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所屬欄目:車輛論文 發布日期:2010-08-14 10:35 熱度:
關鍵詞:電渦流緩速器、配置、使用、維護
摘要:電渦流緩速器作為一種輔助制動裝置裝備在車輛上,在國外已經有五十多年的歷史。而國內則是在近幾年才開始逐步推廣和普及。電渦流緩速器以其低速大扭矩、維護保養簡單、可靠性高等特點而在汽車輔助制動市場上得到了較為廣泛的運用。
電渦流緩速器是一種動態安全裝置。安裝在車輛的傳動系統中,用以提高車輛的主動安全性。它可以安裝在變速箱后端、傳動軸之間或其它部分。其目的是減緩車輛的行駛速度及防止不必要的加速。它主要應用在坡道、連綿的彎路和高速公路以及城市道路上。它能減少車輛主制動器的使用頻率,從而防止主制動器的溫度急劇上升。因而在緊急情況下使用剎車時,能發揮最大的使用效果。從而實現安全營運,提高生產效率,保護環境。
1.電渦流緩速器的工作原理
電渦流緩速器的基本原理是通過定子和轉子之間的磁場作用達到車輛減速的目的。其中定子和車輛底盤固定在一起(變速箱、后橋、車架),轉子通過突緣和傳動軸連接在一起高速轉動。轉子和定子之間有很小的氣隙。定子中的多組線圈通電后產生巨大的力矩作用在旋轉的轉盤上從而使車輛減速。
兩個位于定子兩側的風輪狀轉子和定子組成的本體(如圖一)。定子和轉子不接觸運轉。
1.1、磁場的形成
定子上有四組磁感應電樞,每個鐵芯上有兩個線圈,當線圈中有持續的電流通過時,就會產生磁場。由于相鄰組線圈的極性剛好相反,就會形成由極柱1﹥間隙1﹥轉子1﹥間隙2﹥極柱2﹥間隙3﹥轉子2﹥間隙4﹥極柱1這樣的閉合磁力線回路。在電樞的兩端有兩塊極板,為增加制動力矩。按圖二所示,電樞分為前后兩半。
1.2、電渦流的形成
金屬物體在磁場中轉動時,以左手定則,在轉子中,從N極到S極磁力線的變量,形成電流。這些電流,依圖所示,形成了閉合回路。我們稱這為電渦流(圖三)
1.3反向扭矩的形成
基于上述電渦流的產生,依右手定則,產生與轉子轉動方向相反的扭力。(圖四)
當此產品應用在重型車輛作為輔助制動時,其制動功率隨車速增加而增加,與發動機轉速無比例關系。當車輛停止時,制動功率為零,因此,它只能作為輔助制動器,而非駐車制動或緊急制動器。
綜上所述,電渦流緩速器是一種從機械能轉化為電能,再由電能轉化為熱能,將熱能散發到空氣中去的一種起降低汽車行駛速度的輔助制動器,其主要工作原理是:將定子的線圈通電后線圈產生磁場,轉子在磁場中作切割磁力線運動產生熱量,使電能轉化為熱能。轉子通過散熱片上的空氣的流動,將熱能散發到空氣中去,完成由機械能轉化為熱能的過程。其消耗的機械能的來源是汽車本身的動能,結果使汽車的動能減少,車速降低。
傳遞路徑為:汽車的動能通過車輪到制動轂傳遞給半軸,由半軸傳到主減速器上,再由主減速器傳到傳動軸上,通過傳動軸的連接法蘭傳到電渦流緩速器的轉子上,這就是電渦流緩速器的基本原理。
2.電渦流緩速器安裝位置的確定
電渦流緩速器可以安裝在變速箱后、后橋前或傳動軸中間。安裝在不同位置的優缺點對比如下表:
根據以上對比,建議長途及旅游客車將緩速器安裝在變速器后,公交客車將緩速器安裝在后橋前。
3.電渦緩速器力矩的匹配
通過計算電渦緩速器工作時車輛的減速度來進行緩速器力矩的匹配。計算車輛制動時減速度公式如下:
a---汽車最大減速度(單位:m/s2);
M---緩速器最大工作力矩(單位:N.m);
i---后橋主減速比;
m---車輛最大總重(單位:Kg)
r---輪胎滾動半徑(單位:m)
針對底盤的狀況、車輛使用狀況及道路狀況,確定車輛匹配電渦流緩速器后緩速器工作時車輛制動的最大件速度標準為:
對于公交客車:0.9≤a≤1.1;
對于長途客車:1.0≤a≤1.2;
以上公式計算出來的減速度供參考之用,針對不同情況可能會有不同的選擇。
4.發電機功率的確定
車輛安裝電渦流緩速器后,發電機的功率響應的要加大,對于有空調的車輛,我們建議給空調專門匹配一個發電機。車輛安裝緩速器之后,發電機功率的計算公式如下:
P≧K×(l1+l2)×U
P---發電機所需功率(單位:W)(不含空調);
l1---整車電氣用電電流(單位:A)(不含空調);
l2---緩速器最大工作電流(單位:A);
U---發電機輸出電壓(單位:V)
K---用電系數,為0.6-0.7,緩速器長時間工作時取大值,間斷短時間工作取小值。
5.電渦流緩速器的正確使用
5.1、電渦流緩速器的操作步驟:
5.1.1、開點火開關,紅色電源指示燈變亮(緩速器電源總開關必須已經閉合)。表示整個緩速器供電已經正常,此時不管是否踩下制動踏板或撥動手撥開關,緩速器都不會工作。
5.1.2、汽車起步超過臨界車速(根據緩速器型號及后橋速比及輪胎半徑等參數不同,具體車速也不同,約(2~10km/h),準備工作燈亮,表示緩速器進入工作待命狀態。
5.1.3、踏下制動踏板或者撥下手撥開關。緩速器開始制動,車輛速度明顯降低。根據踏下踏板的不同角度,以及選擇手撥開關的不同檔位,緩速器以不同檔位進行工作,工作指示燈變亮。
5.1.4、隨著車速的降低,當車速低于臨界速度(2~10km/h)時,準備工作燈熄滅,緩速器停止工作。(切記將手撥開關回到零位)
5.2、電渦流緩速器使用主要要點:
5.2.1、一般情況下盡可能使用手控方式或盡量輕踩制動踏板,可以大大減輕常規制動器負荷,避免制動器磨損過快或者溫度過高,使其始終處于良好的工作狀態,這樣當行駛中遇到緊急情況時,能保持其良好的安全性能。
5.2.2、因為緩速器的工作時間要先于常規制動系統。在使用腳動方式控制緩速器時,注意盡量輕踩剎車。除非必要,應避免緊急制動,從而最大限度的發揮緩速器的效能。
5.2.3、對于有預見性的制動,如到站、高速公路上進收費站等。要提前使用緩速器使車輛減速,最后用剎車蹄片使車輛停下來。因為車輛高速制動對制動系統的磨損最嚴重,這樣能有效避免蹄片磨損過快。
5.2.4、車輛空載或行駛在冰雪、泥濘的路段時,由于車輪的附著力較差,在使用手撥開關不能換檔太快。以免因緩速器作用力過大引起后輪打滑。
5.2.5、當車輛在山區行駛,有穩定的下坡速度后,建議使用手控開關將手控開關放在第二檔以獲的最大的持久效率,同時將變速器掛進響應的檔位跟緩速器聯合起作用,就會得到車輛最佳行駛狀況,此后只需控制手控開關的檔位就能增加或降低下坡速度。當針對路面狀況(特別是靠近彎道)需要調整速度時,可用主制動器和緩速器聯合使用。如無必要,不要連續將緩速器手撥開關撥在最高檔位上,以避免緩速器持續過熱導致線圈燒壞。如果緩速器連續使用一段時間,不要馬上將車停下,避免其散熱不良。(最好繼續行駛1km左右的距離)
5.2.6、當緩速器長時間不用時,注意關閉緩速器電源總開關。
5.2.7、車輛靜止時,因剎車繼電器功能及接線工藝等原因,在繼電器通斷的瞬間(例如踩制動踏板),會產生“振鈴浪涌”,它可能會使緩速器檔位指示燈出現閃爍現象,但實際上此時緩速器沒有工作,屬正常現象。
6.電渦流緩速器的維護、保養
6.1、目的和意義
使緩速器經常保持良好的工作效能,可減少零部件非正常損壞,減少緩速器故障。
6.2、清洗
1、在粉塵或泥漿多的地面,需使用高壓噴頭定期清除轉子上的沉積物。
2、清洗可保證緩速器產生的熱量有效散發。定子(特別是定子接線柱)只能使用低壓噴頭清洗。
3、清洗前必須斷開緩速器電源總開關,并在緩速器冷卻至常溫后進行,且不得使用揮發、腐蝕性溶劑。
4、若變速箱或后橋滲油造成緩速器表面積蓄油污,必須及時清洗,去除表面油污,并盡快維修變速箱或后橋故障。
6.3、定期檢查
車輛每行駛20,000公里應進行全面檢查(所有項目)。檢查分機械、電氣兩部分,具體檢查項目見下表:
6.4電渦流緩速器的常見故障及排除方法
機械類:
6.4.1、轉子與定子間的距離過近會造成轉子與定子極板相互摩檫。造成這種情況的原因有很多,具體檢查操作如下:
(1)檢查定子的固定螺栓是否松動,如出現松動現象,將其緊固,然后測量轉子和定子間的間隙看是否符合標準距離范圍;如果不符合標準那么就需要做進一步的檢查以查找原因。
(2)用一螺絲刀插入轉子跟定子之間的間隙去撬動轉子,看轉子是否有一定的位移,如有位移,第一步需要檢查轉子的固定螺栓看是否松動,如有松動將其緊固,然后再用螺絲刀插入轉子跟定子之間的間隙去撬動轉子,看轉子是否還有位移,如沒有位移,就需檢查轉子是否變形過大,用卡規插入轉子跟定子之間的間隙測量出該間隙的值,轉動轉子900再次測量出該間隙的值連續操作四次各次的值是否相等,如不相等就需重新調整轉子的調整墊片或者加工和更換轉子。如在撬動過程中仍有位移就需檢查連接法蘭是否松動,軸承、軸承配合位置是否磨損。
(3)轉子跟定子之間的相對摩檫最常見的原因是連接法蘭松動、軸承、軸承配合位置磨損,如出現這種情況就需要拆卸傳動軸、CCW轉子、定子及法蘭固定螺栓將法蘭及CW轉子、定子及法蘭固定螺栓將法蘭及CW轉子一體拆出檢查軸承位置是否磨損、軸承是否也已磨損,看是否需要更換法蘭、軸承,如果不需要更換僅僅是法蘭松動那么就應按照安裝說明書的要求將緩速器重新裝配好。如果軸承配合面位置磨損嚴重那么就需要更換法蘭,更換新的法蘭后要求按照安裝說明書重新安裝好緩速器的各部分。如果軸承也已磨損那么就需要更換新的軸承,軸承的裝配方式有兩種。
(4)變速器輸出軸軸向移動過大,出現這種情況就應檢查變速器輸出軸的軸承是否間隙過大,是否是裝配時未壓緊軸承的外圈或未裝調整墊片。如果軸承損壞就需要換軸承。如果是未壓緊軸承的外圈就需要重新安裝支架并加裝調整墊片。
6.4.2、漏油
(1)漏油常出現在油封的問題上,由于油封的配合面在法蘭上而法蘭跟轉子相連由于熱傳導的原因法蘭跟油封的配合面溫度也很高,當出現特殊情況時轉子的溫度高于正常值這時就很容易損壞油封,當法蘭松動時也易產生漏油,在裝配緩速器時也可能對油封造成機械損傷。如油封已損壞就必需要更換油封,更換油封需要將緩速器的傳動軸、CCW轉子、定子、CW轉子及連接法蘭分別拆下后再將支架上的防塵罩拆下然后拆下油封更換。
(2)支架的密封紙墊也有可能產生漏油,其原因是支架的固定螺栓松動或密封紙墊損壞,檢查并緊固螺栓,更換密封紙墊。
(3)支架的機加工及鑄造產生的縮孔、氣孔、疏松均有可能使支架的某個部位漏油,更換支架或者用其它方法修補漏油處。
6.4.3、輔助支撐
(1)加裝緩速器部分出現嚴重的震動異響,檢查發動機的傾角是否有變化,新的傳動軸是否達到平衡的要求,法蘭的加工是否偏心。出現這種情況就需要調整輔助支撐將發動機的傾角調節到規定的值,更換傳動軸,更換法蘭。
(2)由于各種路況的不同輔助支撐總成有可能受到損壞,常常是損壞減震膠墊或者是支架的連接處,要求更換已損壞的零件。
電器類
6.4.4、緩速器不工作:
(1)檢查保險絲是否已燒壞,如果是更換保險絲;
(2)控制單元控制器損壞,更換控制器;
(3)控制線路是否斷路;
(4)ABS出現故障,檢查和排除ABS故障;
(5)檢查各插座及搭鐵線看是否接觸不良;
(6)速度傳感器是否不工作。
6.4.5、緩速器工作不正常:
(1)緩速器工作時有時無:
a)檢查里程表傳感器是否出現故障;
b)檢查各插座及接線處看是否接觸不良;
c)檢查控制器是否出現故障。
(2)減速效果差有一個或幾個檔不工作:
a)檢查繼電器盒看觸點是否燒蝕,如燒蝕請更換繼電器;
b)一個或幾個定子線圈損壞;
c)線圈的接線柱氧化接觸不良,請更換接線柱;
d)線圈極性是否不對;
e)手撥開關的觸點燒蝕,請更換手撥開關;
f)控制線路有斷路;
f)轉子沒有定期的清洗,請清洗緩速器的轉子。
(3)緩速器有一個檔或幾個檔長期工作時:
a)檢查繼電器盒的觸點看是否燒結;
b)壓力開關是否常通;
c)手撥開關的觸點是否燒結;
d)控制器是否有故障。
(4)車輛高速時緩速器出現不工作現象。檢查里程表傳感器是否工作正常,緩速器出現故障。
(5)在不平路面或泥濘路面上使用腳控時緩速器不工作,此時ABS、ASR在主制動的作用下已開始起作用從而切斷了緩速器的控制電路。
6.4.6、緩速器工作時剎車燈不亮,檢查燈絲是否燒壞,線路是否斷路,控制器是否有故障,繼電器盒內是否有積水,繼電器盒二極管是否損壞。
6.4.7、監視燈不亮或者常亮,檢查發光二極管是否燒壞,是否已封速,里程表傳感器、控制器出現故障。
6.4.8、緩速器工作時指示燈不亮,檢查指示燈是否燒壞,控制器故障。
7、結束語
綜上所述,我們應盡量采用電渦流緩速器這種動態安全輔助制動裝置,使車輛在緊急情況下使用剎車時,能發揮最大的使用效果。從而實現安全營運,提高生產效率,保護環境。
參考文獻
佛雷納薩器電渦流緩速器、特爾佳使用電渦流緩速器說明書
文章標題:汽車電渦流緩速器的配置、使用與維護
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