汽車電渦流緩速器基礎與應用

宋軍

摘 要：電渦流緩速器在汽車中的應用較為廣泛，對保障汽車的行駛安全發(fā)揮著重要的作用。本文首先分析了汽車電渦流緩速器的基本原理及在汽車行駛過程中所起到的作用，之后對汽車電渦流緩速器的結構進行了詳細的介紹，最后分析了汽車電渦流緩速器的實際應用情況。

關鍵詞：電渦流;汽車;緩速器

1 引言

汽車電渦流緩速器是保障汽車行駛安全的關鍵設備，目前，客車采用的緩速器分三類：電渦流緩速器、液力緩速器和磁力緩速器。磁力緩速器在日本應用比較廣泛，其維護成本較低，但扭矩較小，在中國采用的非常少。國內(nèi)采用的多為電渦流緩速器，有獨立安裝及與自動變速器組合使用兩種形式，獨立安裝的還需配備油泵系統(tǒng)，較為復雜，本文主要分析了汽車電渦流緩速器的基礎原理及應用情況。

2 汽車的電渦流緩速器

在山區(qū)和事故多發(fā)地區(qū)行駛的商用車使用緩速器十分必要，緩速器不僅保證了車輛行駛安全性，而且減少了剎車片的磨損產(chǎn)生的經(jīng)濟費用。對于渦流緩速器，渦電流是指在電磁感應下在導體內(nèi)部形成的電流。渦流制動器通常與傳統(tǒng)制動器一起使用，并且用于控制大多數(shù)商用車輛（大型和中型乘用車和卡車）的車輛速度，因此它們通常被稱為渦流式減速器。渦流緩速器是安裝在汽車的變速箱，驅(qū)動軸或驅(qū)動軸上的裝置，并且通過渦流的力減速。實質(zhì)上，他相當于基于“電磁感應”原理的直流大功率力矩電機。由于裝置中的轉(zhuǎn)子的電磁導體很大，并且在轉(zhuǎn)子上產(chǎn)生的感應電流以圍繞磁力線旋轉(zhuǎn)的渦流的形式存在，因此，該緩速器稱為渦流緩速器。

通過將線圈纏繞在導體上并使線圈通過交流電，線圈產(chǎn)生交變磁場。由于線圈中間的導體是閉合電路，其可以等于圓周方向上的圓，所以閉合電路中的磁通量不斷變化。因此，在導體的圓周方向上產(chǎn)生感應電動勢和感應電流，并且電流的方向在導體的圓周方向上旋轉(zhuǎn)，如圓形的渦旋，此外在導體內(nèi)部的渦流也會產(chǎn)生熱量。

3 汽車渦流緩速器原理

對于汽車渦流緩速器的原理，當駕駛員按下減速器的手輪開關時，或者當踩下制動踏板并且為減速器的定子線圈供電時，固定在渦流緩速器驅(qū)動軸上的轉(zhuǎn)盤由軸轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)盤工作面與磁極之間有一定間隙。根據(jù)電磁感應原理，在相鄰鐵芯，磁極板，氣隙和轉(zhuǎn)子形成的電磁回路中，當轉(zhuǎn)子和定子之間存在相對運動時，這種運動相當于導體切割磁場線。該力的方向與轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)方向完全相反。對于渦流緩速器的散熱性能，渦流在轉(zhuǎn)子盤內(nèi)部以一定的電阻值短路，并且電流的熱效應導致轉(zhuǎn)子產(chǎn)生熱量。以這種方式，車輛形式的動能被轉(zhuǎn)換成轉(zhuǎn)子的熱能，并且熱量由轉(zhuǎn)子盤上的葉片產(chǎn)生的強風消散。渦流緩速器的散熱性能也是渦流緩速器的核心技術之一，確保清潔轉(zhuǎn)子葉片等散熱部件表面已成為減速器日常維護的關鍵項目。

汽車渦流緩速器的控制方法主要分為手動控制，腳踏控制和ABS聯(lián)合控制，下面分別進行分析。首先，對于渦流緩速器的手動開關控制，手動開關安裝在方向盤下方或儀表板上。操作員還可以通過移動開關手柄來控制減速器。開關手柄共有五個檔位：0檔位無減速作用;1檔位25%的制動力;2檔位50%的制動力;3檔位75%的制動力;4檔位100%的制動力。每次使用緩速器時，儀表板上的緩速器指示燈都會亮起。此外，應該注意的是，當不需要停車或減速器時，必須將開關手柄放回到0位置。其次，對于渦流緩速器的腳制動開關，腳踏控制模式分為兩種類型：壓力傳感和位置傳感。當駕駛員踩下制動踏板時，儲氣罐中的壓縮空氣通過空氣制動控制器進入制動管路。連接到制動管路的壓力開關組件的內(nèi)部壓力也增加。此時，安裝在壓力開關組件上的四個壓力開關內(nèi)的電觸點在氣壓的作用下連續(xù)接通?？刂齐娐穯訙p速器制動。此時，儀表板上的減速器工作指示燈將亮起。第三是ABS聯(lián)合控制。該接口可以將減速器控制在合適的工作狀態(tài)，以便對諸如速度表，車輪制動器ABS系統(tǒng)，手動開關和制動踏板之類的控制部件進行信號綜合處理。

4 汽車渦流緩速器應用

常見的渦流緩速器設計和安裝在以下類別中。第二個是減速器與后軸一起設計，第三個是減速器設計安裝在車輛中間。渦流緩速器由機械部件和電控系統(tǒng)組成。機械部件包括支架組件，轉(zhuǎn)子組件和定子組件。電氣系統(tǒng)部分包括手動控制開關，氣動開關組件，速度開/關開關或ABS接口盒，速度信號傳感器和繼電器盒組件。電源開關，工作指示器和線束由汽車渦流緩速器中的以下部件組成。首先，對于渦流緩速器的定子，內(nèi)置多組線圈，它們是減速器的主要部件。固定支架連接到車輛底盤，線圈及其附件由耐高溫材料制成，以確保線圈耐熱沖擊和耐用，并且環(huán)緊固過程確保線圈不會松動。其次，對于渦流緩速器的轉(zhuǎn)子，對稱的前后轉(zhuǎn)盤通過法蘭連接固定成一體。它與驅(qū)動軸一起高速運轉(zhuǎn)，并且使用低風阻來設計不同類型的不同重量的減速器。

第三是渦流緩速器的壓力開關安裝在框架上，空氣管通過三通與制動空氣通道連接，是一個控制開關，用制動踏板操作減速器。在制動器的作用下，氣壓開關依次接通以控制繼電器箱的動作。第四個是渦流緩速器的繼電器盒，它安裝在離緩速器不遠的框架上。在手動開關或氣壓開關的作用下，控制減速器的定子電源接通和斷開。同時具有電路保護功能，過流時自動斷電，具有運行穩(wěn)定可靠，使用壽命長，維護方便的特點。第五個是用于渦流緩速器的主電源開關，其通常安裝在電池盒中并連接在電池組和緩速器繼電器盒之間。它是控制減速器操作的主開關，主電源開關配有過電流保護裝置。第六是安裝在駕駛室內(nèi)的渦流緩速器的低速開關，用于低速斷開減速器控制電源。七是ABS控制器，具有調(diào)節(jié)作用。當防抱死裝置在釋放警報后恢復減速功能時，界面可以根據(jù)路面的附著力恢復減速器的制動扭矩。首先恢復文件，然后逐步恢復其他文件。同時，它具有低速切斷功能。此外，它還具有安全功能，當防抱死裝置自動監(jiān)測裝置發(fā)生故障時，ABS以模糊狀態(tài)運行。同時，提示駕駛員返回傳統(tǒng)制動狀態(tài)ABS接口立即處理此信息并將踏板與減速器分開，但仍保持手動操作。

與傳統(tǒng)的制動裝置和渦流緩速器相比，汽車的渦流緩速器具有許多獨特的優(yōu)點。首先，它可以承受汽車運行期間的大部分制動負荷，從而大大降低了車輪上傳統(tǒng)制動器的溫度。第二種是使用直流驅(qū)動，沒有中間連接，其轉(zhuǎn)向響應時間很短，只有幾十毫秒的量級，比液壓制動系統(tǒng)的響應時間快得多。第三，由于渦流緩速器的定子和轉(zhuǎn)子之間沒有接觸，因此沒有磨損并且故障率極低。除了例行檢查和保持清潔外，還有其他一些任務，因此維護成本極低。同時，由于渦流緩速器可以承受車輛的大部分制動力矩，可以降低車輛制動系統(tǒng)的維護成本，并且可以獲得經(jīng)濟效益。據(jù)統(tǒng)計，車輛配備渦流緩速器。其車輪制動器壽命可延長至少好幾倍，從而節(jié)省維護材料和人工成本以及輪胎消耗。第四，如果渦流緩速器失效，如果維修部件無法及時供應，可以關閉減速器并且車輛可以繼續(xù)操作而不影響車輛的正常使用。

另外，當長時間使用配備有渦流緩速器的汽車時，不可避免地需要維護。對于電渦流緩速器的維修檢測，一是對于電阻的檢查，方法是切斷緩速器的電源線和接地線使用萬用表歐姆檔測量每組線圈的阻值。二是對于絕緣性的檢查，切斷緩速器的電源線和接地線，將萬用表打在最大量程檔20兆歐以上，測量緩速器接地線與緩速器的極靴板之間的電阻，測量值應為無窮大。三是對于汽車灰塵的清理，車輛在灰塵較多的環(huán)境中行駛時，灰塵會貼附在沉積到緩速器上，從而影響緩速器的散熱性能，力矩和使用壽命，所以必須清洗。此外，應特別注意當汽車剛停時，緩速器溫度過高，禁止用手摸，以免燙傷，靜止沖洗以免變形。靜止使用腐蝕，揮發(fā)性溶劑清洗。清洗緩速器可以使用高壓清洗水槍，定子線圈接線等部位，只能用低壓噴頭清洗。洗時必須斷開電源總開關，控制盒嚴禁沖洗。

5 結語

汽車電渦流緩速器對于汽車的安全行駛而言十分重要，當裝有電渦流緩速器的汽車行駛在山路上時，電渦流緩速器可以合理控制車速，最大限度地防止剎車過熱造成的制動失靈，預防惡性事故的發(fā)生。本文分析的汽車電渦流緩速器的原理及應用情況有助于汽車電渦流緩速器在市場中的進一步應用。

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