專利名稱：車用永磁液冷緩速器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及汽車用輔助制動系統(tǒng)，尤其涉及一種利用永久磁鐵作為渦流制動磁源
的采用循環(huán)水冷卻的緩速器。
背景技術(shù)：
緩速器是一種行車制動的安全輔助裝置，它將制動力作用到車輛傳動部件上，起 到降低汽車行駛速度的作用。目前國內(nèi)外普遍采用的緩速器主要有液力緩速器和電渦流緩 速器，盡管它們的工作原理各異，但作為一種輔助制動裝置，其效果是很明顯的。而永久磁 鐵式緩速器是通過自身的永久磁鐵形成磁場，起到緩速作用，因此幾乎無電力消耗。
永磁式緩速器的最大特點是1，可實現(xiàn)大幅度的輕量化、小型化。2，幾乎不消耗電 力。3，連續(xù)工作自身不會產(chǎn)生過熱，能持續(xù)不斷保持制動力的穩(wěn)定性和持久性。4永磁所產(chǎn) 生的強烈反抗磁場具有硬特性。5，保養(yǎng)簡單，免維護。 現(xiàn)有永磁緩速器都是由定子和轉(zhuǎn)子構(gòu)成，定子置于轉(zhuǎn)子內(nèi)部，內(nèi)沿圓周方向安裝 有一列固定永久磁鐵和一列可旋轉(zhuǎn)的永久磁鐵，兩列永久磁鐵數(shù)量相同且平行放置，同列 相鄰的永久磁鐵極性相反。當并列排列的兩永久磁鐵極性相反時，磁力線被磁軛屏蔽，永磁 緩速器處于非制動狀態(tài)；當旋轉(zhuǎn)其中一列永久磁鐵到一定角度，并列排列的兩永久磁鐵極 性相同，磁力線通過轉(zhuǎn)子，永磁緩速器處于制動狀態(tài)。永磁緩速器只具有制動或非制動兩種 工作狀態(tài)，從而駕駛者不能根據(jù)路況和車速提供所需的制動力矩，即不能實現(xiàn)永磁緩速器 的分級控制。而且，在制動時定子產(chǎn)生大量熱量，目前一般采用風冷，但風冷散熱效果差，長 時間制動時轉(zhuǎn)子鼓溫升高，制動效果下降明顯。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種通過轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，在非接觸的 定子中產(chǎn)生渦流制動力，對汽車車輛進行減速的輔助制動裝置。 該裝置由以下技術(shù)方案來實現(xiàn)一種車用永磁液冷緩速器，包括外殼及外殼內(nèi) 的定子和轉(zhuǎn)子，所述的轉(zhuǎn)子由數(shù)塊瓦片形永久磁鐵沿圓周均布在磁鐵保持架上，所述的定 子套設(shè)在所述轉(zhuǎn)子的外周圓上，其定子的內(nèi)圈與永久磁鐵的外圈保持有間隙，該間隙以 0. 5-2. 0mm為佳；所述的定子可以相對轉(zhuǎn)子沿軸向滑動，并且受1_2個外力裝置牽動，在外 力裝置牽動下，定子與轉(zhuǎn)子可以從完全重合至完全錯開；所述的轉(zhuǎn)子與汽車傳動軸連接； 所述的定子內(nèi)還設(shè)有與汽車循環(huán)散熱器水箱連接的冷卻水道。 緩速器可以接于汽車變速箱后面，緊貼汽車變速箱設(shè)置。這時，緩速器的外殼的一 端與汽車變速箱連體，變速箱輸出軸通過輸出軸法蘭將動力傳遞給磁鐵保持架，再通過傳 動軸法蘭傳遞給汽車傳動軸；外力裝置設(shè)置在緩速器的端部。 緩速器也可以夾于汽車變速箱和汽車離合器之間，兩端分別緊貼汽車變速箱和汽 車離合器設(shè)置。這時，緩速器的外殼一端與汽車變速箱連體，另一端與汽車離合器連體。外 力裝置可以設(shè)置在緩速器的端部，不妨礙汽車變速箱或汽車離合器的地方；為了方便安裝，也可以如下設(shè)置在外殼的側(cè)面開1-2個方形孔，定子上設(shè)l-2個凸臺，凸臺從方形孔伸出 并與固定在外殼側(cè)面的外力裝置連接。轉(zhuǎn)子與汽車傳動軸的連接如下變速箱輸入軸通過 花鍵與動離合盤連接，回位彈簧套在變速箱輸入軸上；推力軸承的右外圈與動離合盤固定， 左外圈與圓環(huán)形的切換汽缸的活塞固定，切換汽缸和活塞之間通過O形圈密封；動離合盤 上伸出一帶外花鍵的圓環(huán)，動摩擦片內(nèi)圈通過花鍵套在動離合盤上，靜摩擦片外圈通過花 鍵套在磁鐵保持架內(nèi)圈的花鍵上；定位軸承內(nèi)圈穿過變速箱輸入軸，并與外殼連接，定位軸 承外圈與磁鐵保持架連接，使磁鐵保持架與變速箱輸入軸同軸。
緩速器還可以設(shè)置于傳動軸中間，外殼與車架連接。這時，轉(zhuǎn)子與汽車傳動軸的連
接如下轉(zhuǎn)子和獨立軸通過花鍵或平鍵結(jié)構(gòu)緊固，獨立軸通過兩個定位軸承固定于外殼兩
端；獨立軸一端通過獨立軸法蘭與變速箱輸出端傳動軸萬向節(jié)連接，獨立軸另一端通過另
一個獨立軸法蘭與汽車傳動軸的傳動軸萬向節(jié)連接；外殼的端部設(shè)置外力裝置。 定子相對轉(zhuǎn)子沿軸向滑動可以通過將定子用花鍵接于外殼內(nèi)側(cè)實現(xiàn)；也可以如下
實現(xiàn)定子和外殼之間設(shè)有3-4個直線軸承結(jié)構(gòu)，直線軸承結(jié)構(gòu)由直線軸承和光軸組成，光
軸兩端固定在緩速器兩端上，定子通過直線軸承在光軸上運動。這樣，保證定子在外殼內(nèi)可
軸向滑動但不能轉(zhuǎn)動。 本發(fā)明中的外力裝置可以為帶有齒條輸出機構(gòu)的電機，也可以為直線電機，其最 佳選用器件為與外部可控氣源連接的汽缸。 本發(fā)明的永磁緩速器工作時，外力裝置推動定子向永久磁鐵一側(cè)滑動，使定子和 轉(zhuǎn)子重疊，定子切割磁鐵保持架上永久磁鐵發(fā)出的磁力線，在定子內(nèi)表面會產(chǎn)生渦流，并產(chǎn) 生阻礙轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動的力矩，該制動力矩通過磁鐵保持架作用在汽車傳動軸上，從而對汽車產(chǎn) 生制動力。通過調(diào)節(jié)外力裝置推桿的軸向位置，調(diào)節(jié)定子與轉(zhuǎn)子的軸向相對位置，從而改變 定子與永久磁鐵相互作用的面積，即可實現(xiàn)緩速器制動力矩連續(xù)調(diào)節(jié)。定子上產(chǎn)生的熱量 通過冷卻水道內(nèi)液體帶走，水道內(nèi)的液體與發(fā)動機冷卻水循環(huán)，或者與緩速器的獨立冷卻 裝置循環(huán)，散熱后回流到緩速器中循環(huán)往復工作。 本發(fā)明的永磁緩速器不需要制動時，外力裝置將定子完全拉出永久磁鐵端面，定 子不能切割永久磁鐵發(fā)出的磁力線，在定子內(nèi)不會產(chǎn)生渦流，傳動軸不受制動力矩，從而解 除對汽車的制動。 本發(fā)明的主要優(yōu)點是通過定子在外殼內(nèi)軸向滑動，可實現(xiàn)永磁緩速器制動力矩 連續(xù)調(diào)節(jié)；定子軸向滑動動作簡單，可靠性高；永久磁鐵和磁鐵保持架作為轉(zhuǎn)子，外部無旋 轉(zhuǎn)部件，與傳統(tǒng)電渦流或永磁緩速器相比較更加安全；定子設(shè)有液冷裝置，散熱效果好，長 時間制動無力矩衰退；緩速器整體結(jié)構(gòu)緊湊，體積質(zhì)量小。


圖1是本發(fā)明實施例1制動時結(jié)構(gòu)示意圖。 圖2是本發(fā)明實施例1非制動時結(jié)構(gòu)示意圖。 圖3是本發(fā)明實施例2制動時結(jié)構(gòu)示意圖。 圖4是本發(fā)明實施例2非制動時結(jié)構(gòu)示意圖。 圖5是本發(fā)明實施例3制動時結(jié)構(gòu)示意圖。 圖6是本發(fā)明實施例3非制動時結(jié)構(gòu)示意圖。
圖7是本發(fā)明散熱方式示意圖。 圖8是本發(fā)明定子花鍵連接方式示意圖。 圖9是本發(fā)明定子直線軸承連接方式示意圖。 圖中1、變速箱輸出軸，2、輸出軸法蘭，3、磁鐵保持架，4、永久磁鐵，5、定子，6、緩 速器左端蓋，7、外殼，8、緩速器右端蓋，9、汽缸，10、傳動軸法蘭，11、變速箱輸入軸，12、離合 器殼，13、汽缸支架，14、動摩擦片，15、靜摩擦片，16、定位軸承，17、回位彈簧，18、動離合盤， 19、推力軸承，20、活塞，21、 0形圈，22、切換汽缸，23、高壓氣接口 ， 24、萬向節(jié)，25，獨立軸法 蘭，26 、獨立軸，27 、水管，28發(fā)動機水箱，29 、光軸，30 、直線軸承。
具體實施例方式
下面結(jié)合實施例和附圖進一步說明本發(fā)明。
實施例1 本發(fā)明實施例1是用于緩速器安裝變速箱后體的結(jié)構(gòu)，如圖1和圖2。緩速器左 端蓋6用于聯(lián)結(jié)定位緩速器與變速箱，外殼7與緩速器左端蓋6固定，緩速器右端蓋8與外 殼7固定。定子5內(nèi)設(shè)有用于冷卻的水道，緩速器右端蓋8上固定l-2個汽缸9，汽缸9的 活塞與定子5固定。12-20塊瓦片形永久磁鐵4沿圓周均布在磁鐵保持架3上，永久磁鐵4 外徑與定子鼓5內(nèi)徑保持0. 5-2. Omm間隙。變速箱輸出軸1通過輸出軸法蘭2將動力傳遞 給磁鐵保持架3，再通過傳動軸法蘭10傳遞給汽車傳動軸。 當緩速器工作時，如圖1，氣缸9右側(cè)接口通入高壓氣體，推動定子5向永久磁鐵4 一側(cè)滑動，定子5切割磁鐵保持架3上永久磁鐵4發(fā)出的磁力線，在定子5內(nèi)產(chǎn)生渦流，并 產(chǎn)生阻礙轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動的力矩，該制動力矩通過磁鐵保持架3作用在傳動軸法蘭11上，從而對 汽車產(chǎn)生制動力。 通過電磁閥調(diào)節(jié)汽缸9內(nèi)氣壓，帶動定子5連續(xù)地在外殼7內(nèi)部軸向滑動，通過調(diào) 節(jié)定子5與永久磁鐵4之間的相互作用面積大小，可實現(xiàn)緩速器制動力矩連續(xù)調(diào)節(jié)或分檔 調(diào)節(jié)。 如圖2，當不需要制動時，汽缸9將定子5完全拉出永久磁鐵4右端面，定子5不能 切割磁鐵保持架3上永久磁鐵4發(fā)出的磁力線，傳動軸不受制動力矩，從而解除對汽車的制 動。 如圖7所示，定子5上設(shè)有兩處水管接頭，發(fā)動機水箱28、水管27和定子5的水道 組成冷卻循環(huán)系統(tǒng)。永磁緩速器工作時定子5上產(chǎn)生的熱量通過冷卻水道中液體帶走，冷 卻液經(jīng)過發(fā)動機水箱28的散熱器散熱后，回流到緩速器中循環(huán)往復工作。
定子5與外殼通過圖8或圖9的方式連接。如圖8，定子5和外殼7之間設(shè)有花鍵 結(jié)構(gòu)，保證定子5可在外殼7內(nèi)可軸向滑動但不能轉(zhuǎn)動。 如圖9，將定子5的運動改為滾動摩擦，定子5和外殼7之間設(shè)有3個直線軸承結(jié) 構(gòu)。直線軸承結(jié)構(gòu)由直線軸承30和光軸29組成，光軸29兩端固定在緩速器左端蓋6和緩 速器右端蓋8上，定子5通過直線軸承30在光軸29上運動。
本實施例中的外力裝置也可用其他方式實現(xiàn)，如電機等。 本實施例中的定子5和外殼7之間連接也可通過其他方式實現(xiàn)，如導軌、導向平鍵 和滑鍵等。
實施例2 本發(fā)明實施例2是用于緩速器安裝在變速箱和離合器之間的結(jié)構(gòu)，如圖3。緩速器 左端蓋6與離合器殼12固定，汽缸支架13固定在外殼7圓周上，l-2個汽缸9固定在汽缸 支架13上，外殼7與緩速器右端蓋8固定，緩速器右端蓋8固定在變速箱前體上。外殼7的 圓周上開有方形槽，定子5上伸出凸臺與汽缸9的活塞通過螺母固定，活塞可軸向推拉定子 5，定子5內(nèi)設(shè)有用于冷卻的水道，并與外殼7通過圖8或圖9的方式連接。12-20塊瓦片形 永久磁鐵4沿圓周均布在磁鐵保持架3上，永久磁鐵4外徑與定子鼓5內(nèi)徑保持0. 5-2. 0mm 間隙。變速箱輸入軸11通過花鍵與動離合盤18連接，位彈簧17套在變速箱輸入軸11上。 推力軸承19的右外圈與動離合盤18固定，左外圈與圓環(huán)形的切換汽缸22的活塞20固定， 切換汽缸22和活塞20之間通過0形圈21密封。動離合盤18上伸出一帶外花鍵的圓環(huán)， 動摩擦片14內(nèi)圈通過花鍵套在動離合盤18上，靜摩擦片15外圈通過花鍵套在磁鐵保持架 3內(nèi)圈的花鍵上。定位軸承16內(nèi)圈穿過變速箱輸入軸11，并與外殼7連接，定位軸承16外 圈與磁鐵保持架3連接，使磁鐵保持架3與變速箱輸入軸11同軸。 當緩速器工作時，如圖3，高壓氣接口 23充入高壓氣體，推動活塞向右壓緊動離合 盤18、動摩擦片14、靜摩擦片15和磁鐵保持架3。汽車發(fā)動機的動力依次傳遞給變速箱輸 入軸11、動離合盤18、動摩擦片14、靜摩擦片15和磁鐵保持架3。切換氣缸9右側(cè)接口通 入高壓氣體，推動定子5向永久磁鐵4 一側(cè)滑動，定子5切割磁鐵保持架3上永久磁鐵4發(fā) 出的磁力線，在定子5內(nèi)產(chǎn)生渦流，并產(chǎn)生阻礙轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動的力矩，定子上產(chǎn)生的熱量通過如 圖7所示的方式帶走。該制動力矩通過磁鐵保持架3、靜摩擦片15、動摩擦片14和動離合 盤18作用在變速箱輸入軸11上。在變速箱有檔位的情況下，該制動力矩通過變速箱傳遞 給汽車傳動軸，從而對汽車產(chǎn)生制動力。 通過電磁閥調(diào)節(jié)汽缸9內(nèi)氣壓，帶動定子5連續(xù)地在外殼7內(nèi)部軸向滑動，通過調(diào) 節(jié)定子5與永久磁鐵4之間的相交面積大小，可實現(xiàn)緩速器制動力矩連續(xù)調(diào)節(jié)或分檔調(diào)節(jié)。
如圖4，當不需要制動時，先放出汽缸22內(nèi)的高壓氣體，通過回位彈簧16將動離合 盤18推向最左端，動摩擦片14和靜摩擦片15松開。磁鐵保持架3沒有動力輸入，傳動軸 不受制動力矩，從而解除對汽車的制動。
實施例3 本發(fā)明實施例3是用于緩速器安裝傳動軸中間的結(jié)構(gòu)，特別適合于安裝在具有較 長傳動軸的汽車上，如圖5。將普通汽車傳動軸分成兩截，中間安裝緩速器結(jié)構(gòu)。獨立軸法 蘭25與變速箱輸出端傳動軸萬向節(jié)24連接，獨立軸26兩端各連接一個獨立軸法蘭25。通 過定位軸承16，緩速器左端蓋6和緩速器右端蓋8與獨立軸25保持同軸，并用外殼7固定 成一個整體，外殼7固定于車架。磁鐵保持架3與獨立軸26緊固，并隨獨立軸26 —起旋轉(zhuǎn)。 12-20塊瓦片形永久磁鐵4沿圓周均布在磁鐵保持架3上，永久磁鐵4外徑與定子5內(nèi)徑保 持0. 5-2. 0mm間隙。定子5內(nèi)設(shè)有用于冷卻的水道，與外殼7通過圖8或圖9的方式連接。 緩速器右端蓋6上固定1-2個汽缸9，汽缸9的活塞與定子5固定。 當緩速器工作時，如圖5，氣缸9左側(cè)接口通入高壓氣體，推動定子5向永久磁鐵4 一側(cè)滑動，定子5切割磁鐵保持架3上永久磁鐵4發(fā)出的磁力線，在定子5內(nèi)產(chǎn)生渦流，并 產(chǎn)生阻礙轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動的力矩，定子上產(chǎn)生的熱量通過如圖7所示的方式帶走。制動力矩通過 磁鐵保持架3作用在獨立軸26上。獨立軸26通過獨立軸法蘭將制動力矩傳遞給傳動軸，從而對汽車產(chǎn)生制動力。 通過電磁閥調(diào)節(jié)汽缸9內(nèi)氣壓，帶動定子5連續(xù)地在外殼7內(nèi)部滑動，可實現(xiàn)緩速 器制動力矩連續(xù)調(diào)節(jié)或分檔調(diào)節(jié)。 如圖6，當不需要制動時，汽缸9將定子5完全拉出永久磁鐵4左端面，定子5不能 切割磁鐵保持架3上永久磁鐵4發(fā)出的磁力線，傳動軸不受制動力矩，從而解除對汽車的制 動。
權(quán)利要求
一種車用永磁液冷緩速器，包括外殼及外殼內(nèi)的定子(5)和轉(zhuǎn)子，所述的轉(zhuǎn)子由數(shù)塊瓦片形永久磁鐵(4)沿圓周均布在磁鐵保持架(3)上，所述的定子(5)套設(shè)在所述轉(zhuǎn)子的外周圓上，其定子(5)的內(nèi)圈與永久磁鐵的(4)外圈保持有間隙，其特征在于所述的定子(5)可以相對轉(zhuǎn)子沿軸向滑動，并且受1-2個外力裝置牽動，在外力裝置牽動下，定子(5)與轉(zhuǎn)子可以從完全重合至完全錯開；所述的轉(zhuǎn)子與汽車傳動軸連接；所述的定子(5)內(nèi)還設(shè)有與汽車循環(huán)散熱器水箱連接的冷卻水道。
2. 如權(quán)利要求1所述的車用永磁液冷緩速器，其特征在于緩速器的外殼的一端與汽 車變速箱連體，變速箱輸出軸(1)通過輸出軸法蘭(2)將動力傳遞給磁鐵保持架(3)，再通 過傳動軸法蘭(10)傳遞給汽車傳動軸；外力裝置設(shè)置在緩速器的端部。
3. 如權(quán)利要求1所述的車用永磁液冷緩速器，其特征在于緩速器的外殼一端與汽車 變速箱連體，另一端與汽車離合器連體；外力裝置可以設(shè)置在緩速器的端部，也可以如下設(shè) 置在外殼的側(cè)面開l-2個方形孔，定子(5)上設(shè)l-2個凸臺，凸臺從方形孔伸出并與固定 在外殼側(cè)面的外力裝置連接；轉(zhuǎn)子與汽車傳動軸的連接如下變速箱輸入軸(11)通過花鍵 與動離合盤(18)連接，回位彈簧(17)套在變速箱輸入軸(11)上；推力軸承(19)的右外圈 與動離合盤(18)固定，左外圈與圓環(huán)形的切換汽缸(22)的活塞(20)固定，切換汽缸(22) 和活塞(20)之間通過0形圈(21)密封；動離合盤(18)上伸出一帶外花鍵的圓環(huán)，動摩擦 片(14)內(nèi)圈通過花鍵套在動離合盤(18)上，靜摩擦片(15)外圈通過花鍵套在磁鐵保持架 (3)內(nèi)圈的花鍵上；定位軸承(16)內(nèi)圈穿過變速箱輸入軸(ll)，并與外殼連接，定位軸承 (16)外圈與磁鐵保持架(3)連接，使磁鐵保持架(3)與變速箱輸入軸(11)同軸。
4. 如權(quán)利要求1所述的車用永磁液冷緩速器，其特征在于緩速器置于汽車傳動軸中 部，外殼與車架連接，轉(zhuǎn)子與汽車傳動軸的連接如下轉(zhuǎn)子和獨立軸(26)通過花鍵或平鍵 結(jié)構(gòu)緊固，獨立軸(26)通過兩個定位軸承(16)固定于外殼兩端；獨立軸(26) —端通過獨 立軸法蘭(25)與變速箱輸出端傳動軸萬向節(jié)(24)連接，獨立軸(26)另一端通過另一個獨 立軸法蘭(25)與汽車傳動軸的傳動軸萬向節(jié)(24)連接；外殼的端部設(shè)置外力裝置。
5. 如權(quán)利要求l-4中的任一項所述的車用永磁液冷緩速器，其特征在于所述定子(5) 通過花鍵接于外殼內(nèi)側(cè)。
6. 如權(quán)利要求l-4中的任一項所述的車用永磁液冷緩速器，其特征在于所述定子(5) 通過直線軸承(30)與外殼連接定子(5)和外殼之間設(shè)有直線軸承結(jié)構(gòu)。直線軸承結(jié)構(gòu)由 直線軸承(30)和光軸(29)組成，光軸(29)兩端固定在緩速器兩端上，定子(5)通過直線 軸承(30)在光軸(29)上軸向運動。
7. 如權(quán)利要求1-4中的任一項所述的車用永磁液冷緩速器，其特征在于所述外力裝 置為與外部可控氣源連接的汽缸(9)。
8. 如權(quán)利要求1-4中的任一項所述的車用永磁液冷緩速器，其特征在于所述外力裝 置為帶有齒條輸出機構(gòu)的電機。
9. 如權(quán)利要求1-4中的任一項所述的車用永磁液冷緩速器，其特征在于所述外力裝 置為直線電機。
10. 如權(quán)利要求1-4中的任一項所述的車用永磁液冷緩速器，其特征在于所述定子內(nèi)圈和轉(zhuǎn)子的永久磁鐵外圈的間隙為0. 5-2. 0mm。
全文摘要
一種車用永磁液冷緩速器，涉及汽車用輔助制動系統(tǒng)。該緩速器包括外殼及外殼內(nèi)的定子(5)和轉(zhuǎn)子，所述的轉(zhuǎn)子由數(shù)塊瓦片形永久磁鐵(4)沿圓周均布在磁鐵保持架(3)上，所述的定子(5)套設(shè)在所述轉(zhuǎn)子的外周圓上，其定子(5)的內(nèi)徑與永久磁鐵(4)的外徑保持有間隙；其特征在于所述的定子(5)可以相對轉(zhuǎn)子沿軸向滑動，并且受1-2個外力裝置牽動，使定子(5)與轉(zhuǎn)子可以從完全重合至完全錯開；所述的轉(zhuǎn)子與汽車傳動軸連接；所述的定子(5)內(nèi)還設(shè)有與汽車循環(huán)散熱器水箱連接的冷卻水道。本發(fā)明通過定子在外殼內(nèi)軸向滑動，實現(xiàn)永磁緩速器制動力矩連續(xù)調(diào)節(jié)；與傳統(tǒng)電渦流或永磁緩速器相比較更加安全。
文檔編號H02K1/20GK101783575SQ20101911404
公開日2010年7月21日 申請日期2010年2月8日 優(yōu)先權(quán)日2010年2月8日
發(fā)明者葉樂志, 周宜莉, 李德勝, 焦兵鋒, 馬元京, 馬岳北 申請人:北京工業(yè)大學;北京北齒有限公司