汽車永磁無級緩速器的設計與仿真分析

何富君，劉 凱，張瑞杰，張青源，張雨婷

(東北石油大學 機械科學與工程學院，黑龍江 大慶 163318)

汽車在坡長而陡的山區公路行駛時經常需要在低速擋下工作，且制動器需要長時間持續制動，導致剎車摩擦片性能高溫退化、材料變形甚至開裂[1]，行車安全系數降低,并伴隨噪聲和粉塵污染。在中國國家標準《機動車運行安全技術條件》[2]中規定部分汽車應裝備緩速器或其他輔助制動裝置，使車輛具有持續制動能力，提升行車安全性、舒適性和環保性。緩速器一般采用磁作用非接觸摩擦制動方式，可分為電渦流緩速和永磁緩速。

電渦流制動技術比較成熟，已經廣泛應用在中大型車輛上。永磁制動尚處研究階段，由于其具有節約電能、體積相對較小等優點，中外學術界對永磁非摩擦制動的研究越來越重視，但國內高校在這方面的研究還不多，且還沒有能夠實現可靠無級制動的報道。美國德克薩斯州農工大學的Gay等[3]根據客車制動要求，提出了一種制動器和永磁緩速器聯合制動的結構方案，該緩速器只有制動和非制動2種工作狀態且結構復雜。2014年廣西大學黃亦其教授帶領團隊展開了對裝有永磁緩速器客車聯合制動性能的研究[4]，結果表明如果緩速器能實現多級制動將極大提高客車的制動安全性和行駛舒適性。2015年江蘇大學何仁教授課題組開展了永磁緩速器的設計理論和仿真分析研究[5]，同時提出了一種最大制動力矩600 N·m的分級式永磁緩速器設計方案，但其只能實現三級制動，制動力矩小且漏磁嚴重。……