[发明专利]一种挂车用轮边缓速器及其控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种挂车用轮边缓速器及其控制方法领域。具体涉及导磁体在磁场中运动产生阻力矩来达到车辆制动目的的一种制动装置及其方法领域。

背景技术

目前，挂车所用的摩擦制动器可分为鼓式和盘式两大类，摩擦制动过程实际上是将车辆行驶的动能通过制动器吸收转换为热能，导致制动器温度升高，影响制动性能。由于盘式制动器与鼓式制动器相比有抗热衰退性强、尺寸和质量较小及制动效能稳定等优点，所以盘式制动器在车辆上应用逐渐增多。然而无论是盘式制动器还是鼓式制动器都会产生噪声以及散发出粉尘之类的有害物质，尤其在长下坡或频繁制动工况下，摩擦制动器温度急剧上升，抗热衰退性急剧下降，容易出现刹车失灵的情况。若采用辅助制动系统，则能避免这种情况的发生。

发明内容

本发明目的：为克服现有技术的不足，提供了一种性能稳定可靠，能减少制动次数、降低制动产生的制动器温升，提高制动系统使用寿命和行车安全性的非接触式的挂车用轮边缓速器及其控制方法。

为解决技术的技术方案：该挂车用轮边缓速器由制动盘、旋转电机、永磁铁、轮边缓速器壳体等组成。旋转电机、轮边缓速器壳体分别与车辆底盘上的不动件固定连接，轮边缓速器壳体呈梯形，中部有一横梁，制动盘位于轮边缓速器横梁下方间隙处，制动盘与挂车相连，并可自由转动，轮边缓速器壳体与制动盘不接触，中间留有空气间隙，可为1-3mm。永磁铁与旋转电机固定连接并位于轮边缓速器壳体横梁上方间隙处，旋转电机、轮边缓速器壳体分别与车上的固定件相连，保证轮边缓速器壳体与永磁铁之间有一定的间隙，便于转动。蓄电池连接旋转电机，旋转电机由蓄电池对其供电，旋转电机转动带动永磁铁旋转。处于工作状态时，永磁铁与轮边缓速器壳体之间也留有一定的空气间隙，是非接触的。

该挂车用轮边缓速器的轮边缓速器壳体主要包括外层壳体、中间磁粉层、以及导磁片三部分。轮边缓速器壳体是定子，与车辆上的不动件相连；由于车辆轮边空间有限，这对轮边缓速器的安装空间和安装位置具有一定的限制作用，所以轮边缓速器的形状应该是可以根据轮边空间的大小进行变化的，本发明的轮边缓速器壳体是中空的，不是实体，通过在中空部分充满磁粉来克服该缺点并且还可以提高轮边缓速器的磁导率。当轮边缓速器处于制动工作状态时，磁场在永磁铁、磁粉、制动盘之间构成回路，可以达到很好的导磁作用。一般缓速器存在严重的漏磁现象，该轮边缓速器壳体中磁粉的外层采用一圈由磁屏蔽材料组成的壳体，该具有磁屏蔽作用的外层壳体既可以很好的防止外磁场对内部的影响，也可以防止内部磁场泻漏。轮边缓速器起制动作用的前提是永磁铁的磁场能够通过导磁片，从而与磁粉、制动盘构成回路。轮边缓速器的外层壳体可以由磁屏蔽材料铝或铜构成，导磁片材料可以为纯铁或合金之类的导磁材料。轮边缓速器壳体可以有多种形状，可以为矩形也可以为梯形，也可以为不规则的形状，具体根据空间和安装位置进行适当的改变。

由于旋转电机带动永磁铁的旋转是连续的，随着旋转角度的不同，制动力矩的大小也是不同的，通过对旋转角度的控制，可以达到对制动力矩的大小进行调节控制的目的。该挂车用轮边缓速器的控制方法是：当永磁铁的磁极连线与导磁片平行时，由于隔磁材料的作用，永磁铁的磁场不能通过导磁片与磁粉、制动盘构成回路，此时永磁铁处于非工作状态；当驾驶员踩下制动踏板进行减速或制动时，电子控制单元接收到驾驶员的制动信号，根据内置的控制策略计算出轮边缓速器需要提供的制动力矩以及需要旋转的角度，旋转电机迅速地带动永磁铁逆时针旋转相应的角度，此时由于两边的导磁片的作用，使得永磁铁的磁场可以通过导磁片，再通过磁粉、制动盘构成回路。随着制动盘的转动，制动盘切割磁感线，并开始受到制动力的作用，则缓速器开始起作用，处于工作状态；当不需要缓速器工作或制动停止时，控制旋转电机反向转动相同角度，使永磁铁重新回到非工作状态的位置，即永磁铁的磁极连线与导磁片平行时的位置，缓速器停止工作。

有益效果：轮边缓速器是一种利用电磁原理产生制动力矩的非接触式制动器，它改变了现有技术中因通过机械制动系统的频繁制动而缩短制动系统的使用寿命以及引起摩擦制动器的温升而降低制动器的制动性能，能够有效地弥补现有制动器系统在技术性能上的不足，提高了车辆行驶的安全性，而且缓速制动的制动力矩为连续变化力矩，制动性能稳定。将轮边缓速器应用到挂车上，可以减少制动器的动作次数，可以有效地解决噪声和粉尘问题，提高了制动系统的性能和行车的安全性。轮边缓速器结构简单、体积小、质量轻、能耗少、无磨损，安装在挂车的制动盘上，可以起到很好的辅助制动效果。

附图说明