商用車電渦流緩速器智能小型化發(fā)展趨勢(shì)

摘 要：電渦流緩速器可以根據(jù)車輛負(fù)載情況和工況以及路面狀況進(jìn)行調(diào)節(jié)，可以有效提高車輛制動(dòng)性能。本文討論了電渦流緩速器的結(jié)構(gòu)、工作原理以及智能控制的相關(guān)內(nèi)容，隨著人工智能和車輛安全控制系統(tǒng)的研究進(jìn)展，電渦流緩速器的智能控制也將成為一種趨勢(shì)，成為商用車的必備安全裝置。隨著緩速器控制器的微電腦控制技術(shù)發(fā)展，緩速器功能將通過(guò)大功率智能模塊進(jìn)行展現(xiàn)，也會(huì)極大縮小緩速器的體積，向小型智能化方向發(fā)展。

關(guān)鍵詞：商用車;電渦流緩速器;智能

1 引言

隨著我國(guó)高速公路的普及以及人們對(duì)出行交通安全問(wèn)題的不斷關(guān)注，車輛制動(dòng)負(fù)荷的問(wèn)題更加突出，傳統(tǒng)的制動(dòng)方式表現(xiàn)出越來(lái)越多的局限性。電渦流緩速器的應(yīng)用，可以通過(guò)承擔(dān)車輛運(yùn)行中的大部分制動(dòng)負(fù)荷，將車輪制動(dòng)器負(fù)荷降低，其制動(dòng)力可根據(jù)車輛負(fù)載情況和工況以及路面狀況進(jìn)行調(diào)節(jié)，有效提高了車輛制動(dòng)性能，使車輛行駛的安全性得到了進(jìn)一步提升。此外電渦流緩速器的低速性能好，制動(dòng)力矩大，故障率低，并且可以減少制動(dòng)噪音和制動(dòng)粉塵的產(chǎn)生。因此汽車緩速器行業(yè)逐漸成為人們高度關(guān)注的新興行業(yè)，在商用車應(yīng)用中受到很大關(guān)注。

2 電渦流緩速器結(jié)構(gòu)及工作原理

電渦流緩速器是一種汽車輔助制動(dòng)裝置，也稱作電剎，一般由定子、轉(zhuǎn)子及固定支架等組成，定子通過(guò)固定支架固定在車輛底盤上。緩速器的轉(zhuǎn)子一般有兩個(gè)，分別在定子兩側(cè)，使用過(guò)渡法蘭進(jìn)行連接，并與傳動(dòng)系統(tǒng)相連，轉(zhuǎn)子上有風(fēng)扇葉片用于散熱。緩速器安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)上或在變速器的前面，稱為一級(jí)緩速器;安裝在變速器后面，汽車驅(qū)動(dòng)橋的前面的，稱為二級(jí)緩速器?，F(xiàn)代緩速器主要有液力緩速器、電渦流緩速器、發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)器及排氣制動(dòng)器，都可以減緩或增進(jìn)制動(dòng)器及各零部件的相關(guān)性能，輔助制動(dòng)。

電渦流緩速器相當(dāng)于一臺(tái)直流大功率力矩電機(jī)，利用電磁感應(yīng)原理進(jìn)行工作。在定子底板上安裝有多個(gè)電磁線圈，線圈之間用導(dǎo)線互相連接。通電后，電流通過(guò)定子的勵(lì)磁線圈產(chǎn)生交變磁場(chǎng)，該磁場(chǎng)在相鄰鐵心、磁極板、氣隙、轉(zhuǎn)子之間形成一個(gè)回路，轉(zhuǎn)子在交變磁場(chǎng)中做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)切割磁感線，并產(chǎn)生反向作用力。因定子固定，轉(zhuǎn)子與傳動(dòng)軸相連，傳動(dòng)軸通過(guò)車橋與車輪相連，轉(zhuǎn)子上的反向作用力作用在車輪上從而達(dá)到使車輛減速的目的。

3 電渦流緩速器在商用車中的應(yīng)用

電渦流緩速器通常與傳統(tǒng)制動(dòng)行車制動(dòng)器及其它輔助制動(dòng)器搭配使用，在大多數(shù)商用車上擔(dān)任控制車速的作用。目前我國(guó)高檔大、中型客車已普遍采用電渦流緩速器，我國(guó)建設(shè)部公布執(zhí)行的《城市客車分等級(jí)技術(shù)要求與配置》（CJT 162-2019）明確規(guī)定超二級(jí)、超一級(jí)、高級(jí)的市區(qū)和城郊城市客車必須裝備緩速器。商用車輛裝配電渦流緩速器在提高制動(dòng)效能的同時(shí)，還可以減少車輪制動(dòng)器熱衰退，制動(dòng)器摩擦襯片總成的壽命可延長(zhǎng)數(shù)倍，從而減少制動(dòng)器的維修保養(yǎng)工作量，使保養(yǎng)周期延長(zhǎng)，具有良好的使用經(jīng)濟(jì)性。

根據(jù)車輛行駛的不同工況，電渦流緩速器可以按照操作者的控制，提供多種不同的緩速阻制動(dòng)力矩，在緩速器的控制裝置上設(shè)有相應(yīng)的控制檔位。在商用車中安裝緩速器的控制方式有手控、腳控和ABS聯(lián)合控制等。一般情況下使用手控方式，在減輕車輪制動(dòng)器負(fù)荷的同時(shí)，也能避免車輪制動(dòng)器過(guò)熱。當(dāng)車輛空載或行駛在冰雪、泥濘路段時(shí)，由于車輪對(duì)地的附著力較低，在使用聯(lián)合控制時(shí)要注意不能升檔太快，以前引起車輪打滑。

電渦流緩速器只是車輛制動(dòng)系統(tǒng)中的輔助制動(dòng)裝置，只能起減速作用，不能使車輛完全停止，所以車輛進(jìn)站或停車時(shí)還需要使用行車制動(dòng)器制動(dòng)。隨著高鐵時(shí)代的到來(lái)，商用客車越來(lái)越小型化，電渦流緩速器的發(fā)展趨勢(shì)也越來(lái)越小型化，各廠家除了優(yōu)化設(shè)計(jì)緩速器外，還在選用材料上下功夫，即選用既滿足性能要求同時(shí)質(zhì)量較輕的材料。如泰樂瑪汽車制動(dòng)系統(tǒng)（上海）有限公司的AX3系列電渦流緩速器的質(zhì)量和體積都有減小，特別是其轉(zhuǎn)子重量較其它公司較小45%以上。另外為了提高了轉(zhuǎn)子散熱效率。

4 電渦流緩速器的智能控制

現(xiàn)有的電渦流緩速器多采用分檔控制，所產(chǎn)生的制動(dòng)力矩是分級(jí)階段不連續(xù)的，這樣帶來(lái)的問(wèn)題就是檔位的頻繁變換會(huì)增加駕駛員的疲勞感和緊張感，尤其在夜間或路況不好的地方行駛，會(huì)帶來(lái)一些安全隱患，緩速器的作用不能充分發(fā)揮。現(xiàn)有的電渦流緩速器將是采用無(wú)級(jí)調(diào)節(jié)技術(shù)，及通過(guò)電子控制裝置調(diào)節(jié)勵(lì)磁線圈中的電流大小來(lái)控制磁場(chǎng)的強(qiáng)度，從而使得所產(chǎn)生的制動(dòng)力矩連續(xù)變化，更好地適應(yīng)車輛的制動(dòng)要求。同時(shí)有必要根據(jù)路面參數(shù)、速度、載重等指標(biāo)，對(duì)緩速器進(jìn)行智能設(shè)計(jì)。采用微電腦芯片智能控制，循環(huán)檢測(cè)，自動(dòng)識(shí)別，風(fēng)險(xiǎn)排除等功能。緩速器控制器的無(wú)級(jí)調(diào)節(jié)還應(yīng)該具有過(guò)壓，過(guò)流、過(guò)溫，短路、開路等保護(hù)功能。緩速器與汽車信息交互功能，產(chǎn)品工作狀態(tài)和汽車運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行信息交互，自動(dòng)調(diào)整自身工作狀態(tài)。緩速器與汽車匹配的CAN總線通訊機(jī)制，能通過(guò)SCI模塊可與電腦通訊，與電腦進(jìn)行信息交換，掉電記憶功能，能通過(guò)EEPROM模塊可將掉電前的信息保存下來(lái)等。

車速信號(hào)采集。在商用車上，ABS傳感器齒面一般與車軸垂直，做成端面齒，通過(guò)ABS車速傳感器進(jìn)行車速信號(hào)的采集。

前后車距參數(shù)采集。前后車距參數(shù)可以通過(guò)超聲波、微波雷達(dá)、激光測(cè)距、紅外線等方法進(jìn)行采集。

道路坡度參數(shù)采集?？梢允褂密嚿砜v向加速度角位移傳感器和車身上下位移傳感器進(jìn)行動(dòng)態(tài)聯(lián)合測(cè)量，對(duì)道路坡度進(jìn)行識(shí)別。

傳感器將采集到的車速信號(hào)、前后車距信號(hào)以及道路坡度信號(hào)等傳遞給緩速器控制系統(tǒng)，進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和等級(jí)劃分，劃分出不同的速度和坡度等級(jí)，然后控制系統(tǒng)將電渦流緩速器掛入相應(yīng)的檔位對(duì)車輛行駛狀況進(jìn)行干預(yù)，保障行駛安全。

5 總結(jié)

本文討論了電渦流緩速器的結(jié)構(gòu)、工作原理以及智能控制的相關(guān)內(nèi)容，緩速器作為一種輔助剎車系統(tǒng)的先進(jìn)技術(shù)應(yīng)用于商用車，成為商用汽車的必備安全裝置。隨著人工智能和車輛安全控制系統(tǒng)的研究進(jìn)展，電渦流緩速器的智能控制也將成為一種趨勢(shì)，成為商用車生產(chǎn)商展現(xiàn)技術(shù)實(shí)力的重要內(nèi)容之一。

參考文獻(xiàn)：

[1]汪貴行.電渦流緩速器在大中型客車上的使用[J].商用汽車，2001（12）.

[2]沈持平.電渦流緩速器在大客車上的應(yīng)用前景[J].機(jī)械與自動(dòng)化，2014（05）.

作者簡(jiǎn)介：陳華（1988-），男，湖北廣水人，本科，機(jī)械工程師，研究方向：機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化。