本實(shí)用新型涉及車(chē)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。

背景技術(shù)：

制動(dòng)系統(tǒng)的功用是使汽車(chē)以適當(dāng)?shù)臏p速度降速行駛直至停車(chē);在下坡行駛時(shí)，使汽車(chē)保持適當(dāng)?shù)姆€(wěn)定車(chē)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(guò)摩擦材料與運(yùn)動(dòng)元件之間的摩擦力矩來(lái)降低車(chē)速。

目前，各類(lèi)汽車(chē)所用的摩擦制動(dòng)器可分為鼓式和盤(pán)式兩大類(lèi)，摩擦制動(dòng)過(guò)程實(shí)際上是將汽車(chē)行駛的動(dòng)能通過(guò)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(pán)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(pán)式制動(dòng)器在汽車(chē)上應(yīng)用逐漸增多。然而無(wú)論是盤(pán)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(lèi)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(lái)車(chē)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(chē)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(chē)因通過(guò)機(jī)械制動(dòng)系統(tǒng)的頻繁剎車(chē)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(wèn)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(chē)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(kāi)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(wèn)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：

本實(shí)用新型的目的是為解決上述問(wèn)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，本實(shí)用新型提供如下技術(shù)方案：一種直動(dòng)式永磁渦流輪邊緩速器，包括轉(zhuǎn)子盤(pán)、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(chē)輛上的不動(dòng)件相連，所述的轉(zhuǎn)子盤(pán)裝在車(chē)輪邊上的轉(zhuǎn)軸上，與車(chē)輪一起旋轉(zhuǎn)，輪邊緩速器殼體與轉(zhuǎn)子盤(pán)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。

作為本實(shí)用新型的一種改進(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。

作為本實(shí)用新型的一種改進(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)。

作為本實(shí)用新型的一種改進(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。

作為本實(shí)用新型的一種改進(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。

作為本實(shí)用新型的一種改進(jìn)，所述的磁屏蔽材料為鋁或銅。

作為本實(shí)用新型的一種改進(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。

作為本實(shí)用新型的一種改進(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(lèi)的導(dǎo)磁材料。

作為本實(shí)用新型的一種改進(jìn)，輪邊緩速器殼體與轉(zhuǎn)子盤(pán)之間的空氣間隙為1-3mm。

有益效果：

本實(shí)用新型提供的直動(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(wèn)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(chē)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，且本實(shí)用新型的直動(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(shuō)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(pán)，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)本實(shí)用新型提供的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明，應(yīng)理解下述具體實(shí)施方式僅用于說(shuō)明本實(shí)用新型而不用于限制本實(shí)用新型的范圍。

如圖1所示為本實(shí)用新型所涉及的直動(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(pán)1、直線電機(jī)2、永磁鐵3、輪邊緩速器殼體4。轉(zhuǎn)子盤(pán)1裝在車(chē)輪邊上的轉(zhuǎn)動(dòng)軸上，與車(chē)輪一起旋轉(zhuǎn)，輪邊緩速器殼體4與轉(zhuǎn)子盤(pán)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(pán)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(guò)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(guò)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(lèi)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(chē)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(kāi)關(guān)進(jìn)行減速或制動(dòng)時(shí)，通過(guò)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(pán)1之間通過(guò)導(dǎo)磁片10、磁粉9、氣隙11構(gòu)成回路。隨著轉(zhuǎn)子盤(pán)1的旋轉(zhuǎn)，切割磁感線，磁場(chǎng)將對(duì)轉(zhuǎn)子盤(pán)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(kāi)關(guān)進(jìn)行減速或制動(dòng)時(shí)，通過(guò)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(guò)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(kāi)始工作，隨著轉(zhuǎn)子盤(pán)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(guò)控制直線電機(jī)2來(lái)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?，從而達(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(kāi)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。

本實(shí)用新型提供的直動(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(wèn)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(chē)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，且本實(shí)用新型的直動(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。

本實(shí)用新型方案所公開(kāi)的技術(shù)手段不僅限于上述實(shí)施方式所公開(kāi)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。以上所述的是本實(shí)用新型的基體實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本實(shí)用新型原理的前提下，還可以做出若干的改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也視為本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。