旁置增速器的桥式构造液电缓速器，其特征在于：所述转子轴与所述太阳轮轴为一体。
6.根据权利要求1或5所述的一种旁置增速器的桥式构造液电缓速器，其特征在于：所述太阳轮(14)与所述太阳轮轴为一体。
7.根据权利要求5所述的一种旁置增速器的桥式构造液电缓速器，其特征在于：所述定子(5)内部设有流动散热液的水道，所述水道与水口(2)相连通。
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Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
| CN110682739A (zh) * | 2019-10-12 | 2020-01-14 | 北京工业大学 | 一种挂车用制动与缓速一体式支撑桥 |
| CN111946763A (zh) * | 2020-08-14 | 2020-11-17 | 湖南大学 | 一种高耗能密度的扭转型电涡流阻尼装置及阻尼*** |
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| CN110682739B (zh) * | 2019-10-12 | 2021-07-16 | 北京工业大学 | 一种挂车用制动与缓速一体式支撑桥 |
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