新型能量回收緩速器機械結構設計

蔡袁琦 曹建波 鄂世舉 文 歡 沈娟亞

(浙江師范大學工學院，浙江 金華321004)

0 引言

緩速器是一種輔助剎車機構，采用非干摩擦制動方式，通過作用于原車的傳動系統而減輕原車制動系統的負荷，使車輛均勻減速，增強車輛的安全性和可靠性，停修時間短，可提高運輸效率、車輛使用經濟性以及駕駛舒適性，也保證了駕駛員與乘客的安全[1-3]。傳統電渦流緩速器[4-5]制動時，將車輛的動能轉變為熱能散失，在我國標準的ECE15工況下，制動所消耗的能量占整個剎車系統的56%～92%。本文針對該問題，設計了一種具有能量回收功能的新型緩速器。

1 新型能量回收緩速器機械結構設計

新型能量回收緩速器由緩速器發電裝置、控制器和儲能裝置構成。根據傳動軸直徑及實際汽車安裝空間限制最終確定新型能量回收緩速器電機尺寸為長300mm，寬450mm，高300mm。控制器箱體為長40mm，寬100mm，高20mm。蓄電池殼體長40mm，寬100mm，高40mm。

1.1 發電裝置設計

緩速器發電裝置主要由電機構成，電機安裝在車輛主變速器后的第一傳動軸上。電機由于質量較重，在頂部設計了四個固定座，用螺母固定在車架，減輕對傳動軸的壓力。具體結構如圖1所示。緩速器電機在發電時同時會產生渦流現象，所以安裝位置盡量選在空氣流動較好，易于散熱的第一傳動軸上。根據汽車實際能安裝空間，保證散熱面積的情況下，最終確定新型能量回收緩速器電機尺寸為長300mm,寬450mm，高300mm。

圖1 緩速器電機

1.2 控制器設計

控制器的形狀為盒體，內部安裝有逆變電路、功率模塊驅動和保護電路。在控制器右側設計一塊固定板，長40mm，寬100mm，厚10mm，在固定板四個角上設有四個螺孔，用于固定。控制器電壓為36V，工作過程中要求有較高的穩定性，所以安裝在汽車車架右側，用螺釘固定。控制器盒體長40mm，寬100mm，高30mm。

1.3 儲能裝置設計

儲能裝置由蓄電池和四個功率IGBT管子組成。IGBT是絕緣柵場效應管和大功率晶體管（GTR）的復合器件，其被放置在儲能裝置盒中，儲能裝置盒右側同樣設置四個螺孔，用螺母固定安裝在控制器后面的車架上。儲能裝置盒的尺寸為長40mm，寬100mm，高40mm。

通過對以上零部件的設計，安裝到客車或貨車車體后的裝配圖，如圖2所示。

圖2 緩速器車體裝配圖

2 結論

本文對新型能量回收緩速器的結構及形狀尺寸進行了設計和研究，并通過Solidworks軟件繪制了新型能量回收緩速器的效果圖和裝配圖。新型能量回收緩速器具有節約能耗、緩速效果好等優點，同時解決了傳統緩速器散熱問題，未來擁有很好的市場前景。

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