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一種直動(dòng)式永磁渦流輪邊緩速器及其控制方法與流程

文檔序號(hào):12082263閱讀:153來源:國(guó)知局
一種直動(dòng)式永磁渦流輪邊緩速器及其控制方法與流程

本發(fā)明涉及車輛制動(dòng)領(lǐng)域,特別涉及一種直動(dòng)式永磁渦流輪邊緩速器及其控制方法。



背景技術(shù):

制動(dòng)系統(tǒng)的功用是使汽車以適當(dāng)?shù)臏p速度降速行駛直至停車;在下坡行駛時(shí),使汽車保持適當(dāng)?shù)姆€(wěn)定車速。任何制動(dòng)系統(tǒng)都應(yīng)有足夠的制動(dòng)效能,操縱輕便,工作可靠且熱穩(wěn)定性要好,制動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的噪聲應(yīng)盡可能小,同時(shí)力求減少散發(fā)出對(duì)人體有害的粉塵等物質(zhì)。制動(dòng)器是制動(dòng)系統(tǒng)中至關(guān)重要的組成部分,一般制動(dòng)器都是通過摩擦材料與運(yùn)動(dòng)元件之間的摩擦力矩來降低車速。

目前,各類汽車所用的摩擦制動(dòng)器可分為鼓式和盤式兩大類,摩擦制動(dòng)過程實(shí)際上是將汽車行駛的動(dòng)能通過制動(dòng)器吸收轉(zhuǎn)換為熱能,導(dǎo)致制動(dòng)器溫度升高,影響制動(dòng)性能。由于盤式制動(dòng)器與鼓式制動(dòng)器相比有抗熱衰退性強(qiáng)、尺寸和質(zhì)量較小及制動(dòng)效能穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn),所以盤式制動(dòng)器在汽車上應(yīng)用逐漸增多。然而無論是盤式制動(dòng)器還是鼓式制動(dòng)器都會(huì)產(chǎn)生噪聲以及散發(fā)出粉塵之類的有害物質(zhì),尤其在長(zhǎng)下坡或頻繁制動(dòng)工況下,摩擦制動(dòng)器溫度急劇上升,抗熱衰退性急劇下降。近年來車輛輪邊緩速器得到發(fā)展,它能夠有效地彌補(bǔ)現(xiàn)有制動(dòng)器系統(tǒng)在技術(shù)性能上的不足,提高了汽車行駛的安全性。輪邊緩速器是一種非接觸式制動(dòng)器,是一種利用電磁原理產(chǎn)生制動(dòng)力矩的緩速裝置。改變了現(xiàn)有技術(shù)中轎車因通過機(jī)械制動(dòng)系統(tǒng)的頻繁剎車而縮短制動(dòng)系統(tǒng)的使用壽命以及引起摩擦制動(dòng)器的溫升而降低制動(dòng)器的制動(dòng)性能,可以減少制動(dòng)器的動(dòng)作次數(shù),可以有效地解決噪聲和粉塵問題,同時(shí)還可降低摩擦制動(dòng)器的溫升,提高了制動(dòng)系統(tǒng)的性能和行車的安全性,而且緩速制動(dòng)的制動(dòng)力矩為連續(xù)變化力矩,制動(dòng)性能穩(wěn)定。

在專利US6286637B1中公開了一種輪邊緩速器的結(jié)構(gòu),在一定程度上解決了摩擦制動(dòng)器的一些問題,但是該輪邊緩速器的結(jié)構(gòu)采用一根圓形鋼管作為磁軛進(jìn)行導(dǎo)磁,結(jié)構(gòu)形式單一,不能很好的滿足安裝空間和安裝位置變化的情況,導(dǎo)磁率不高,且漏磁較多,不能達(dá)到很好的輪邊緩速器的輔助制動(dòng)效果。



技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:

本發(fā)明的目的是為解決上述問題,提供了一種直動(dòng)式永磁渦流輪邊緩速器及其控制方法。

為了達(dá)到上述目的,本發(fā)明提供如下技術(shù)方案:一種直動(dòng)式永磁渦流輪邊緩速器,包括轉(zhuǎn)子盤、直線電機(jī)、永磁鐵、輪邊緩速器殼體;輪邊緩速器殼體是定子,與車輛上的不動(dòng)件相連,所述的轉(zhuǎn)子盤裝在車輪邊上的轉(zhuǎn)軸上,與車輪一起旋轉(zhuǎn),輪邊緩速器殼體與轉(zhuǎn)子盤采用非接觸式連接,中間留有空氣間隙,直線電機(jī)設(shè)置在輪邊緩速器殼體上,直線電機(jī)可以在輪邊緩速器殼體的凹面上滑動(dòng);所述的永磁鐵與直線電機(jī)固定連接,直線電機(jī)移動(dòng)帶動(dòng)永磁鐵運(yùn)動(dòng),實(shí)現(xiàn)對(duì)該直動(dòng)式永磁渦流輪邊緩速器進(jìn)行控制。

作為本發(fā)明的一種改進(jìn),所述的直線電機(jī)包括托板、線圈、導(dǎo)軌,其中,托板是可動(dòng)部分,導(dǎo)軌是固定部分,托板的上表面與永磁鐵固定連接,永磁鐵可以隨著托板一起運(yùn)動(dòng),導(dǎo)軌與輪邊緩速器殼體固定連接。

作為本發(fā)明的一種改進(jìn),在所述的導(dǎo)軌上設(shè)置有凹槽,在所述的凹槽部分繞有線圈,線圈中通有交流電流,產(chǎn)生直線運(yùn)動(dòng)的移動(dòng)磁場(chǎng),托板在磁場(chǎng)力的作用下與導(dǎo)軌作相對(duì)直線運(yùn)動(dòng)。

作為本發(fā)明的一種改進(jìn),所述的輪邊緩速器殼體主要包括外層殼體、中間磁粉層、以及導(dǎo)磁片三部分。

作為本發(fā)明的一種改進(jìn),輪邊緩速器殼體中外層殼體是一圈由磁屏蔽材料組成的殼體,由磁屏蔽材料構(gòu)成。

作為本發(fā)明的一種改進(jìn),所述的磁屏蔽材料為鋁或銅。

作為本發(fā)明的一種改進(jìn),輪邊緩速器殼體可以為矩形也可以為梯形,還可以為不規(guī)則形狀。

作為本發(fā)明的一種改進(jìn),輪邊緩速器殼體的導(dǎo)磁片與外層殼體相連,導(dǎo)磁片材料可以為純鐵或合金之類的導(dǎo)磁材料。

作為本發(fā)明的一種改進(jìn),輪邊緩速器殼體與轉(zhuǎn)子盤之間的空氣間隙為1-3mm。

本發(fā)明還公開了一種直動(dòng)式永磁渦流輪邊緩速器的控制方法,包括如下的步驟:(1)在進(jìn)行減速或制動(dòng)前,直線電機(jī)不工作,永磁鐵的磁場(chǎng)不通過導(dǎo)磁材料,磁場(chǎng)不能與轉(zhuǎn)子構(gòu)成回路,緩速器不工作,不產(chǎn)生制動(dòng)力;(2)當(dāng)駕駛員接通緩速器的控制手柄或踩下制動(dòng)踏板開關(guān)進(jìn)行減速或制動(dòng)時(shí),電子控制單元接收到駕駛員的制動(dòng)信號(hào),根據(jù)內(nèi)置的控制策略判斷出輪邊緩速器需要提供的制動(dòng)力矩,直線電機(jī)迅速的將永磁鐵移動(dòng)到提供相應(yīng)制力動(dòng)矩的位置,實(shí)施制動(dòng);(3)制動(dòng)結(jié)束時(shí),電子控制單元控制直線電機(jī)將永磁鐵移動(dòng)到非制動(dòng)狀態(tài)時(shí)的位置。

有益效果:

本發(fā)明提供的直動(dòng)式永磁渦流輪邊緩速器,操縱輕便,工作可靠且熱穩(wěn)定性要好,制動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的噪聲小,可以有效地解決噪聲和粉塵問題,同時(shí)還可降低摩擦制動(dòng)器的溫升,提高了制動(dòng)系統(tǒng)的性能和行車的安全性,而且緩速制動(dòng)的制動(dòng)力矩為連續(xù)變化力矩,制動(dòng)性能穩(wěn)定,且本發(fā)明的直動(dòng)式永磁渦流輪邊緩速器能夠滿足安裝空間和安裝位置變化的情況,并且導(dǎo)磁率高,且漏磁較少,工作效果好。

附圖說明

圖1是直動(dòng)式永磁渦流輪邊緩速器的三維示意圖;

圖2是直線電機(jī)的結(jié)構(gòu)圖;

圖3是輪邊緩速器殼體的主剖視圖;

圖4是工作狀態(tài)磁路圖;

圖5是工作前的位置關(guān)系圖;

圖6是工作時(shí)的位置關(guān)系圖;

圖7是控制方法示意圖;

圖中各部件為:

1—轉(zhuǎn)子盤,2—直線電機(jī),3—永磁鐵,4—輪邊緩速器殼體,5—托板,6—線圈,7—導(dǎo)軌,8—外層殼體,9—中間磁粉層,10—導(dǎo)磁片,11—空氣間隙,12—制動(dòng)踏板,13—電子控制單元。

具體實(shí)施方式

以下將結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明提供的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)說明,應(yīng)理解下述具體實(shí)施方式僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍。

如圖1所示為本發(fā)明所涉及的直動(dòng)式永磁渦流輪邊緩速器的三維示意圖,該直動(dòng)式永磁渦流輪邊緩速器主要包括轉(zhuǎn)子盤1、直線電機(jī)2、永磁鐵3、輪邊緩速器殼體4。轉(zhuǎn)子盤1裝在車輪邊上的轉(zhuǎn)動(dòng)軸上,與車輪一起旋轉(zhuǎn),輪邊緩速器殼體4與轉(zhuǎn)子盤1采用非接觸式連接,中間留有空氣間隙11,可為1~3mm。

直線電機(jī)2與輪邊緩速器殼體4固定連接,直線電機(jī)2可以在輪邊緩速器殼體4的凹面上滑動(dòng)。永磁鐵3與直線電機(jī)2固定連接,直線電機(jī)2滑動(dòng)帶動(dòng)永磁鐵3運(yùn)動(dòng),可以實(shí)現(xiàn)對(duì)該直動(dòng)式永磁渦流輪邊緩速器進(jìn)行控制,簡(jiǎn)單方便。

永磁鐵3與輪邊緩速器殼體4之間也留有一定的空氣間隙11,是非接觸的。當(dāng)永磁鐵3運(yùn)動(dòng)到合適的位置時(shí),磁場(chǎng)在永磁鐵3、輪邊緩速器殼體4、轉(zhuǎn)子盤1以及氣隙11之間構(gòu)成回路,產(chǎn)生制動(dòng)力矩,達(dá)到制動(dòng)效果。

圖2為直線電機(jī)2的結(jié)構(gòu)圖,直線電機(jī)2由托板5、線圈6、導(dǎo)軌7組成。其中,托板5是可動(dòng)部分,導(dǎo)軌7是固定部分。托板5的上表面與永磁鐵3固定連接,永磁鐵3可以隨著托板5一起運(yùn)動(dòng)。導(dǎo)軌7與輪邊緩速器殼體4固定連接,導(dǎo)軌上的凹槽部分繞有線圈6,線圈6中通有交流電流,產(chǎn)生直線運(yùn)動(dòng)的移動(dòng)磁場(chǎng),托板5在磁場(chǎng)力的作用下與導(dǎo)軌7作相對(duì)直線運(yùn)動(dòng),通過對(duì)該直線運(yùn)動(dòng)的控制達(dá)到控制永磁鐵3的作用。

圖3為輪邊緩速器殼體的主剖視圖,該輪邊緩速器殼體4包括外層殼體8、中間磁粉層9、以及導(dǎo)磁片10三部分,輪邊緩速器殼體4是中空的,不是實(shí)體,在中空部分充滿磁粉9,通過磁粉9導(dǎo)磁,可以具有很好的導(dǎo)磁效果,而且可以便于改變輪邊緩速器殼體的形狀,克服了安裝空間和安裝位置的限制。

在磁粉9的外圍是外層殼體8,可以由磁屏蔽材料鋁或銅構(gòu)成,外層殼體8既可以很好的防止外磁場(chǎng)對(duì)內(nèi)部的影響,也可以防止內(nèi)部磁場(chǎng)瀉漏。導(dǎo)磁片10與外層殼體8相連,導(dǎo)磁片10材料可以為純鐵或合金之類的導(dǎo)磁材料。輪邊緩速器殼體4的可以有多種形狀,可以為矩形也可以為梯形,還可以為不規(guī)則形狀,具體根據(jù)空間和安裝位置進(jìn)行適當(dāng)?shù)母淖?。輪邊緩速器殼體與車輛上的不動(dòng)件固定連接,作為定子。

圖4是工作狀態(tài)磁路圖,當(dāng)駕駛員接通緩速器的控制手柄(或踩下制動(dòng)踏板)開關(guān)進(jìn)行減速或制動(dòng)時(shí),通過推動(dòng)永久磁鐵3進(jìn)入工作位置,使得產(chǎn)生的磁場(chǎng)在輪邊緩速器殼體4和轉(zhuǎn)子盤1之間通過導(dǎo)磁片10、磁粉9、氣隙11構(gòu)成回路。隨著轉(zhuǎn)子盤1的旋轉(zhuǎn),切割磁感線,磁場(chǎng)將對(duì)轉(zhuǎn)子盤1產(chǎn)生阻礙其旋轉(zhuǎn)的力的作用,即制動(dòng)力矩。

圖5、圖6是該直動(dòng)式永磁渦流輪邊緩速器的工作原理圖,圖5是工作前的位置關(guān)系圖,圖6是工作時(shí)的位置關(guān)系圖。

在工作前,直線電機(jī)2不工作,由于外層殼體8的磁屏蔽作用,永磁鐵3的磁場(chǎng)不能聯(lián)通磁粉9,所以磁場(chǎng)不能與轉(zhuǎn)子1構(gòu)成回路,緩速器不工作,不產(chǎn)生制動(dòng)力;當(dāng)駕駛員接通緩速器的控制手柄(或踩下制動(dòng)踏板)開關(guān)進(jìn)行減速或制動(dòng)時(shí),通過控制直線電機(jī)2滑動(dòng),帶動(dòng)永磁鐵3向前運(yùn)動(dòng),運(yùn)動(dòng)到合適位置時(shí)停止,此時(shí),永磁鐵3的磁場(chǎng)通過導(dǎo)磁片10,在永磁鐵3、氣隙11、導(dǎo)磁片10、磁粉9、導(dǎo)磁片10、氣隙11、轉(zhuǎn)子1之間構(gòu)成一個(gè)回路,緩速器開始工作,隨著轉(zhuǎn)子盤1的轉(zhuǎn)動(dòng),產(chǎn)生制動(dòng)力矩進(jìn)行制動(dòng)。

該直動(dòng)式永磁渦流輪邊緩速器可以通過控制直線電機(jī)2來控制永磁鐵3的運(yùn)動(dòng)狀態(tài),對(duì)制度力矩的大小進(jìn)行適當(dāng)?shù)母淖儯瑥亩_(dá)到較好的制動(dòng)效果。其具體控制方法是:在進(jìn)行減速或制動(dòng)前,直線電機(jī)2不工作,永磁鐵3處于非工作狀態(tài),由于外層殼體8的磁屏蔽作用,永磁鐵3的磁場(chǎng)不能聯(lián)通磁粉9,磁場(chǎng)不能與轉(zhuǎn)子1構(gòu)成回路,緩速器不工作,不產(chǎn)生制動(dòng)力;當(dāng)駕駛員接通緩速器的控制手柄(或踩下制動(dòng)踏板)開關(guān)進(jìn)行減速或制動(dòng)時(shí),電子控制單元接收到駕駛員的制動(dòng)信號(hào),根據(jù)內(nèi)置的控制策略判斷出輪邊緩速器需要提供的制動(dòng)力矩,輸入控制信號(hào)到直線電機(jī)2,直線電機(jī)2迅速的將永磁鐵3移動(dòng)到提供相應(yīng)制力動(dòng)矩的位置,實(shí)施制動(dòng);制動(dòng)結(jié)束時(shí),電子控制單元再控制直線電機(jī)1將永磁鐵3移動(dòng)到非制動(dòng)狀態(tài)時(shí)的位置。

本發(fā)明提供的直動(dòng)式永磁渦流輪邊緩速器,操縱輕便,工作可靠且熱穩(wěn)定性要好,制動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的噪聲小,可以有效地解決噪聲和粉塵問題,同時(shí)還可降低摩擦制動(dòng)器的溫升,提高了制動(dòng)系統(tǒng)的性能和行車的安全性,而且緩速制動(dòng)的制動(dòng)力矩為連續(xù)變化力矩,制動(dòng)性能穩(wěn)定,且本發(fā)明的直動(dòng)式永磁渦流輪邊緩速器能夠滿足安裝空間和安裝位置變化的情況,并且導(dǎo)磁率高,且漏磁較少,工作效果好。

本發(fā)明方案所公開的技術(shù)手段不僅限于上述實(shí)施方式所公開的技術(shù)手段,還包括由以上技術(shù)特征任意組合所組成的技術(shù)方案。以上所述的是本發(fā)明的基體實(shí)施方式,應(yīng)當(dāng)指出,對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員來說,在不脫離本發(fā)明原理的前提下,還可以做出若干的改進(jìn)和潤(rùn)飾,這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。

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