非公路礦用車緩速器的匹配計算與結構分析

武向陽，李璐伶（揚州盛達特種車有限公司，江蘇 揚州 225100）

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非公路礦用車緩速器的匹配計算與結構分析

武向陽，李璐伶
（揚州盛達特種車有限公司，江蘇 揚州 225100）

摘要：在現有車架結構尺寸一定的條件下，介紹電渦流緩速器在非公路礦用自卸車上的匹配計算和結構布置，選擇合理的結構布置。針對現在國內非公路礦用自卸車安裝電渦流緩速器，進行合理的計算，選擇最佳的設計匹配方案。對電渦流緩速器的結構布置進行優化，使現在的非公路礦用自卸車性能得到不斷的提升。

關鍵詞：非公路礦用車；電渦流緩速器；制動力矩；結構布置

10.16638/j.cnki.1671-7988.2016.05.004

CLC NO.: U463.5Document Code: AArticle ID: 1671-7988 (2016)05-81-03

前言

非公路礦用自卸車主要以其扭矩大，動力性強勁著稱。而電渦流緩速器則以其低速大扭矩、維護保養簡單、可靠性高等特點在汽車輔助制動市場上得到了較為廣泛的運用。所以將電渦流緩速器用于非公路礦用車是重型汽車廠家極大的優勢選擇。

輔助制動裝置用于山區行駛的汽車上，利用發動機排氣制動或電渦流緩速器等輔助制動裝置，則可使汽車下長坡時長時間而持續的降低或保持穩定車速并減輕或解除行車制動器的負荷[1]。特別是電渦流緩速器作為一種輔助制動裝置，是提高車輛運行安全的重要設備之一。其優勢：①極大的改善了車輛的制動性能，延長了制動蹄片及制動轂的使用壽命，降低車輛的使用成本；②降低了輪轂溫度，避免了爆胎的發生，大大提高了車輛的安全性能；③減少了剎車蹄片中有害粉塵的產生，緩解了車輛制動時產生的巨大噪音，具有良好的環保效應；④有效緩解由于制動器調整不當和磨損不均所造成的制動跑偏。

基于以上優勢，并隨著國內對車輛的安全性、舒適性、環保性要求的進一步提高，電渦流緩速器在汽車市場上必將扮演越來越重要的角色。

1、電渦流緩速器原理及匹配計算

1.1電渦流緩速器原理

電渦流緩速器是安裝在汽車變速箱與驅動橋之間通過相應的支架與車架相連，通過定子和轉子之間的磁場作用達到車輛減速的目的。其中定子和車架總成固定在一起（變速箱、后橋、車架），轉子通過突緣和傳動軸連接在一起高速旋轉。轉子和定子之間有很小的氣隙。定子中的多組線圈通電后產生巨大的力矩作用在旋轉的轉盤上使車輛減速。以下是電渦流緩速器的結構原理圖和電氣系統原理圖：

圖1　構原理圖

圖2　電控系統原理圖

2.2電渦流緩速器的匹配計算

現階段大多數廠家使用的非公路礦用車以總質量在40t-60t為主，現以50t非公路礦用車為主，匹配電渦流緩速器。電渦流緩速器的選型包括結構型式的選擇和制動力矩大小的確定。對于貨車，電渦流緩速器一般裝在變速箱與驅動車橋中間。

在汽車底盤上采用電渦流緩速器作為輔助制動裝置時，除考慮其空間布置外，還應重點考慮電渦流緩速器所產生的制動力矩是否能滿足汽車減速和制動的要求。

電渦流緩速器所能產生的最大制動力矩不應大于地面最大附著力：

Fz2—地面對后輪的法向反作用力，N；

G—汽車重力，G=mg，N；

φ—路面附著系數，在良好的混凝土或瀝青路面上，路面干燥時φ值為0.7-0.8，路面潮濕時為0.5-0.6；干燥的碎石路φ值為0.6-0.7； 干燥的土路φ值為0.5-0.6，濕路面時0.2-0.4[2]；

r—輪胎滾動半徑，m；

i0—汽車的主減速器傳動比；

L—汽車軸距，m；

a—汽車質心至前軸中心線的距離，m；

hg—汽車質心高度，m；

g—重力加速度，m/s2。

表1　參照某非公路礦用車50T級為例參數如下表

電渦流緩速器的最大制動力矩，一般采用下式計算：

式中m—汽車的總質量；

由上式計算得：

所以計算滿足要求。

電器系統主要考慮整車發電機的大小、整車電壓，而發電機的大小決定電渦流緩速器所需電流的大小，因此選擇發電機主要依據是電渦流緩速器所需電流的大小，即先確定所需最大扭矩，再從最大扭矩來確定電流，進而選擇合適的發電機。

表2　下表是某廠家生產的緩速器及相應參數

表3　某廠家生產的發電機及相應參數

由上面的結果顯示選擇6號電渦流緩速器，且工作電壓為24V；發電機型號：AVi168 A3131。

這樣就確定了緩速器的型號和發電機的型號。

3、電渦流緩速器的結構布置

由于現階段大多數生產廠家所使用底盤的結構形式單一，布置緩速器的位置比較局限，因此，在非公路礦用自卸車的結構布置上需要滿足各類要求，下圖為所布置的結構形式：

圖3　電渦流緩速器結構圖

4、實例

某車型電渦流緩速器的布置結構，此結構布置獲得實用新型專利，專利名稱：《礦用車電渦流緩速器裝置》，專利號：ZL201120171210.9。結構形式見下圖：

圖4　電渦流緩速器結構形式圖

5、結束語

通過此次電渦流緩速器的匹配計算與結構布置，可以很好地解決現階段電渦流緩速器在非公路礦用車上的應用，可以為將來電渦流緩速器成為重型載貨車輔助制動行之有效的依據。

參考文獻

[1]劉惟信.汽車設計[M].北京：清華大學出版社,2001.

[2]徐志生.汽車理論[M].第3版.北京：機械工業出版社,2000.

Off-highway Mining Vehicles Retarder Matching Calculation And Structural Analysis

Wu Xiangyang, Li Luling
（Yangzhou Shengda Special Vehicles Co., Ltd., Jiangsu Yangzhou 225100）

Abstract:In the existing frame structure under certain conditions, the matching calculation and structure layout of eddy current retarder are introduced and choose a reasonable arrangement on off-highway dump truck.For domestic off-highway dump truck used in coal mine now installation of Eddy current retarder, reasonable calculation, and selected the design that best match programmes between eddy current retarder and automobile.The structure layout of eddy current retarder is optimized, so that the performance is constantly improving on off-highway dump truck.

Keywords:off-highway mining vehicles; eddy current retarder; braking torque; structural arrangement

中圖分類號：U463.5

文獻標識碼：A

文章編號：1671-7988（2016）05-81-03

作者簡介：武向陽，助理工程師，就職于揚州盛達特種車有限公司。現從事非公路礦用自卸車整車設計及懸架系統的研究。