一種發電能耗制動式汽車緩速器的製造方法
2023-10-24 14:43:02
一種發電能耗制動式汽車緩速器的製造方法
【專利摘要】本發明公布了一種發電能耗制動式汽車緩速器，本緩速器外型與普通電渦流緩速器相似，但本實用緩速器內部是由定子、轉子、定子本體和裝在緩速器外部的能耗裝置等幾部分組成的。緩速器的雙轉子盤都是裝有極性磁鐵的圓盤，而緩速器的定子則是盤式繞組。工作原理是：本發明在所述緩速器的轉子盤上裝有永久磁鐵，轉子因傳動軸帶動旋轉就形成了旋轉磁場，該旋轉磁場切割定子上的線圈而(發電)產生電動勢，該電動勢被施加到裝在緩速器外的能耗裝置，於是便將所述慣性動能轉變成熱能消耗在能耗裝置中，從而實現緩速目的，可避免緩速器轉子過熱的風險也無須增加汽車發電機和蓄電池功率。可以安裝在變速器輸出軸端、傳動軸之間或者驅動橋輸入軸端上。
【專利說明】一種發電能耗制動式汽車緩速器
【技術領域】
[0001]本發明專利涉及一種汽車輔助制動器，即緩速器，特別涉及一種利用發電機能耗制動原理的緩速器，屬於汽車安全控制領域。
【背景技術】
[0002]汽車緩速器是一種非摩擦性的輔助制動裝置，它在車輛制動之前消耗大部分行駛動能，可以有效提高車輛行駛的安全性和連續制動性能，降低車輛使用成本
[0003]上世紀中期許多歐洲國家己頒布交通法規，將緩速器列為汽車的標準配置。近年來，國內隨著相關法規的頒布，汽車緩速器也逐步獲得應用推廣。目前，電渦流緩速器和液力緩速器是國內外應用最廣泛的兩種產品，但核心技術基本掌握在外國公司手裡。因此，研究開發具有自主智慧財產權的高性價比緩速器，對於打破國外緩速器技術壟斷，保障行車安全，提高國產汽車的自主創新能力具有重要意義。
[0004]緩速器主要有三種類型，即液力緩速器、渦流緩速器和磁力緩速器。液力緩速器有體積和重量較大的缺點，同時，它的制動響應也較慢，而且制動力受車速的影響很大；電渦流緩速器工作會進一步加大對電池組容量的要求，這樣勢必會使得汽車增大發動機和發電機的容量，增加了燃油消耗。同時，由於受轉子溫升的影響，其制動能力和使用時一間都受到一定的限制。另外，它的體積較大，重量也很重，這與現代汽車設計中要求儘量減輕汽車整備質量的要求相背。採用永久磁鐵進行勵磁的永磁式緩速器可以部分消除或減小上述輔助制動裝置的缺點。但永磁式緩速器制動力矩較小，而且不可以調節。還有一種國內外正在研製的新型緩速器一自勵式緩速器，技術性能有些提高，但還沒有脫離渦流緩速的概念。總之，上述緩速器各有優缺點，但共同的缺點是:汽車巨大的慣性動能最後都以熱能消耗的形式消耗在緩速器的轉子內部實現緩速的目的，電渦流緩速器在工作時會產生巨大的熱量，而該熱量會致使轉子熱變形、性能下降。
【發明內容】
[0005]本發明的目的在於提出一種基於發電機能耗制動原理的汽車緩速器.使得渦流緩速器消耗在緩速器內部的熱量，轉移到緩速器外部、延長緩速器使用壽命。
[0006]本發明公布了一種發電機能耗式緩速器技術，即利用汽車巨大的動能帶動裝在汽車傳動軸上的發電機，發出來的電通過一個裝在汽車底盤上的能耗裝置，將所述慣性動能轉變成熱能，從而實現緩速目的。
[0007]本發明的緩速器外型與普通電渦流緩速器相似，但本發明緩速器內部是由定子、轉子、定子本體和能耗裝置等幾部分組成的。
[0008]本發明的特點是:所述慣性動能轉變成熱能不是消耗在緩速器內部的轉子上，而是消耗在緩速器的外部，所以本發明的緩速器是[冷]的，可以大大改善緩速器的使用條件，延長使用壽命，減少維修費用。
[0009]本發明的緩速器的雙轉子盤都是裝有極性磁鐵的圓盤，而緩速器的定子則是盤式繞組。
[0010]本發明的工作原理是:本發明在所述緩速器的轉子盤上裝有永久磁鐵，轉子因傳動軸帶動而旋轉時就成了旋轉磁場，該旋轉磁場切割定子上的線圈而發電，產生電動勢，該電動勢被施加到裝在汽車上(緩速器外)的能耗裝置，於是便將所述慣性動能轉變成熱能消耗在能耗裝置中，從而實現緩速目的，並且避免了緩速器轉子發熱甚至過熱的風險。
[0011]所述定子鐵心是由雙面絕緣的冷扎矽鋼片帶料衝卷而成的環形結構，有開槽和不開槽兩種結構。本發明為了製作容易和成本低，採用不開槽結構。
[0012]定子繞組型式採用環形繞組，繞組的有效導體在空間呈徑向分布。該繞組實際上就是一組同心式線圈，可以組成任意相，其端部繞組的長度相對較短，繞組阻抗小，因而電機的電阻損耗減少，效率提高。這種環形繞組結構十分簡單，可以靈活的選擇節距以改善電動勢和磁動勢波形，線圈尺寸相同，可以組成較多的並聯支路，端部形狀整齊，有利於散熱和增強機械強度。
[0013]本發明可以大大提高緩速器的使用條件，延長使用壽命，減少維修費用。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0014]圖1為本發明緩速器定子組件示意圖
[0015]圖2為本發明緩速器左(右)轉子組件示意圖
[0016]圖3為本發明緩速器的定子本體示意圖
[0017]圖4為本發明緩速器整體結構示意圖，
[0018]圖5為本發明緩速器整體結構剖視圖
[0019]圖6為本發明緩速器左右轉子組件安裝示意圖
[0020]圖7為本發明緩速器工作原理示意圖
【具體實施方式】
[0021]本發明的緩速器核心由定子組件(圖1)、轉子組件(圖2)和定子本體(圖3)組成。主要結構為兩轉子組件夾一個定子組件。
[0022]為了便於使本發明緩速器能迅速推廣，便於安裝，本發明緩速器的外部結構儘可能與現有緩速器一致，見圖3。圖中I是定子本體，3是緩速器固定螺釘，12是定子本體軸承蓋、13是滾動軸承。
[0023]本發明緩速器核心部分的轉子組件不是整塊狀的轉子盤，而是鑲有很多永久磁鋼的轉子盤；本發明緩速器的轉子端盤上裝有永久磁鐵。圖2為本發明緩速器左轉子組件(該圖沿縱軸翻轉180度既為右轉子組件)結構示意圖，圖中7為左轉子端盤，8為S極磁鋼，9為N極磁鋼。永磁體的形狀大致為矩形，它們按N，S極性交替排列，固定在實心鋼構成的左轉子端盤10上。由於磁極之間相互作用，每個磁極要做成能夠單個固定的形狀。為了固定磁極必須使用螺絲釘。這樣，燒結型的永磁體就需要在製造時留有一個安裝孔。採用這種工藝不會造成很大的影響。
[0024]圖1為本發明緩速器的定子組件示意圖。本發明緩速器的定子組件不是整塊鋼盤，而是由矽鋼片帶卷繞而成的環狀園盤，其上繞有特殊的三相線圈，該線圈也與此前電渦流緩速器的定子線圈結構不同，本發明設計的定子線圈採用環型的克萊姆繞組，繞組的有效導體在空間呈徑向分布。圖中克萊姆繞組14按一定規則、均勻繞在由矽鋼片帶卷繞而成的環狀園盤15上。克萊姆繞組可以組成任意相，本發明組成三相繞組。圖中16和17就是三相繞組中的一相的2個端子。
[0025]本發明緩速器的轉子為高性能永磁材料釹鐵硼永磁體。永磁體軸向磁化，從而在氣隙中產生多極的軸向磁場。
[0026]本發明緩速器採用雙轉子，即如圖6所示，圖中7為左轉子端盤。所述轉子有2個，按左右同軸排列。特別提示:安裝固定時必須相同極姓磁鋼相對安放。
[0027]圖7為本發明緩速器工作原理示意圖:圖中5為定子繞組組件，4和6分別為左、右轉子組件。由圖可見:固定在汽車大梁(或變速器後端蓋、或減速器外殼)上的定子組件連同其上的繞組固定不動，而定子組件兩側的轉子組件被汽車傳動軸帶動，向同一個方向旋轉。由於轉子組建上的磁鋼旋轉，於是在繞組的兩側形成的旋轉磁場，分別切割相應側的繞組的有效導體，由於本發明的磁極的安排，能夠形成疊加的合成輸出三相交流電壓。
[0028]為了方便後續的利用，本發明緩速器定子繞組的輸出端A、B、C、x連接到三相整流電路，把三相交流電整流成直流電後，施加到安裝在緩速器外部且固定在車架合適位置的能耗裝置(電阻)上，由於電流在電阻中轉變成熱量，於是把汽車行駛的動能轉化為熱能，從而實現使汽車速度變緩(即緩速)。
[0029]本發明緩速器的特徵之一是可方便地分級控制緩速的速度，也可以連續調節緩速速度，只要對能耗電阻進行分級調節或連續調節即可。任何形式的電阻及其組合都是本發明緩速器選用和保護的範圍。
[0030]本發明緩速器的特徵之二是動能轉化成的熱能不在緩速器內部，而是在緩速器的外部，所以可以大大改善緩速器的使用壽命。
[0031]本發明緩速器的第三個特徵是，緩速器不像傳統電渦流緩速器那樣，要用汽車中的蓄電池給定子線圈勵磁，所以對裝備本發明緩速器的汽車，汽車的電池裝備不受影響、蓄電池的容量不必增大，當然也不要增大汽車發動機的功率。
[0032]本發明的緩速器可以設計成各種型式。根據不同車型的結構特點，本發明的緩速器的本體在汽車上有三種不同的安裝方式，即:裝於傳動軸中、裝於變速器上和裝於主減速器上。
[0033]儘管以上對本發明緩速器的實施方案進行了詳細的描述，但本發明緩速器並不局限於上述的具體實施方案。本領域的普通技術人員在本說明書的啟示下，在不脫離本發明緩速器權利要求所保護的範圍的情況下，還可以做出很多的形式，這些均屬於本發明緩速器保護之列。
【權利要求】
1.一種發電能耗制動式汽車緩速器，其特徵在於緩速器內部裝有一臺發電機，其轉子被汽車的傳動軸帶動形成旋轉磁場，旋轉磁場切割定子繞組而發電，發出來的電輸送到緩速器外的能耗裝置，把汽車的動能轉化為電能，再轉變成熱能能消耗在所述能耗裝置中實現緩速作用。一切以發電能耗制動的汽車緩速器均屬本發明專利保護範圍之內。
2.根據權利要求書(I)所述，本發明的汽車緩速器內部的發電機是由一對轉子組件、一個定子組件、定子本體和能耗裝置組成。能耗裝置可以是由各種形式的能耗電阻串、並或(和)混聯組成的。
3.根據權利要求書(I)所述的轉子組件，所述轉子組件是由裝在轉子端盤上的三對極對數釹鐵硼磁極組成的，但本發明的磁極對數可以是任意磁極對數；磁極也可以是任意磁性材料製成，均屬本發明保護範圍之內。
4.根據權利要求書(I)所述的定子組件是由是由矽鋼片帶卷繞而成的環狀園盤，其上繞有特殊的三相線圈，定子線圈採用環型的繞組，繞組的有效導體在空間呈徑向分布。本發明組成三相繞組，但繞組也可以組成任意相數。
5.根據權利要求書(I)所述之雙轉子組件的中間安置定子組件，定子與轉子之間有一定的間隙以保證轉子順利轉動。兩個轉子的極性應對應設置，即同極性相對。
6.根據權利要求書(I)之繞組三相交流輸出經三相整流後再送到能耗裝置，把汽車動能轉換為熱能，產生制動作用。不經整流，直接把三相交流電加在相應的能耗裝置上也可以實現電能和熱能的轉換。
7.根據權利要求書(I)，所述發電能耗式緩速器可以設計成安裝在汽車的各種合適的位置，如:裝於傳動軸中、裝於變速器上和裝於主減速器上等。
8.本領域的普通技術人員，在不脫離本發明精神技術啟示下所作的修改和潤飾，均應視為本發明保護範圍之內，本發明的具體保護範圍，視本權利要求書之I?7權利要求而定。
【文檔編號】H02K49/10GK104283400SQ201310279451
【公開日】2015年1月14日 申請日期:2013年7月1日 優先權日:2013年7月1日
【發明者】陳立銘 申請人:陳立銘, 施時範