国产“特尔佳”缓速器的作用及工作原理

三点水

制动系统是行车安全的首要保证。城市公共汽车因频繁超强的制动导致制动器故障率高，一直是公交企业的难题。现行的气动鼓式制动器属封闭式结构，散热效能差。行车中制动器热积聚过量，温升高，容易使制动片热衰退，加快磨损。高温时使轮胎磨损大幅增加，甚至产生爆胎。根据对深圳公共交通有限公司大量运行的东风EQ1130系列底盘客车的测试统计，在有些车型中制动鼓温度高达210℃以上，制动片磨损率为0.6mm/km，爆胎率达0.43条／1000车·公里。

     从能量守恒定律可知，汽车制动时，其动能基本上由制动器吸收，并转化成热能辐射散发到大气中。因此，解决鼓式制动器故障率高的较好途径是增加辅助制动装置，从根本上减少制动器吸收的动能，降低其热积聚，保证温度正常。基于这种认识，我公司于2000年初开始试用国产特尔佳（TERCA）电涡流缓速器，使用效果较为理想，目前已批量使用100多台。

1 电涡流缓速器的基本结构

     电涡流缓速器系统是独立于传统机械制动系统的辅助制动系统。主要由定子和转子总成、信号传感器、驱动控制器和指示灯等组成。

1.1 电涡流缓速器的基本结构

     电涡流缓速器由定子、转子和固定支架组成。定子上有8个高导磁材料的磁极，呈圆周均匀分布。磁极上绕有励磁线圈。圆周相对的2个磁极串联而成一对磁极，相邻2个磁极则N、S极性相间。这样，就形成4对N、S相间的磁极。转子有内、外转盘，二者成刚性整体，用导磁性能良好的铁磁材料制造。装配后，内转盘在定子内侧，外转盘在定子外侧。转子用联接法兰联接在传动轴凸缘上，随轴转动。固定支架用于固定缓速器定子，可以安装在主减速器壳或变速器壳输出轴一侧。转子与定子间有一个很小的空隙，这是一个很重要的结构参数，对制动转矩的影响最大。空隙既要满足最隹电磁参数的需要，又要保证转子在规定的偏心误差内能够自由转动。电涡流缓速器在结构上有良好的散热设计。定子通过合理布置磁极，形成尽可能大的外表面积。转子则优化设计了风道和风叶，保证散热气流足够。定子转子总成的质量较轻，比国外产品轻20％以上。特别是转子，其转动惯量对传动轴的影响甚小，几乎不增加能耗。

1.2 信号传感器

     信号传感器采集信号，并以电信号方式传输给驱动控制器。

    （1）车速信号传感器安装在缓速器上，感应采集车速变化信号。该信号控制电涡流缓速器系统是否进入制动待命状态。在驱动控制器作用下，当车速＞5km/h时，系统进入制动待命状态。车速在0～5km/h时，系统退出制动待命状态，对司机的制动操作不响应。因为车辆在这样低速或停住时，无需辅助制动，可避免缓速器因司机踩住制动踏板而继续通电，以保护励磁线圈不被烧损。

    （2）制动气压传感器采用线性传感器，安装在制动总阀的控制管路上。它传出的信号反映制动气压的线性变化，再由驱动控制器控制缓速器励磁电流随制动气压同向变化。

1.3 驱动控制器

     驱动控制器包含中央控制模块和励磁线圈的功率驱动模块。它综合处理控制信号、车速信号及制动气压信号后，自动控制和调节励磁电流的大小，实现电涡流缓速器的制动转矩随车辆制动强度的需要而变化。

2 电涡流缓速器的基本原理和工作过程

2.1 基本原理

     电涡流缓速器根据电磁场原理而设计，当定子线圈通过电流时，就会产生磁场。此时，随传动轴转动的转子切割磁力线，引起磁通密度发生周期性变化，转子表层便感应产生涡流电动势——电涡流。转子的电涡流又产生磁场，并与定子线圈的磁场交互作用，对转子形成与其转动方向相反的制动转矩。此转矩作用于传动轴，使车辆减速。在电涡流缓速器减速过程中，制动能量通过电涡流损耗转化为热能辐射散发到大气中。定子线圈没有励磁电流时，转子自由空转。

电磁场在不饱和状态下，制动转矩T与定子励磁电流I的关系式为：

T（θ、I ）=1/2I2dL／dθθ：转子位置角。dθ反映转速n的变化。

L：在θ位置处的相电感。DL反映相电感的变化。可见，制动转矩T与励磁电流I和转速n相关。根据测试，在制动周期为15s，励磁功率WI为1.2～2.28kW范围，可获得60～182kW的制动功率WZ，即WZ／WI＝50～80。换句话说，其能耗非常小。试验结果是每个制动周期仅耗电0.005～0.010度。

2.2 工作过程

(1)司机接通车辆起动开关时，电涡流缓速器系统同步接通直流电源。

(2)车辆速度在0～5km/h内，系统不进入制动待命状态，司机的制动操作对该系统无效。

(3)车辆速度大于5km/h时，系统进入制动待命状态，对司机的制动操作伺服响应。

(4)在车辆速度大于5km/h，司机踩下制动踏板时，驱动控制器根据制动气压量值，自动控制励磁电流大小，以获得与司机所需要的制动强度相适应的减速转矩。

(5)目前电涡流缓速器既可以设置25％、50％、75％、100％共4个级数，随制动踏板行程的加大逐级增大励磁电流，获得所需的制动功率;也可以实现励磁电流在最小值到最大值之间无级调节。

(6)司机松开制动踏板时，制动气压被解除，系统随即切断励磁电流，缓速器转子成空转状态。

3 电涡流缓速器的性能特点

     电涡流缓速器利用电磁场原理工作，本身没有机械磨损，其优越性能比较突出。

3.1制动效能高

     试验检测其制动功率为励磁功率的50～80倍，最大制动转矩可达3000N·m。在行车制动过程中，电涡流缓速器产生的制动转矩占总制动转矩的30%～80％。特别是在常用速度范围，其制动转矩比例达50％左右。T-V曲线T1，T2，T3分别为制动器，电涡流缓速器及2者合成的制动扭矩。

3.2 故障率低，可***性好

     电涡流缓速器本身没有机械磨损，散热良好，平均无故障工作时间达15800h。缓速器定子线圈的标定工作温度为130℃，B级绝缘，实际工作温度在70℃左右。

3.3 制动响应快，操作性能好

     相对于机械制动器，电信号控制和电磁场工作的响应更快。在操作上，与制动踏板联动，司机只需踩下制动踏板，电涡流缓速器即先于机械制动器起作用，自动发挥作用。

3.4 能耗小，安装简便

     平均每个制动周期仅耗电0.005～0.010度。装车使用时，原车功率大于1kW的发电机即可，无需增加发电机。

3.5 电涡流缓速器只能用作辅助制动装置

     电磁场工作原理决定了它不能使车辆减速到零，即完全停住车。所以在控制设计上，当车速小于5km/h时，系统退出制动待命状态，由机械制动器单独承担制动负荷。

3.6 系统采用“故障－安全”设计原则。

     出现故障时，只需断开系统的电源即可，完全不影响机械制动器的正常工作，确保行车安全。

4 使用效果分析

     经过2年多试用，电涡流缓速器在行车制动中表现出色，效果非常理想。

4.1 有效提高行车安全性。

     在通常车速下制动，电涡流缓速器可承担车辆减速时30%～80％的制动能量，大大减轻制动器的工作负荷。由于缓速器制动转矩的叠加作用，车辆制动距离和制动时间缩短15％～19％，制动器温度降低38％～50％。摩擦片因热衰退而失效的危险得到消除。从机电特性来看，电信号传递远快于机械传递。因此，电涡流缓速器的制动响应时间大为缩短，车辆制动灵敏度提高。从制动转矩作用方式看，电涡流缓速器的制动转矩作用于传动轴。经后桥放大后叠加到后轮。这样，后轮受力均匀，缓解了因制动器调整不当或磨损不均匀造成的制动跑偏。

     从电磁场力的特性看，电涡流缓速器产生的制动转矩不会抱死转子，避免车辆制动抱死，使制动过程平稳柔顺。系统设计上充分考虑了与防抱死系统（ABS）兼容，车辆整体安全性提高。

4.2 大幅度降低制动器故障率

      对试验车的检测表明，制动摩擦片的使用寿命延长5倍，制动鼓的使用寿命延长1～3倍，节约检查维修费用的效果较为满意。这主要得益于制动器的工作负荷减轻，以及温度降低。2者都是减少制动器磨损的最有利因素。

4.3 消除爆胎，降低胎耗

      制动器温度过高，热能通过车轮传递和辐射传递，致使轮胎温度升高，影响到轮胎胶质加剧老化，胎压变化大。其后果是爆胎危险性大增，胎耗增加。试验车消除了此类爆胎现象，轮胎正常使用寿命提高20％以上。

4.4 电涡流缓速器能耗小，自身故障率低

     如前已知，电涡流缓速器的耗电量非常小。因此，对蓄电池的影响微乎其微，对车辆油耗也看不出什么影响。

      电涡流缓速器自身并无机械磨损，故障主要在电控部份。一种免维护驱动控制器的平均无故障工作时间达15800h以上，寿命8年以上，其可***性和经济性均令人满意。

4.5 符合环保要求

     主要表现在消除制动器的制动尖啸声和减少制动器粉尘。

     制动器温度过高时，摩擦片表层焦化，与制动鼓接触摩擦时会产生刺耳的尖啸声。缓速器分担制动能量后，制动器温度有效降低，摩擦片表层基本不会焦化，消除了制动尖啸声。

     同理，制动器工作负荷减轻，直接减少摩擦片和制动鼓的磨损。从磨损量推论，2者磨损产生的粉尘可减少30%～50％。

4.6 操作简单，维护方便

      安装电涡流缓速器后，车辆的制动操作并无改变。司机只需预先体验一下制动响应时间和制动强度即可。维护方面主要是检查转子的偏心误差，保证空隙值。其次就是清洁泥沙尘土。因此，电涡流缓速器本身维护相当简单。电涡流缓速器优越的技术性能，有效弥补了现有鼓式制动器的不足，是一种解决大客车和载重车辆制动问题的比较完美的技术方案，在车辆安全性、可***性、环保性和经济性等方面都展示出很好的发展前景。就目前来看，电涡流缓速器已得到汽车业界的普遍认同，在发达国家已普遍用于多种级别的客车和中、重型车辆。可以预言，电涡流缓速器有理由成为我国汽车的一种标准辅助制动装置.

水上山影

能介绍下公司的情况么？呵呵

wangxingong

很有前途的事业，还可以减少刹车产生的噪音，应该推广！

幻影黑客

现在客车上基本上都有装备

liuyt1977

特尔佳的缓速器不错,我公司的客车一直都这种的.

qd884299@adsla

公交车应得多

qd884299@adsla

谢谢，学习了。