传统的风冷式永磁缓速器都是由涡流体(转子)、磁铁支架(定子)和永久磁铁组成,其结构如图3-17a所示。转子上设有用于散热的风道,转子与旋转轴固定,若干块永久磁铁均布在定子上,并与转子在径向上保持一定气隙,在永久磁铁、定子、气隙和转子之间形成一个闭合的磁回路。转子切割永久磁铁产生的磁力线同时产生感应涡流,感应涡流形成的涡流场与永磁场相互作用,阻碍转子旋转,对转子产生制动力矩。此时,涡流会在转子内消耗而产生大量热,将动力装置的动能转化为热能,通过风冷强制对流方式扩散到大气中。这种散热方式的转子温升过快,导致缓速器的制动性能下降,严重时会使永久磁铁失磁,造成缓速器制动失效;同时,永磁缓速器的制动力矩难以做大,持续工作能力差,因而没有得到大规模推广。因此,减小温升对永磁缓速器的推广有着重要的意义。
液冷式永磁缓速器如图3-17b所示,永久磁铁支架作为转子,涡流体作为定子,同样会在永久磁铁、定子、气隙和转子之间形成一个闭合的磁路。转子带动永久磁铁旋转,定子切割永久磁铁产生的磁力线同时产生感应涡流,感应涡流形成的涡流场与永磁场相互作用,阻碍转子旋转,对转子产生制动力矩。这时涡流会在定子内消耗而产生大量热,如果在定子中设置循环水道,液冷对流换热方式代替现有风冷强制对流换热方式,则将获得良好的散热效果。
图3-17 永磁缓速器模型
a)风冷式永磁缓速器 b)液冷式永磁缓速器
两种缓速器的工作原理和控制方式相同,但采用液冷散热方式能使缓速器保持较低的工作温度,缓速器持续工作时不发生制动力矩热衰退现象,因而可以大大地提高永磁缓速器的制动性能和持续工作能力。液冷式永磁缓速器不仅在制动性能上有很大的提高,其制动力矩还能分级调节,符合现代辅助制动装置的要求。
图3-18给出了液冷式永磁缓速器的基本机械结构。转子通过花键与轴连接,气缸可以通过轴承推动转子。移动转子可改变永久磁铁与定子之间的交集面积,即改变通过定子的磁通量,从而调节永磁缓速器制动力矩的大小。为了更好地防止漏磁和减小气缸推力,在轴上设有铁磁性的屏蔽转子,当永久磁铁进入屏蔽转子后,永久磁铁的磁力线基本被屏蔽在屏蔽转子内,从而大大地减小了漏磁力矩的产生。(www.xing528.com)
图3-18 液冷式永磁缓速器的基本机械结构
液冷式永磁缓速器通常包括缓速器本体、控制盒、手柄控制开关、脚控开关、低速通断开关和ABS接口。从功能上分,液冷式永磁缓速器由电控装置和机械装置两部分组成。电控装置部分主要由缓速器指示灯、电控单元(ECU)、电磁阀、电磁位置开关、车速传感器、温度传感器和制动压力信号传感器等装置组成,如图3-19所示。各部分工作原理和功能说明如下:
图3-19 液冷式永磁缓速器的电控装置
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