非公路礦用車緩速器的匹配計(jì)算與結(jié)構(gòu)分析

武向陽，李璐伶（揚(yáng)州盛達(dá)特種車有限公司，江蘇 揚(yáng)州 225100）

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非公路礦用車緩速器的匹配計(jì)算與結(jié)構(gòu)分析

武向陽，李璐伶
（揚(yáng)州盛達(dá)特種車有限公司，江蘇 揚(yáng)州 225100）

摘要：在現(xiàn)有車架結(jié)構(gòu)尺寸一定的條件下，介紹電渦流緩速器在非公路礦用自卸車上的匹配計(jì)算和結(jié)構(gòu)布置，選擇合理的結(jié)構(gòu)布置。針對(duì)現(xiàn)在國(guó)內(nèi)非公路礦用自卸車安裝電渦流緩速器，進(jìn)行合理的計(jì)算，選擇最佳的設(shè)計(jì)匹配方案。對(duì)電渦流緩速器的結(jié)構(gòu)布置進(jìn)行優(yōu)化，使現(xiàn)在的非公路礦用自卸車性能得到不斷的提升。

關(guān)鍵詞：非公路礦用車；電渦流緩速器；制動(dòng)力矩；結(jié)構(gòu)布置

10.16638/j.cnki.1671-7988.2016.05.004

CLC NO.: U463.5Document Code: AArticle ID: 1671-7988 (2016)05-81-03

前言

非公路礦用自卸車主要以其扭矩大，動(dòng)力性強(qiáng)勁著稱。而電渦流緩速器則以其低速大扭矩、維護(hù)保養(yǎng)簡(jiǎn)單、可靠性高等特點(diǎn)在汽車輔助制動(dòng)市場(chǎng)上得到了較為廣泛的運(yùn)用。所以將電渦流緩速器用于非公路礦用車是重型汽車廠家極大的優(yōu)勢(shì)選擇。

輔助制動(dòng)裝置用于山區(qū)行駛的汽車上，利用發(fā)動(dòng)機(jī)排氣制動(dòng)或電渦流緩速器等輔助制動(dòng)裝置，則可使汽車下長(zhǎng)坡時(shí)長(zhǎng)時(shí)間而持續(xù)的降低或保持穩(wěn)定車速并減輕或解除行車制動(dòng)器的負(fù)荷[1]。特別是電渦流緩速器作為一種輔助制動(dòng)裝置，是提高車輛運(yùn)行安全的重要設(shè)備之一。其優(yōu)勢(shì)：①極大的改善了車輛的制動(dòng)性能，延長(zhǎng)了制動(dòng)蹄片及制動(dòng)轂的使用壽命，降低車輛的使用成本；②降低了輪轂溫度，避免了爆胎的發(fā)生，大大提高了車輛的安全性能；③減少了剎車蹄片中有害粉塵的產(chǎn)生，緩解了車輛制動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的巨大噪音，具有良好的環(huán)保效應(yīng)；④有效緩解由于制動(dòng)器調(diào)整不當(dāng)和磨損不均所造成的制動(dòng)跑偏。

基于以上優(yōu)勢(shì)，并隨著國(guó)內(nèi)對(duì)車輛的安全性、舒適性、環(huán)保性要求的進(jìn)一步提高，電渦流緩速器在汽車市場(chǎng)上必將扮演越來越重要的角色。

1、電渦流緩速器原理及匹配計(jì)算

1.1電渦流緩速器原理

電渦流緩速器是安裝在汽車變速箱與驅(qū)動(dòng)橋之間通過相應(yīng)的支架與車架相連，通過定子和轉(zhuǎn)子之間的磁場(chǎng)作用達(dá)到車輛減速的目的。其中定子和車架總成固定在一起（變速箱、后橋、車架），轉(zhuǎn)子通過突緣和傳動(dòng)軸連接在一起高速旋轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)子和定子之間有很小的氣隙。定子中的多組線圈通電后產(chǎn)生巨大的力矩作用在旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)盤上使車輛減速。以下是電渦流緩速器的結(jié)構(gòu)原理圖和電氣系統(tǒng)原理圖：

圖1　構(gòu)原理圖

圖2　電控系統(tǒng)原理圖

2.2電渦流緩速器的匹配計(jì)算

現(xiàn)階段大多數(shù)廠家使用的非公路礦用車以總質(zhì)量在40t-60t為主，現(xiàn)以50t非公路礦用車為主，匹配電渦流緩速器。電渦流緩速器的選型包括結(jié)構(gòu)型式的選擇和制動(dòng)力矩大小的確定。對(duì)于貨車，電渦流緩速器一般裝在變速箱與驅(qū)動(dòng)車橋中間。

在汽車底盤上采用電渦流緩速器作為輔助制動(dòng)裝置時(shí)，除考慮其空間布置外，還應(yīng)重點(diǎn)考慮電渦流緩速器所產(chǎn)生的制動(dòng)力矩是否能滿足汽車減速和制動(dòng)的要求。

電渦流緩速器所能產(chǎn)生的最大制動(dòng)力矩不應(yīng)大于地面最大附著力：

Fz2—地面對(duì)后輪的法向反作用力，N；

G—汽車重力，G=mg，N；

φ—路面附著系數(shù)，在良好的混凝土或?yàn)r青路面上，路面干燥時(shí)φ值為0.7-0.8，路面潮濕時(shí)為0.5-0.6；干燥的碎石路φ值為0.6-0.7； 干燥的土路φ值為0.5-0.6，濕路面時(shí)0.2-0.4[2]；

r—輪胎滾動(dòng)半徑，m；

i0—汽車的主減速器傳動(dòng)比；

L—汽車軸距，m；

a—汽車質(zhì)心至前軸中心線的距離，m；

hg—汽車質(zhì)心高度，m；

g—重力加速度，m/s2。

表1　參照某非公路礦用車50T級(jí)為例參數(shù)如下表

電渦流緩速器的最大制動(dòng)力矩，一般采用下式計(jì)算：

式中m—汽車的總質(zhì)量；

由上式計(jì)算得：

所以計(jì)算滿足要求。

電器系統(tǒng)主要考慮整車發(fā)電機(jī)的大小、整車電壓，而發(fā)電機(jī)的大小決定電渦流緩速器所需電流的大小，因此選擇發(fā)電機(jī)主要依據(jù)是電渦流緩速器所需電流的大小，即先確定所需最大扭矩，再?gòu)淖畲笈ぞ貋泶_定電流，進(jìn)而選擇合適的發(fā)電機(jī)。

表2　下表是某廠家生產(chǎn)的緩速器及相應(yīng)參數(shù)

表3　某廠家生產(chǎn)的發(fā)電機(jī)及相應(yīng)參數(shù)

由上面的結(jié)果顯示選擇6號(hào)電渦流緩速器，且工作電壓為24V；發(fā)電機(jī)型號(hào)：AVi168 A3131。

這樣就確定了緩速器的型號(hào)和發(fā)電機(jī)的型號(hào)。

3、電渦流緩速器的結(jié)構(gòu)布置

由于現(xiàn)階段大多數(shù)生產(chǎn)廠家所使用底盤的結(jié)構(gòu)形式單一，布置緩速器的位置比較局限，因此，在非公路礦用自卸車的結(jié)構(gòu)布置上需要滿足各類要求，下圖為所布置的結(jié)構(gòu)形式：

圖3　電渦流緩速器結(jié)構(gòu)圖

4、實(shí)例

某車型電渦流緩速器的布置結(jié)構(gòu)，此結(jié)構(gòu)布置獲得實(shí)用新型專利，專利名稱：《礦用車電渦流緩速器裝置》，專利號(hào)：ZL201120171210.9。結(jié)構(gòu)形式見下圖：

圖4　電渦流緩速器結(jié)構(gòu)形式圖

5、結(jié)束語

通過此次電渦流緩速器的匹配計(jì)算與結(jié)構(gòu)布置，可以很好地解決現(xiàn)階段電渦流緩速器在非公路礦用車上的應(yīng)用，可以為將來電渦流緩速器成為重型載貨車輔助制動(dòng)行之有效的依據(jù)。

參考文獻(xiàn)

[1]劉惟信.汽車設(shè)計(jì)[M].北京：清華大學(xué)出版社,2001.

[2]徐志生.汽車?yán)碚揫M].第3版.北京：機(jī)械工業(yè)出版社,2000.

Off-highway Mining Vehicles Retarder Matching Calculation And Structural Analysis

Wu Xiangyang, Li Luling
（Yangzhou Shengda Special Vehicles Co., Ltd., Jiangsu Yangzhou 225100）

Abstract:In the existing frame structure under certain conditions, the matching calculation and structure layout of eddy current retarder are introduced and choose a reasonable arrangement on off-highway dump truck.For domestic off-highway dump truck used in coal mine now installation of Eddy current retarder, reasonable calculation, and selected the design that best match programmes between eddy current retarder and automobile.The structure layout of eddy current retarder is optimized, so that the performance is constantly improving on off-highway dump truck.

Keywords:off-highway mining vehicles; eddy current retarder; braking torque; structural arrangement

中圖分類號(hào)：U463.5

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1671-7988（2016）05-81-03

作者簡(jiǎn)介：武向陽，助理工程師，就職于揚(yáng)州盛達(dá)特種車有限公司?，F(xiàn)從事非公路礦用自卸車整車設(shè)計(jì)及懸架系統(tǒng)的研究。