新型能量回收緩速器機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

蔡袁琦 曹建波 鄂世舉 文 歡 沈娟亞

(浙江師范大學(xué)工學(xué)院，浙江 金華321004)

0 引言

緩速器是一種輔助剎車(chē)機(jī)構(gòu)，采用非干摩擦制動(dòng)方式，通過(guò)作用于原車(chē)的傳動(dòng)系統(tǒng)而減輕原車(chē)制動(dòng)系統(tǒng)的負(fù)荷，使車(chē)輛均勻減速，增強(qiáng)車(chē)輛的安全性和可靠性，停修時(shí)間短，可提高運(yùn)輸效率、車(chē)輛使用經(jīng)濟(jì)性以及駕駛舒適性，也保證了駕駛員與乘客的安全[1-3]。傳統(tǒng)電渦流緩速器[4-5]制動(dòng)時(shí)，將車(chē)輛的動(dòng)能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮苌⑹В谖覈?guó)標(biāo)準(zhǔn)的ECE15工況下，制動(dòng)所消耗的能量占整個(gè)剎車(chē)系統(tǒng)的56%～92%。本文針對(duì)該問(wèn)題，設(shè)計(jì)了一種具有能量回收功能的新型緩速器。

1 新型能量回收緩速器機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

新型能量回收緩速器由緩速器發(fā)電裝置、控制器和儲(chǔ)能裝置構(gòu)成。根據(jù)傳動(dòng)軸直徑及實(shí)際汽車(chē)安裝空間限制最終確定新型能量回收緩速器電機(jī)尺寸為長(zhǎng)300mm，寬450mm，高300mm。控制器箱體為長(zhǎng)40mm，寬100mm，高20mm。蓄電池殼體長(zhǎng)40mm，寬100mm，高40mm。

1.1 發(fā)電裝置設(shè)計(jì)

緩速器發(fā)電裝置主要由電機(jī)構(gòu)成，電機(jī)安裝在車(chē)輛主變速器后的第一傳動(dòng)軸上。電機(jī)由于質(zhì)量較重，在頂部設(shè)計(jì)了四個(gè)固定座，用螺母固定在車(chē)架，減輕對(duì)傳動(dòng)軸的壓力。具體結(jié)構(gòu)如圖1所示。緩速器電機(jī)在發(fā)電時(shí)同時(shí)會(huì)產(chǎn)生渦流現(xiàn)象，所以安裝位置盡量選在空氣流動(dòng)較好，易于散熱的第一傳動(dòng)軸上。根據(jù)汽車(chē)實(shí)際能安裝空間，保證散熱面積的情況下，最終確定新型能量回收緩速器電機(jī)尺寸為長(zhǎng)300mm,寬450mm，高300mm。

圖1 緩速器電機(jī)

1.2 控制器設(shè)計(jì)

控制器的形狀為盒體，內(nèi)部安裝有逆變電路、功率模塊驅(qū)動(dòng)和保護(hù)電路。在控制器右側(cè)設(shè)計(jì)一塊固定板，長(zhǎng)40mm，寬100mm，厚10mm，在固定板四個(gè)角上設(shè)有四個(gè)螺孔，用于固定。控制器電壓為36V，工作過(guò)程中要求有較高的穩(wěn)定性，所以安裝在汽車(chē)車(chē)架右側(cè)，用螺釘固定?？刂破骱畜w長(zhǎng)40mm，寬100mm，高30mm。

1.3 儲(chǔ)能裝置設(shè)計(jì)

儲(chǔ)能裝置由蓄電池和四個(gè)功率IGBT管子組成。IGBT是絕緣柵場(chǎng)效應(yīng)管和大功率晶體管（GTR）的復(fù)合器件，其被放置在儲(chǔ)能裝置盒中，儲(chǔ)能裝置盒右側(cè)同樣設(shè)置四個(gè)螺孔，用螺母固定安裝在控制器后面的車(chē)架上。儲(chǔ)能裝置盒的尺寸為長(zhǎng)40mm，寬100mm，高40mm。

通過(guò)對(duì)以上零部件的設(shè)計(jì)，安裝到客車(chē)或貨車(chē)車(chē)體后的裝配圖，如圖2所示。

圖2 緩速器車(chē)體裝配圖

2 結(jié)論

本文對(duì)新型能量回收緩速器的結(jié)構(gòu)及形狀尺寸進(jìn)行了設(shè)計(jì)和研究，并通過(guò)Solidworks軟件繪制了新型能量回收緩速器的效果圖和裝配圖。新型能量回收緩速器具有節(jié)約能耗、緩速效果好等優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)解決了傳統(tǒng)緩速器散熱問(wèn)題，未來(lái)?yè)碛泻芎玫氖袌?chǎng)前景。

［1］過(guò)學(xué)迅,鄭偉.現(xiàn)代車(chē)用緩速器[J].汽車(chē)研究與開(kāi)發(fā),2005(5)：39-42.

［2］趙小波,周俊,姬長(zhǎng)英,黃亦其.車(chē)用永磁式緩速器研究現(xiàn)狀與展望[J].拖拉機(jī)與農(nóng)用運(yùn)輸車(chē),2007,34(5)：6-10.

［3］貢玉昌,張志良.壓縮驅(qū)動(dòng)單元中聲波本征值問(wèn)題的解析解[J].浙江師范大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版,2014,37(4)：433-436.

［4］趙迎生,何仁,王永濤.電渦流緩速器對(duì)車(chē)輛制動(dòng)穩(wěn)定性的影響分析[J].農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào),2007,38(9)：16-22.

［5］余強(qiáng),陳萌三,馬建,郭榮慶,張慶余.發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)、排氣制動(dòng)與緩行器聯(lián)合作用的模糊控制系統(tǒng)研究[J].汽車(chē)工程,2004,26(4)：476-480.