汽车电涡流缓速器

毕业论文

车用机电式电涡流缓速器试验台

2014年4月26日

摘 要

电涡流缓速器是利用电磁学原理，将汽车行驶中的动能转化为热能散发掉，从而实现汽车减速和制动作用的装置。普通电涡流缓速器的主要缺点是体积较大，质量较重，安装对原车传动系统影响较大。

本论文详细地介绍了车用机电式电涡流缓速器的结构和工作原理，在此基础上进行了缓速器试验台的设计结合电涡流缓速器的性能特性与要求以及电涡流缓速器台架试验方法，介绍了电涡流缓速器试验台的工作原理及其结构。提出了机电式电涡流缓速器的台架试验项目和试验方法，并进行了实例介绍。

本文从该试验台的设计要求出发，介绍了该试验台的设计依据，对试验台的 各个系统都给以了详细的说明。同时分析了实际车辆的制动过程，建立尽可能多 的影响汽车实际工作情况的因素，得出了合理的惯性模拟系统。并用电机、飞轮 和轴共同模拟汽车惯性的多分流加载法。另外，本文设计了精确的测控系统，通 过对硬轴联接的双电机进行同步转速控制以及采取抗干扰措施，从而对缓速器的 温度、转速、转矩等进行有效的测量。

关键词：电涡流，缓速器，测控系统，抗干扰

I

毕业论文

Abstract

Electromagnetic principle is the use

一、电涡流缓速器电气控制系统简介

电涡流缓速器电气控制系统能按照车辆的行驶状态和操作者的控制要求，为缓速器定子线圈组通电或断电，保证车辆正常行驶需要。这一控制系统一般由以下零部件所组成：

1、手控开关，

2、气压开关总成，

3、速度通断开关（或ABS接口盒）， 4、继电器盒总成，

以上部件通过线束连接成一个有机的控制系统。 1、常见的电气控制系统电路图：

图1是电涡流缓速器的最基本的电气控制系统，它仅提供给操作者一种手动控制方式。当操作者扳动手控开关时，继电器盒内的电触点就相应动作，为缓速器定子线圈组通电。

下页图2是目前比较常用的缓速器电气控制系统，它除了为操作者提供手动控制方式以外，还增加了脚踏板控制方式。当操作者扳动手控开关时，继电器盒内的电触点就相应动作，为缓速器定子线圈组通电；同时，当车辆达到一定的行驶速度以上时，操作者踩下制动踏板，继电器盒也会对缓速器定子线圈组通电，使缓速器操作更为方便。

1

2

有些车辆制造厂在带有ABS（刹车防抱死装置）的车辆上还采用了图4所示的缓速器电气控制系统。

除了以上几种电控方式以外，有些车辆制造厂还根据自己生产的汽车产品的实际情况，在具体的接线方式上稍有差别，限于篇幅，在此就不

本文简单介绍了缓速器的发展历史,重点叙述了液力缓速器的基本结构、工作原理和控制方式,并对液力缓速器的制动效果做了初步的分析。

汽车液力缓速器的原理及应用

黄榕清，吴磊

华南理工大学汽车工程学院 广州 （510640）

E-mail：摘 要：本文简单介绍了缓速器的发展历史，重点叙述了液力缓速器的基本结构、工作原理和控制方式，并对液力缓速器的制动效果做了初步的分析。 关键词：车辆；液力缓速器；辅助制动

1．引言

汽车制动系是汽车安全行驶中最重要的系统之一。随着发动机技术发展和道路条件的改善，汽车的行驶速度和单次运行距离都有了很大的发展，行驶动能大幅度的提高。从而使得传统的摩擦片式制动装置越来越不能适应长时间、高强度的工作需要。由于频繁或长时间的使用行车制动器，出现摩擦片过热的制动效能热衰退现象，严重时导致制动失效，威胁到行车安全[1]。车辆也因为频繁更换制动蹄片和轮胎导致运输成本的增加。为了解决这一问题应运而生的各种车辆辅助制动系统迅速发展，液力缓速器就是其中一种。

2 液力缓速器的发展历史

最早出现液力缓速器是为了解决火车短距离内减速困难的问题。此后，液力缓速器被用在汽车列车上，发现其很好的辅助制动效果。当今液力缓速器约来越多的被运用到重型货车和大、中型客

本文简单介绍了缓速器的发展历史,重点叙述了液力缓速器的基本结构、工作原理和控制方式,并对液力缓速器的制动效果做了初步的分析。

汽车液力缓速器的原理及应用

黄榕清，吴磊

华南理工大学汽车工程学院 广州 （510640）

E-mail：摘 要：本文简单介绍了缓速器的发展历史，重点叙述了液力缓速器的基本结构、工作原理和控制方式，并对液力缓速器的制动效果做了初步的分析。 关键词：车辆；液力缓速器；辅助制动

1．引言

汽车制动系是汽车安全行驶中最重要的系统之一。随着发动机技术发展和道路条件的改善，汽车的行驶速度和单次运行距离都有了很大的发展，行驶动能大幅度的提高。从而使得传统的摩擦片式制动装置越来越不能适应长时间、高强度的工作需要。由于频繁或长时间的使用行车制动器，出现摩擦片过热的制动效能热衰退现象，严重时导致制动失效，威胁到行车安全[1]。车辆也因为频繁更换制动蹄片和轮胎导致运输成本的增加。为了解决这一问题应运而生的各种车辆辅助制动系统迅速发展，液力缓速器就是其中一种。

2 液力缓速器的发展历史

最早出现液力缓速器是为了解决火车短距离内减速困难的问题。此后，液力缓速器被用在汽车列车上，发现其很好的辅助制动效果。当今液力缓速器约来越多的被运用到重型货车和大、中型客

液力缓速器基本结构及工作原理

一、基本结构

液力缓速器结构大致相同，以VOITH液力缓速器为例（图1），它是由转子、定子、工作腔、输入轴、热交换器、储油箱和壳体组成。其安装方式一般分为与传动轴串连和并连两种。串连时可在变速器前、后安装；如果采取并连，则缓速器和变速器做成一个整体来安装。对于装有带液力变矩器的自动变速器车辆来说，原变速器系统已配备了储油罐、油泵和散热器等部件，因此，在配有自动变速器的客车和载货汽车上安装液力缓速器成本更低。

二、工作原理

缓速器工作时，压缩空气经电磁阀进入储油箱，将储油箱内的变速器油经油路压进缓速器内，缓速器开始工作。转子带动油液绕轴线旋转；同时，油液沿叶片方向运动，甩向定子。定子叶片对油液产生反作用，油液流出定子再转回来冲击转子，这样就形成对转子的阻力矩，阻碍转子的转动，从而实现对车辆的减速作用。工作液在运动过程中使进出口形成压力差，油液循环流动，通过热交换器时，热量被来自发动机冷却系统的冷却水带走。整个系统工作原理如图2所示。

1 热交换器整体 25 控制压力（Py）气路“A” 1/1 液力缓速器油-冷却循环通路 26 供压（Pv）气路

电涡流传感器——静态标

定

一、实验目的

1．了解电感式、电容式传感器的结构、工作原理

2．了解调幅电路的特点，测试电涡流传感器的电路特点，测试电涡流传感器的变换特性

3．了解电涡流传感器及电路的灵敏度、线性度数据处理方法 二、实验原理 1．概述

电涡流传感器是70年代中期迅速发展的一种新型电传感器，它广泛应用于机械位移、振动监测、金属材料鉴别、无损探伤等技术领域。 2．变换原理

电涡流传感器通常由扁平环形线圈组成，见图一。在线圈中通以高频电流，频率一般为1~3MHz左右，在线圈中产生高频交变磁场，当导电金属板接近线圈时，交变磁场在板的表面感应电流，即涡电流。电涡流也产生一个反向磁场，从而消弱原磁场，也就相应改变了原线圈的自感量L和阻抗Z，其变化与金属涡流片的电阻率ρ、导磁率μ、金属涡流片厚度h、线圈的激励频率ω、温度t以及

与线圈的距离δ有关，即

若仅改变δ，其它参数不变，Z仅是位移δ的单值函数，这样可以实现位移的测量。

图1 涡流式位移传感器的基本结构及工作原理图

3．测量电路

测量电路通常有阻抗分压式调幅电路及调频电路，本实验用的为调幅电路。

三、实验部件

电涡流传感器、电涡流传感器实验模块、螺旋测微仪、电压表、示波器 四、实验步骤

1、连接

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一、缓速器的正确使用 1.1、缓速器的操作步骤：

1.1.1、开点火开关，红色的电源指示灯变亮（缓速器电源总开关必须已经闭合）。表示整个缓速器供电已经正常，此时不管是否踩下制动踏板或拨动手拨开关，缓速器都不会工作。

1.1.2、汽车起步超过一定车速（根据缓速器型号及后桥速比及轮胎半径等参数不同，具体车速也不同，约2～10km/h），准备工作灯亮，表示缓速器进入工作待命状态。

1.1.3、踏下制动踏板或者拨下手拨开关。缓速器开始制动，车辆速度明显降低。根据踏下踏板的不同角度，以及选择手拨开关的不同档位，缓速器以不同档位进行工作，三组工作指示灯依次变亮。

1.1.4、随着车速的降低，当车速低于临界速度（约2～10km/h）时，准备工作灯熄灭，缓速器停止工作。（切记将手拨开关回到零位） 1.2、缓速器使用注意要点：

1.2.1、一般情况下尽可能使用手控方式或尽量轻踩制动踏板，可以大大减轻常规制动器负荷，避免制动器磨损过快或者温度过高，使其始终处于良

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好的工作状态，这样当行驶

介绍了电涡流传感器的安装方法,步骤,注意事项。

安装步骤：

1 探头的安装

① 探头插入安装孔之前，应保证孔内无杂物，探头能自由转动而不会与导线缠绕。 ② 为避免擦伤探头端部或监视表面，可用非金属测隙规测定探头的间隙。

③ 也可用连接探头导线到延伸电缆及前置器的电汽方法整定探头间隙。

当探头间隙调整合适后，旋紧防松螺母。此时应注意，过分旋紧会使螺纹损坏。探头被固定后，探头的导线也应牢固。延伸电缆的长度应于前置器所需的长度一致。任意的加长或缩短均会导致测量误差。具体安装如图1所示。

图1 传感器探头安装示意图

当每个测点需要同时安装两个传感器探头，两个探头应分别安装在轴承两边的同一平面上相隔90°±5°。由于轴承盖一般是水平分割的，因此通常将两个探头分别安装在垂直中心线每一侧45°，从原动机端看，分别定义为X探头（水平方向）和Y探头（垂直方向），X方向在垂直中心线的右侧，Y方向在垂直中心线的左侧。如图2所示。

图2 同时安装两个传感器探头

2 延伸电缆的安装

延伸电缆作为连接探头和前置器的中间部分，是涡流传感器的一个重要组成部分，所以延伸电缆的安装应保证在使用过程中不易受损坏，应避免延伸电缆的高温环境。探头与延伸电缆的连接处

介绍了电涡流传感器的安装方法,步骤,注意事项。

安装步骤：

1 探头的安装

① 探头插入安装孔之前，应保证孔内无杂物，探头能自由转动而不会与导线缠绕。 ② 为避免擦伤探头端部或监视表面，可用非金属测隙规测定探头的间隙。

③ 也可用连接探头导线到延伸电缆及前置器的电汽方法整定探头间隙。

当探头间隙调整合适后，旋紧防松螺母。此时应注意，过分旋紧会使螺纹损坏。探头被固定后，探头的导线也应牢固。延伸电缆的长度应于前置器所需的长度一致。任意的加长或缩短均会导致测量误差。具体安装如图1所示。

图1 传感器探头安装示意图

当每个测点需要同时安装两个传感器探头，两个探头应分别安装在轴承两边的同一平面上相隔90°±5°。由于轴承盖一般是水平分割的，因此通常将两个探头分别安装在垂直中心线每一侧45°，从原动机端看，分别定义为X探头（水平方向）和Y探头（垂直方向），X方向在垂直中心线的右侧，Y方向在垂直中心线的左侧。如图2所示。

图2 同时安装两个传感器探头

2 延伸电缆的安装

延伸电缆作为连接探头和前置器的中间部分，是涡流传感器的一个重要组成部分，所以延伸电缆的安装应保证在使用过程中不易受损坏，应避免延伸电缆的高温环境。探头与延伸电缆的连接处

姓名 专业班级 学号 序号

5 电涡流传感器特性实验

一、实验目的

了解电涡流传感器测量位移的工作原理和特性。 了解不同的被测体材料对电涡流传感器性能的影响。 了解电涡流传感器位移特性与被测体的形状和尺寸有关。

二、需用器件与单元

主机头静态位移安装架、电涡流传感器、端面积不同的两个铝质被测体、被测体(铁圆片、铜圆片、铝圆片)、测微头、主板F/V表、涡流变换器、示波器。

三、相关单元简介

涡流变换器电路原理与面板如图1所示。电路组成：

⑴ Q8-1、C8-1、C8-2、C8-3组成电容三点式振荡器，产生频率约为1MHz的正弦载波信号。电涡流传感器接在振荡回路中，传感器线圈是振荡回路的一个电感元件。振荡器的作用是将位移变化引起的振荡回路的Q值变化转换成高频载波信号的幅值变化。

⑵ D8-1、C8-5、L8-2、C8-6组成了由二极管和LC形成的π形滤波的检波器。检波器的作用是将高频调幅信号中传感器检测到的低频信号取出来。

⑶ Q8-2组成射极跟随器。射极跟随器的作用是输入、输出匹配以获得尽可能大的不失真输出的幅度值。

图1 涡流变换器电路原理与面板

四、预习思考题