中置電渦流緩速器在前置中型客車上的應用

陳嘯，董廷

（金龍聯合汽車工業（蘇州）有限公司，江蘇 蘇州 215026）

中置電渦流緩速器在前置中型客車上的應用

陳嘯，董廷

（金龍聯合汽車工業（蘇州）有限公司，江蘇 蘇州 215026）

針對山區客運市場對于裝有電渦流緩速器的前置中型客車的需求，本文介紹一種電渦流緩速器在前置中型客車上的布置方案，并具體介紹該方案相關的設計細節。

電渦流緩速器；前置中型客車；總體布置；懸置設計

CLC NO.:U463.5Document Code:AArticle ID:1671-7988(2014)02-46-04

前言

電渦流緩速器以其低速大扭矩、維護保養簡單、可靠性高、成本較低等特點，在客車輔助制動市場上得到了廣泛的應用[1]。在我國四川、福建、云南等省份，面對山區道路多而長、車輛運營道路條件復雜等諸多不利于車輛安全行駛的因素，客運公司對車輛的安全性能，尤其是制動性能的要求特別的高。連續幾十公里的下坡山路，對于僅依靠常規制動器制動的客車來說，極易由于長時間的制動而導致制動器熱衰退[2]，制動力迅速減退，甚至完全喪失制動力。因此，在上述路況運營的客車急需一種輔助制動裝置來保證車輛的制動效能，而在常規客車上加裝電渦流緩速器就是一種簡單而有效的方法。

1、電渦流緩速器的結構和工作原理

1.1 電渦流緩速器的結構

電渦流緩速器的結構如圖1所示，主要由機械部分和電氣部分組成[1]。

1.2 電渦流緩速器的工作原理

電渦流緩速器的基本原理如圖2所示。電渦流緩速器主要由定子和轉子兩部分構成[1]。定子上裝有激磁線圈，通過支架固定在底盤上（變速箱、后橋、車架），轉子固定在傳動軸上，與傳動軸一同旋轉，與定子之間留有很小的氣隙。當激磁線圈通電時，產生交變磁場，轉子在旋轉過程中，因切割磁力線，內部產生電渦流，由電渦流產生的磁場和定子線圈磁場相互作用，電渦流緩速器即是利用電渦流的機械效應，產生與轉動方向相反的制動力矩充分消耗汽車動能，起到減速的目的[3-7]。

2、KLQ6702E4前置中型客車參數

2.1 整車總體尺寸及性能參數

KLQ6702E4前置中型客車整車總體參數詳見表1：

表1

2.2 KLQ6702E4底盤總成配置參數

發動機：YC4FA130-40，功率：95kW/3200r/min，扭矩：340N.m/1600-2400 r/min。

變速箱：國產手動五檔箱，速比5.422-0.810。

離合器：國產325拉式

前橋：國產鼓式前橋，額定載荷2.8T。

后橋：國產鼓式后橋，額定載荷5T，主減速比4.875。

懸架：前后少片簧

轉向：動力轉向

制動：行程制動為鼓式雙回路氣壓制動，駐車制動為中央鼓式機械制動，輔助制動為電渦流緩速器。

輪胎：7.00R16子午線輪胎。

3、電渦流緩速器在前置中型客車上的布置設計

3.1 電渦流緩速器安裝形式的選擇

電渦流緩速器在底盤上主要有三種固定形式，即固定在變速箱輸出法蘭端、固定在后橋主減速器輸入法蘭端以及固定在底盤車架上[3-7]。

KLQ6702E4前置中型客車底盤布置圖如圖3所示。

由底盤布置圖可知，變速箱輸出法蘭端距離車身地板骨架的高度有限，空間不足以安裝電渦流緩速器；而由于該車型采用薄殼沖壓車身，車身預留的加油口位置不能變動，所以油箱的位置只能安裝在后橋后方，故后橋制動氣室只能布置在主減速器輸入法蘭一側，因此電渦流緩速器也無法安裝在后橋主減速器輸入法蘭端。

故該車型如要安裝電渦流緩速器，則只能采用中置緩速器方案，電渦流緩速器通過支架安裝整車中部，車架左右縱梁之間。

3.2 安裝電渦流緩速器的底盤布置設計

KLQ6702E4前置中型客車加裝緩速器狀態的底盤布置圖如圖4所示。

3.2.1 底盤空間布置

在原有底盤上布置電渦流緩速器時，需將原底盤上布置的各總成件重新調整安裝位置，給電渦流緩速器留出安裝空間。中置電渦流緩速器布置時需確保前后兩根傳動軸的長度比例分配合理，緩速器安裝好后與車身地板骨架之間留有足夠的間隙，同時緩速器離地高度也應滿足要求。

如圖3、圖4所示，加裝電渦流緩速器后的底盤與標配底盤狀態相比，儲氣筒、再生罐、干燥器、冷凝器、消聲器的安裝位置均進行了重新布置。電渦流緩速器布置在前后軸之間，通過支架與車架左右縱梁連接。為保證傳動軸當量夾角最小，設計時根據變速箱輸出法蘭到后橋輸入法蘭之間的角度，對緩速器的安裝角度以及安裝位置均進行了嚴格要求，以期將由傳動軸引起的車輛振動降低到最小。

3.2.2 緩速器懸置設計

中置緩速器由于安裝在底盤中部車架左右縱梁之間，分別通過前后兩根傳動軸與變速箱輸出法蘭和后橋輸入法蘭相連接，因而成為了整車傳動系的一部分[3][8][9]。

常規車輛運行過程中，傳動系高速轉動，而由于變速箱、后橋以及傳動軸的法蘭盤加工面不可避免的存在徑向和軸向跳動，較大的端面跳動量使后傳動軸的萬向節帶花鍵套管往復運動產生一個外加力，較大的徑向跳動量使后傳動軸的萬向節帶花鍵套管產生一個徑向的離心力，兩方向上的力反作用在中間傳動軸上，必然會導致傳動軸中間支撐產生劇烈的抖動，該力即是使汽車產生帶檔滑行共振的激振力（傳動軸轉動一圈二個合成力作用頻率剛好與四缸發動機固有的二階不平衡慣性力頻率耦合，放大了二者振動）[10-11]。

加裝了中置緩速器的底盤恰好由緩速器及其支架充當了傳動軸中間支撐的作用。因此，緩速器支架的隔振效果，直接決定了最終車輛的振動效果。

設計緩速器懸置時，除了滿足傳動系角度和安裝高度的要求外，對于緩速器支架系統的隔振也提出了要求。因此，緩速器懸置采用類似于發動機懸置的結構，即“托架+軟墊+支架”的結構。托架通過螺栓連接，固定在車架左右縱梁腹面上。支架與緩速器本體螺栓連接之后再通過軟墊與托架相連接。

根據上述可知，車輛在運行過程中，緩速器承受的主要是扭轉振動。經多次設計及匹配，對懸置軟墊進行剛度調整并經測試確定：懸置軟墊在緩速器本體左右側對稱45°V形布置且軟墊邵氏硬度為40°時隔振率≥66.7%，具有理想的隔振效果，滿足設計要求。

3.3 車身系統的相應變更設計

由電渦流緩速器的工作原理可知，電渦流產生兩種效應：一種是熱效應，用于感應加熱。一種是機械效應，用于電磁制動。所以，電渦流緩速器在工作時會產生大量的熱量。而電渦流緩速器安裝在車身地板骨架下方，距離車內木地板較近，車身必須采取隔熱措施。

通過在車身地板骨架下側面焊裝隔熱板，同時在隔熱板與車內木地板之間填充隔熱材料，達到隔熱的目的。

另外，布置緩速器時，在保證傳動系角度和緩速器離地間隙的情況下，盡量增大緩速器與車身地板骨架之間的距離，有利于地板的隔熱和緩速器的散熱。

3.4 其他設計注意事項

電渦流緩速器安裝在兩節傳動軸中間，其前后兩節傳動軸應可以伸縮，以方便緩速器的拆卸[1]。

安裝電渦流緩速器的整車需采用氣壓制動的方式。液壓制動不適合安裝電渦流緩速器。

變速箱和后橋凸緣的跳動量應滿足以下要求：凸緣的軸向跳動量小于0.1mm；凸緣的徑向跳動量

小于0.05mm；凸緣的端面跳動量小于0.1mm；

安裝電渦流緩速器的整車，發電機以及蓄電池的性能需滿足電渦流緩速器的要求。

4、結束語

開發滿足市場需求的客車產品是我們的最終目標。在整個設計過程中，先期進行總體布置時水平的高低對于最終產品的設計質量、使用性能和產品的生命力具有重要的影響。上述中置電渦流緩速器已在KLQ6702E4前置中型客車上得到了很好的應用，對于改善車輛制動性能具有較好的效果，已經得到用戶和市場的認可。中置電渦流緩速器在前置中型客車上的成功應用，對于山區、丘陵地帶的客運市場具有十分重要的意義。

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The Application of Central Eddy-current Retarder in Medium Bus with Front-place Engine

Chen Xiao

(King Long United Automotive Industry (Suzhou) Co., Ltd, Jiangsu Suzhou 215026)

To meet the demand of medium buses with front-place engine which are mounted with eddy-current retarder in mountain area, a layout solution is introduced in this paper, and the details of the solution are also described in the paper as well.

Eddy current retarder; Medium bus with front-placed engine; Layout; Suspension design

U463.5

A

1671-7988(2014)02-46-04

陳嘯，助理工程師，就職于金龍聯合汽車工業（蘇州）有限公司。