一種安裝在掛車(chē)非驅(qū)動(dòng)軸上的電磁制動(dòng)器及其控制方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及電磁制動(dòng)器,具體提供了一種安裝在掛車(chē)非驅(qū)動(dòng)軸上的電磁制動(dòng)器及其控制方法。本發(fā)明的電磁制動(dòng)器包括轉(zhuǎn)子,線圈支架,偶數(shù)個(gè)電磁勵(lì)磁裝置,能夠固定在非驅(qū)動(dòng)軸上并與車(chē)輪固定的軸承套;本發(fā)明在掛車(chē)非驅(qū)動(dòng)軸上引入了電磁制動(dòng)器,這種電磁制動(dòng)器由于轉(zhuǎn)子和軸承套都和電磁場(chǎng)有相對(duì)運(yùn)動(dòng),所以單位質(zhì)量能夠產(chǎn)生更大的制動(dòng)力矩,減少了掛車(chē)氣壓制動(dòng)器作用時(shí)間,減少氣壓制動(dòng)器的使用強(qiáng)度,減輕氣壓制動(dòng)器的磨損;而且由于電磁制動(dòng)器能夠迅速精確的控制,能夠減少掛車(chē)折疊和甩尾的幾率。提高掛車(chē)制動(dòng)效能,提高汽車(chē)列車(chē)制動(dòng)系統(tǒng)使用壽命和行車(chē)安全性。
【專(zhuān)利說(shuō)明】—種安裝在掛車(chē)非驅(qū)動(dòng)軸上的電磁制動(dòng)器及其控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電磁制動(dòng)器,尤其涉及一種安裝在掛車(chē)非驅(qū)動(dòng)軸上的電磁制動(dòng)器及其控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著我國(guó)高速公路的快速發(fā)展和高速公路網(wǎng)絡(luò)的形成,隨著現(xiàn)代物流運(yùn)輸理念的建立,我國(guó)汽車(chē)列車(chē)的生產(chǎn)和使用將獲得更快的發(fā)展,在國(guó)家經(jīng)濟(jì)建設(shè)和國(guó)民經(jīng)濟(jì)生活中也將發(fā)揮越來(lái)越重要的作用。掛車(chē)以其裝載量大、運(yùn)輸成本低及具有甩掛運(yùn)輸、區(qū)段運(yùn)輸、滾裝運(yùn)輸?shù)葍?yōu)點(diǎn),已成為公路運(yùn)輸?shù)闹匾?chē)型。
[0003]掛車(chē)和牽引車(chē)大多采用氣壓制動(dòng),氣壓制動(dòng)系統(tǒng)中管路中氣壓的產(chǎn)生和撤除均較慢,作用滯后時(shí)間較長(zhǎng)(0.3^0.9s);管路工作壓力較低,因此掛車(chē)制動(dòng)系統(tǒng)普遍存在制動(dòng)效能低、制動(dòng)響應(yīng)慢,制動(dòng)消退時(shí)間長(zhǎng)等一系列問(wèn)題,而且由于掛車(chē)的制動(dòng)響應(yīng)時(shí)間遲于牽引車(chē)的制動(dòng)響應(yīng)時(shí)間和掛車(chē)制動(dòng)效能低導(dǎo)致掛車(chē)的制動(dòng)強(qiáng)度低于牽引車(chē)的制動(dòng)強(qiáng)度,使汽車(chē)列車(chē)在制動(dòng)過(guò)程中經(jīng)常出現(xiàn)折疊和甩尾現(xiàn)象,以及因?yàn)闋恳?chē)和半掛車(chē)之間相互碰撞導(dǎo)致行駛方向的突然改變。這些現(xiàn)象經(jīng)常導(dǎo)致交通事故的發(fā)生,造成人員和財(cái)產(chǎn)的損失。
[0004]為了解決目前掛車(chē)制動(dòng)系統(tǒng)的缺陷,已經(jīng)有掛車(chē)輔助制動(dòng)技術(shù),在專(zhuān)利CN2839026中,提出了一種掛車(chē)輔助制動(dòng)裝置,解決的技術(shù)方案是選用汽車(chē)后橋代替現(xiàn)有半掛車(chē)或全掛車(chē)的一根后橋與電渦流緩速器有機(jī)相組合,構(gòu)成新型的輔助制動(dòng)裝置,這種方法雖然提供了一種輔助制動(dòng)方法,但是結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜,提供的制動(dòng)力矩也不夠大,不能很好的解決掛車(chē)折疊和甩尾的缺陷。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0005]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在不足,為了解決目前掛車(chē)制動(dòng)上的缺陷,提供了一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,能解決掛車(chē)折疊和甩尾,同時(shí)制動(dòng)力矩較大,能減少掛車(chē)氣壓制動(dòng)器制動(dòng)次數(shù)、提高掛車(chē)制動(dòng)效能,提高汽車(chē)列車(chē)制動(dòng)系統(tǒng)使用壽命和行車(chē)安全性的方案。
[0006]本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)手段實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)目的的。
[0007]—種安裝在掛車(chē)非驅(qū)動(dòng)軸上的電磁制動(dòng)器及其控制方法,本發(fā)明所述的電磁制動(dòng)器2,包括轉(zhuǎn)子5,線圈支架7,偶數(shù)個(gè)電磁勵(lì)磁裝置6,能夠固定在非驅(qū)動(dòng)軸3上并與車(chē)輪I固定的軸承套4 ;
所述轉(zhuǎn)子5通過(guò)軸承套4與車(chē)輪I連接;
所述偶數(shù)個(gè)電磁勵(lì)磁裝置6沿軸承套4圓周均勻分布,并固定在線圈支架7上,相鄰的兩個(gè)電磁勵(lì)磁裝置6極性相反。
[0008]所述車(chē)輪1、電磁制動(dòng)器2和軸承套4關(guān)于非驅(qū)動(dòng)軸的豎直對(duì)稱(chēng)面對(duì)稱(chēng),非驅(qū)動(dòng)軸的豎直對(duì)稱(chēng)面兩邊的結(jié)構(gòu)是完全一樣的。
[0009]轉(zhuǎn)子5是由高導(dǎo)電率的材料及鑲嵌在其中的金屬銅制成,通過(guò)軸承套4與車(chē)輪I固定連接,使轉(zhuǎn)子能夠隨著車(chē)輪的轉(zhuǎn)動(dòng)而轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0010]電磁勵(lì)磁裝置靠近轉(zhuǎn)子的端面與轉(zhuǎn)子具有2_的軸向間隙,電磁勵(lì)磁裝置靠近軸承套的端面與軸承套具有2mm的軸向間隙。
[0011]電磁勵(lì)磁裝置包括勵(lì)磁線圈、鐵芯,勵(lì)磁線圈繞在鐵芯的圓柱外表面上。分布在轉(zhuǎn)子內(nèi)側(cè)相鄰的兩個(gè)電磁勵(lì)磁裝置的勵(lì)磁線圈的繞線方式是一個(gè)順時(shí)針繞一個(gè)逆時(shí)針繞,這樣當(dāng)勵(lì)磁線圈通電時(shí),相對(duì)的電磁勵(lì)磁裝置對(duì)外顯示的極性相反。通過(guò)控制通入勵(lì)磁線圈的電流來(lái)控制電磁制動(dòng)力,阻礙轉(zhuǎn)子和軸承套轉(zhuǎn)動(dòng),通過(guò)軸承套傳遞力矩到車(chē)輪,阻礙車(chē)輪轉(zhuǎn)動(dòng),達(dá)到制動(dòng)的效果。
[0012]本發(fā)明具有的有益效果:
1、本發(fā)明具有輔助制動(dòng)功能,可以使掛車(chē)制動(dòng)距離更短,制動(dòng)時(shí)間更少??梢詼p少氣壓制動(dòng)器的工作強(qiáng)度,減少氣壓制動(dòng)器的磨損。
[0013]2、由于電磁制動(dòng)器是通過(guò)電流控制,能夠迅速精確的控制,所以制動(dòng)反應(yīng)時(shí)間變小,控制的精度得到提高,能夠減少掛車(chē)折疊和甩尾的幾率。
【專(zhuān)利附圖】
【附圖說(shuō)明】
[0014]圖1為本發(fā)明的三維圖;
圖2為電磁勵(lì)磁裝置磁路示意圖;
附圖標(biāo)記說(shuō)明如下:
1-車(chē)輪,2-電磁制動(dòng)器,3-非驅(qū)動(dòng)軸,4-軸承套,5-轉(zhuǎn)子,6-電磁勵(lì)磁裝置,7-線圈支架,8-磁力線回路。
【具體實(shí)施方式】
[0015]下面結(jié)合附圖以及具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說(shuō)明,但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不限于此。
[0016]本發(fā)明的電磁制動(dòng)器2包括8個(gè)勵(lì)磁裝置6、轉(zhuǎn)子5和線圈支架7,能夠固定在非驅(qū)動(dòng)軸3上并與車(chē)輪I固定的軸承套4。
[0017]如圖1所示,所述的電磁制動(dòng)器2和軸承套4關(guān)于非驅(qū)動(dòng)軸3的豎直對(duì)稱(chēng)面對(duì)稱(chēng),非驅(qū)動(dòng)軸3的豎直對(duì)稱(chēng)面兩邊的結(jié)構(gòu)是完全一樣的。
[0018]轉(zhuǎn)子5是由高導(dǎo)電率的材料及鑲嵌在其中的金屬銅制成,通過(guò)軸承套4與車(chē)輪I連接,使轉(zhuǎn)子5能夠隨著車(chē)輪I的轉(zhuǎn)動(dòng)而轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0019]如圖2所示,8個(gè)電磁勵(lì)磁裝置6沿著軸承套4圓周均勻分布,并固定在線圈支架7上;電磁勵(lì)磁裝置6靠近轉(zhuǎn)子5的端面與轉(zhuǎn)子5具有2mm的軸向間隙,電磁勵(lì)磁裝置6靠近軸承套4的端面與軸承套4具有2mm的軸向間隙。
[0020]電磁勵(lì)磁裝置6包括勵(lì)磁線圈、鐵芯,勵(lì)磁線圈繞在鐵芯的圓柱外表面上。分布在轉(zhuǎn)子5內(nèi)側(cè)相鄰的兩個(gè)電磁勵(lì)磁裝置6的勵(lì)磁線圈的繞線方式是一個(gè)順時(shí)針繞一個(gè)逆時(shí)針繞,這樣當(dāng)勵(lì)磁線圈通電時(shí),相對(duì)的電磁勵(lì)磁裝置6對(duì)外顯示的極性相反。通過(guò)控制通入勵(lì)磁線圈的電流來(lái)控制電磁制動(dòng)力,阻礙轉(zhuǎn)子5和軸承套4轉(zhuǎn)動(dòng),通過(guò)軸承套4傳遞力矩到車(chē)輪I,阻礙車(chē)輪I轉(zhuǎn)動(dòng),達(dá)到制動(dòng)的效果。
[0021]當(dāng)需要制動(dòng)時(shí),駕駛員踩下制動(dòng)踏板,控制器接收到踏板位移傳感器和汽車(chē)轉(zhuǎn)速的信號(hào),進(jìn)行計(jì)算,從而得到牽引車(chē)的制動(dòng)力和掛車(chē)的電磁制動(dòng)力,通過(guò)電磁制動(dòng)驅(qū)動(dòng)模塊傳輸相應(yīng)的電流到勵(lì)磁線圈,產(chǎn)生了電磁場(chǎng),由于轉(zhuǎn)子5在電磁場(chǎng)中的轉(zhuǎn)動(dòng),形成了電渦流制動(dòng)。當(dāng)需要解除制動(dòng)時(shí),只要不向勵(lì)磁線圈通電即可。由于在踩下踏板后,掛車(chē)的電磁制動(dòng)力能夠很快的作用,且通過(guò)踏板位移傳感器和控制器,能夠感知并計(jì)算出作用在牽引車(chē)的制動(dòng)力,通過(guò)控制電磁制動(dòng)器通入的電流來(lái)控制掛車(chē)的制動(dòng)力,可以在掛車(chē)氣壓制動(dòng)器作用之前,實(shí)現(xiàn)制動(dòng),減少掛車(chē)的折疊現(xiàn)象。
[0022]當(dāng)線圈通電時(shí),其形成的磁力線回路8主要如圖2所示,從電磁勵(lì)磁裝置6出發(fā),經(jīng)過(guò)間隙,穿過(guò)轉(zhuǎn)子5,經(jīng)過(guò)間隙到相鄰的電磁勵(lì)磁裝置6,經(jīng)過(guò)間隙穿過(guò)軸承套4,經(jīng)過(guò)間隙回到電磁勵(lì)磁裝置6。由于閉合磁力線穿過(guò)轉(zhuǎn)子5和軸承套4,載流的轉(zhuǎn)子5和軸承套4在磁場(chǎng)中受到力的作用,其作用方向與轉(zhuǎn)子5和軸承套4的旋轉(zhuǎn)方向相反,阻礙轉(zhuǎn)子5和軸承套4轉(zhuǎn)動(dòng),從而在轉(zhuǎn)子5和軸承套4上產(chǎn)生制動(dòng)力矩使轉(zhuǎn)子5和軸承套4減速,通過(guò)軸承套4把制動(dòng)力矩傳到車(chē)輪I上,從而使掛車(chē)減速制動(dòng)。
[0023]本發(fā)明裝置在接受到駕駛員的制動(dòng)信號(hào)后立即向勵(lì)磁線圈通入電流,使電磁制動(dòng)器2產(chǎn)生制動(dòng)力矩,通過(guò)軸承套4傳遞到車(chē)輪I上,使掛車(chē)的制動(dòng)響應(yīng)時(shí)間與牽引車(chē)相同,或者先于牽引車(chē)先產(chǎn)生制動(dòng)作用,同時(shí)通過(guò)采集到的掛車(chē)車(chē)輪轉(zhuǎn)速,控制通入勵(lì)磁線圈中的電流,使掛車(chē)的制動(dòng)強(qiáng)度和牽引車(chē)的制動(dòng)強(qiáng)度相同。隨著作用在掛車(chē)上的氣壓制動(dòng)力增力口,可以減少通入勵(lì)磁線圈中的電流使電磁制動(dòng)力減少,氣壓制動(dòng)力占掛車(chē)總制動(dòng)力的比例增大。當(dāng)處于長(zhǎng)下坡制動(dòng)時(shí),可以使電磁制動(dòng)力占掛車(chē)總制動(dòng)力的比例大于氣壓制動(dòng)力,線圈及轉(zhuǎn)子5上的溫度傳感器傳輸信號(hào)到控制器,當(dāng)控制器判斷溫度值超過(guò)臨界值,控制器輸出信號(hào),減少通入勵(lì)磁線圈中的電流,增大掛車(chē)氣壓制動(dòng)力。在上述這些情況中,可以要求掛車(chē)總制動(dòng)強(qiáng)度相等于或略大于牽引車(chē)制動(dòng)強(qiáng)度。
[0024]所述實(shí)施例為本發(fā)明的優(yōu)選的實(shí)施方式,但本發(fā)明并不限于上述實(shí)施方式,在不背離本發(fā)明的實(shí)質(zhì)內(nèi)容的情況下,本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠做出的任何顯而易見(jiàn)的改進(jìn)、替換或變型均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種安裝在掛車(chē)非驅(qū)動(dòng)軸上的電磁制動(dòng)器,其特征在于: 包括轉(zhuǎn)子(5),線圈支架(7),偶數(shù)個(gè)電磁勵(lì)磁裝置(6),能夠固定在非驅(qū)動(dòng)軸(3)上并與車(chē)輪(I)固定的軸承套(4); 所述轉(zhuǎn)子(5 )通過(guò)軸承套(4)與車(chē)輪(I)固定連接; 所述偶數(shù)個(gè)電磁勵(lì)磁裝置(6)沿軸承套(4)圓周均勻分布,并固定在線圈支架(7)上,相鄰的兩個(gè)電磁勵(lì)磁裝置(6)的極性相反。
2.如權(quán)利要求1所述的一種安裝在掛車(chē)非驅(qū)動(dòng)軸上的電磁制動(dòng)器,其特征在于:所述電磁勵(lì)磁裝置(6 )包括勵(lì)磁線圈、鐵芯,所述勵(lì)磁線圈繞在所述鐵芯的圓柱外表面上。
3.如權(quán)利要求1所述的一種安裝在掛車(chē)非驅(qū)動(dòng)軸上的電磁制動(dòng)器,其特征在于:所述電磁勵(lì)磁裝置(6)靠近轉(zhuǎn)子(5)的端面與轉(zhuǎn)子(5)具有2_的軸向間隙, 所述電磁勵(lì)磁裝置(6)靠近軸承套(4)的端面與軸承套(4)具有2_的軸向間隙。
4.如權(quán)利要求1所述的一種安裝在掛車(chē)非驅(qū)動(dòng)軸上的電磁制動(dòng)器,其特征在于:所述轉(zhuǎn)子(5)是由高導(dǎo)電率的材料及鑲嵌在其中的金屬銅片制成。
5.如權(quán)利要求1所述的一種安裝在掛車(chē)非驅(qū)動(dòng)軸上的電磁制動(dòng)器的控制方法,其特征在于:電磁制動(dòng)器(2)在接受到駕駛員的制動(dòng)信號(hào)后立即向勵(lì)磁線圈通入電流,使電磁制動(dòng)器(2)產(chǎn)生制動(dòng)力矩,通過(guò)軸承套(4)傳遞到車(chē)輪(I)上,使掛車(chē)的制動(dòng)響應(yīng)時(shí)間與牽引車(chē)相同,或者先于牽弓I車(chē)先產(chǎn)生制動(dòng)作用;同時(shí)通過(guò)采集到的掛車(chē)車(chē)輪轉(zhuǎn)速,控制通入勵(lì)磁線圈中的電流,使掛車(chē)的制動(dòng)強(qiáng)度等于或大于牽引車(chē)的制動(dòng)強(qiáng)度;隨著作用在掛車(chē)上的氣壓制動(dòng)力增加,可以減少通入勵(lì)磁線圈中的電流使電磁制動(dòng)器(2)制動(dòng)力矩減少,氣壓制動(dòng)力占掛車(chē)總制動(dòng)力的比例增大;當(dāng)處于長(zhǎng)下坡制動(dòng)時(shí),可以使電磁制動(dòng)力占掛車(chē)總制動(dòng)力的比例大于氣壓制動(dòng)力,線圈及轉(zhuǎn)子(5 )上的溫度傳感器傳輸信號(hào)到控制器,當(dāng)控制器判斷溫度值超過(guò)臨界值,控制器輸出信號(hào),減少通入勵(lì)磁線圈中的電流,增大掛車(chē)氣壓制動(dòng)力。
【文檔編號(hào)】B60T13/74GK104192117SQ201410423927
【公開(kāi)日】2014年12月10日 申請(qǐng)日期:2014年8月27日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月27日
【發(fā)明者】何仁, 趙強(qiáng), 胡東海, 申小敏 申請(qǐng)人:江蘇大學(xué)