商用車電渦流緩速器智能小型化發展趨勢

摘 要：電渦流緩速器可以根據車輛負載情況和工況以及路面狀況進行調節，可以有效提高車輛制動性能。本文討論了電渦流緩速器的結構、工作原理以及智能控制的相關內容，隨著人工智能和車輛安全控制系統的研究進展，電渦流緩速器的智能控制也將成為一種趨勢，成為商用車的必備安全裝置。隨著緩速器控制器的微電腦控制技術發展，緩速器功能將通過大功率智能模塊進行展現，也會極大縮小緩速器的體積，向小型智能化方向發展。

關鍵詞：商用車;電渦流緩速器;智能

1 引言

隨著我國高速公路的普及以及人們對出行交通安全問題的不斷關注，車輛制動負荷的問題更加突出，傳統的制動方式表現出越來越多的局限性。電渦流緩速器的應用，可以通過承擔車輛運行中的大部分制動負荷，將車輪制動器負荷降低，其制動力可根據車輛負載情況和工況以及路面狀況進行調節，有效提高了車輛制動性能，使車輛行駛的安全性得到了進一步提升。此外電渦流緩速器的低速性能好，制動力矩大，故障率低，并且可以減少制動噪音和制動粉塵的產生。因此汽車緩速器行業逐漸成為人們高度關注的新興行業，在商用車應用中受到很大關注。

2 電渦流緩速器結構及工作原理

電渦流緩速器是一種汽車輔助制動裝置，也稱作電剎，一般由定子、轉子及固定支架等組成，定子通過固定支架固定在車輛底盤上。緩速器的轉子一般有兩個，分別在定子兩側，使用過渡法蘭進行連接，并與傳動系統相連，轉子上有風扇葉片用于散熱。緩速器安裝在發動機上或在變速器的前面，稱為一級緩速器;安裝在變速器后面，汽車驅動橋的前面的，稱為二級緩速器。現代緩速器主要有液力緩速器、電渦流緩速器、發動機制動器及排氣制動器，都可以減緩或增進制動器及各零部件的相關性能，輔助制動。

電渦流緩速器相當于一臺直流大功率力矩電機，利用電磁感應原理進行工作。在定子底板上安裝有多個電磁線圈，線圈之間用導線互相連接。通電后，電流通過定子的勵磁線圈產生交變磁場，該磁場在相鄰鐵心、磁極板、氣隙、轉子之間形成一個回路，轉子在交變磁場中做旋轉運動切割磁感線，并產生反向作用力。因定子固定，轉子與傳動軸相連，傳動軸通過車橋與車輪相連，轉子上的反向作用力作用在車輪上從而達到使車輛減速的目的。

3 電渦流緩速器在商用車中的應用

電渦流緩速器通常與傳統制動行車制動器及其它輔助制動器搭配使用，在大多數商用車上擔任控制車速的作用。目前我國高檔大、中型客車已普遍采用電渦流緩速器，我國建設部公布執行的《城市客車分等級技術要求與配置》（CJT 162-2019）明確規定超二級、超一級、高級的市區和城郊城市客車必須裝備緩速器。商用車輛裝配電渦流緩速器在提高制動效能的同時，還可以減少車輪制動器熱衰退，制動器摩擦襯片總成的壽命可延長數倍，從而減少制動器的維修保養工作量，使保養周期延長，具有良好的使用經濟性。

根據車輛行駛的不同工況，電渦流緩速器可以按照操作者的控制，提供多種不同的緩速阻制動力矩，在緩速器的控制裝置上設有相應的控制檔位。在商用車中安裝緩速器的控制方式有手控、腳控和ABS聯合控制等。一般情況下使用手控方式，在減輕車輪制動器負荷的同時，也能避免車輪制動器過熱。當車輛空載或行駛在冰雪、泥濘路段時，由于車輪對地的附著力較低，在使用聯合控制時要注意不能升檔太快，以前引起車輪打滑。

電渦流緩速器只是車輛制動系統中的輔助制動裝置，只能起減速作用，不能使車輛完全停止，所以車輛進站或停車時還需要使用行車制動器制動。隨著高鐵時代的到來，商用客車越來越小型化，電渦流緩速器的發展趨勢也越來越小型化，各廠家除了優化設計緩速器外，還在選用材料上下功夫，即選用既滿足性能要求同時質量較輕的材料。如泰樂瑪汽車制動系統（上海）有限公司的AX3系列電渦流緩速器的質量和體積都有減小，特別是其轉子重量較其它公司較小45%以上。另外為了提高了轉子散熱效率。

4 電渦流緩速器的智能控制

現有的電渦流緩速器多采用分檔控制，所產生的制動力矩是分級階段不連續的，這樣帶來的問題就是檔位的頻繁變換會增加駕駛員的疲勞感和緊張感，尤其在夜間或路況不好的地方行駛，會帶來一些安全隱患，緩速器的作用不能充分發揮。現有的電渦流緩速器將是采用無級調節技術，及通過電子控制裝置調節勵磁線圈中的電流大小來控制磁場的強度，從而使得所產生的制動力矩連續變化，更好地適應車輛的制動要求。同時有必要根據路面參數、速度、載重等指標，對緩速器進行智能設計。采用微電腦芯片智能控制，循環檢測，自動識別，風險排除等功能。緩速器控制器的無級調節還應該具有過壓，過流、過溫，短路、開路等保護功能。緩速器與汽車信息交互功能，產品工作狀態和汽車運行狀態進行信息交互，自動調整自身工作狀態。緩速器與汽車匹配的CAN總線通訊機制，能通過SCI模塊可與電腦通訊，與電腦進行信息交換，掉電記憶功能，能通過EEPROM模塊可將掉電前的信息保存下來等。

車速信號采集。在商用車上，ABS傳感器齒面一般與車軸垂直，做成端面齒，通過ABS車速傳感器進行車速信號的采集。

前后車距參數采集。前后車距參數可以通過超聲波、微波雷達、激光測距、紅外線等方法進行采集。

道路坡度參數采集。可以使用車身縱向加速度角位移傳感器和車身上下位移傳感器進行動態聯合測量，對道路坡度進行識別。

傳感器將采集到的車速信號、前后車距信號以及道路坡度信號等傳遞給緩速器控制系統，進行數據處理和等級劃分，劃分出不同的速度和坡度等級，然后控制系統將電渦流緩速器掛入相應的檔位對車輛行駛狀況進行干預，保障行駛安全。

5 總結

本文討論了電渦流緩速器的結構、工作原理以及智能控制的相關內容，緩速器作為一種輔助剎車系統的先進技術應用于商用車，成為商用汽車的必備安全裝置。隨著人工智能和車輛安全控制系統的研究進展，電渦流緩速器的智能控制也將成為一種趨勢，成為商用車生產商展現技術實力的重要內容之一。

參考文獻：

[1]汪貴行.電渦流緩速器在大中型客車上的使用[J].商用汽車，2001（12）.

[2]沈持平.電渦流緩速器在大客車上的應用前景[J].機械與自動化，2014（05）.

作者簡介：陳華（1988-），男，湖北廣水人，本科，機械工程師，研究方向：機械設計制造及其自動化。