武向阳，李璐伶（扬州盛达特种车有限公司，江苏 扬州 225100）



非公路矿用车缓速器的匹配计算与结构分析

武向阳，李璐伶
（扬州盛达特种车有限公司，江苏 扬州 225100）

摘要：在现有车架结构尺寸一定的条件下，介绍电涡流缓速器在非公路矿用自卸车上的匹配计算和结构布置，选择合理的结构布置。针对现在国内非公路矿用自卸车安装电涡流缓速器，进行合理的计算，选择最佳的设计匹配方案。对电涡流缓速器的结构布置进行优化，使现在的非公路矿用自卸车性能得到不断的提升。

关键词：非公路矿用车；电涡流缓速器；制动力矩；结构布置

10.16638/j.cnki.1671-7988.2016.05.004

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

前言

非公路矿用自卸车主要以其扭矩大，动力性强劲著称。而电涡流缓速器则以其低速大扭矩、维护保养简单、可靠性高等特点在汽车辅助制动市场上得到了较为广泛的运用。所以将电涡流缓速器用于非公路矿用车是重型汽车厂家极大的优势选择。

辅助制动装置用于山区行驶的汽车上，利用发动机排气制动或电涡流缓速器等辅助制动装置，则可使汽车下长坡时长时间而持续的降低或保持稳定车速并减轻或解除行车制动器的负荷[1]。特别是电涡流缓速器作为一种辅助制动装置，是提高车辆运行安全的重要设备之一。其优势：①极大的改善了车辆的制动性能，延长了制动蹄片及制动毂的使用寿命，降低车辆的使用成本；②降低了轮毂温度，避免了爆胎的发生，大大提高了车辆的安全性能；③减少了刹车蹄片中有害粉尘的产生，缓解了车辆制动时产生的巨大噪音，具有良好的环保效应；④有效缓解由于制动器调整不当和磨损不均所造成的制动跑偏。

基于以上优势，并随着国内对车辆的安全性、舒适性、环保性要求的进一步提高，电涡流缓速器在汽车市场上必将扮演越来越重要的角色。

1、电涡流缓速器原理及匹配计算

1.1电涡流缓速器原理

电涡流缓速器是安装在汽车变速箱与驱动桥之间通过相应的支架与车架相连，通过定子和转子之间的磁场作用达到车辆减速的目的。其中定子和车架总成固定在一起（变速箱、后桥、车架），转子通过突缘和传动轴连接在一起高速旋转。转子和定子之间有很小的气隙。定子中的多组线圈通电后产生巨大的力矩作用在旋转的转盘上使车辆减速。以下是电涡流缓速器的结构原理图和电气系统原理图：

图1　构原理图

图2　电控系统原理图

2.2电涡流缓速器的匹配计算

现阶段大多数厂家使用的非公路矿用车以总质量在40t-60t为主，现以50t非公路矿用车为主，匹配电涡流缓速器。电涡流缓速器的选型包括结构型式的选择和制动力矩大小的确定。对于货车，电涡流缓速器一般装在变速箱与驱动车桥中间。

在汽车底盘上采用电涡流缓速器作为辅助制动装置时，除考虑其空间布置外，还应重点考虑电涡流缓速器所产生的制动力矩是否能满足汽车减速和制动的要求。

电涡流缓速器所能产生的最大制动力矩不应大于地面最大附着力：

Fz2—地面对后轮的法向反作用力，N；

G—汽车重力，G=mg，N；

φ—路面附着系数，在良好的混凝土或沥青路面上，路面干燥时φ值为0.7-0.8，路面潮湿时为0.5-0.6；干燥的碎石路φ值为0.6-0.7； 干燥的土路φ值为0.5-0.6，湿路面时0.2-0.4[2]；

r—轮胎滚动半径，m；

i0—汽车的主减速器传动比；

L—汽车轴距，m；

a—汽车质心至前轴中心线的距离，m；

hg—汽车质心高度，m；

g—重力加速度，m/s2。

表1　参照某非公路矿用车50T级为例参数如下表

电涡流缓速器的最大制动力矩，一般采用下式计算：

式中m—汽车的总质量；

由上式计算得：

所以计算满足要求。

电器系统主要考虑整车发电机的大小、整车电压，而发电机的大小决定电涡流缓速器所需电流的大小，因此选择发电机主要依据是电涡流缓速器所需电流的大小，即先确定所需最大扭矩，再从最大扭矩来确定电流，进而选择合适的发电机。

表2　下表是某厂家生产的缓速器及相应参数

表3　某厂家生产的发电机及相应参数

由上面的结果显示选择6号电涡流缓速器，且工作电压为24V；发电机型号：AVi168 A3131。

这样就确定了缓速器的型号和发电机的型号。

3、电涡流缓速器的结构布置

由于现阶段大多数生产厂家所使用底盘的结构形式单一，布置缓速器的位置比较局限，因此，在非公路矿用自卸车的结构布置上需要满足各类要求，下图为所布置的结构形式：

图3　电涡流缓速器结构图

4、实例

某车型电涡流缓速器的布置结构，此结构布置获得实用新型专利，专利名称：《矿用车电涡流缓速器装置》，专利号：ZL201120171210.9。结构形式见下图：

图4　电涡流缓速器结构形式图

5、结束语

通过此次电涡流缓速器的匹配计算与结构布置，可以很好地解决现阶段电涡流缓速器在非公路矿用车上的应用，可以为将来电涡流缓速器成为重型载货车辅助制动行之有效的依据。

参考文献

[1]刘惟信.汽车设计[M].北京：清华大学出版社,2001.

[2]徐志生.汽车理论[M].第3版.北京：机械工业出版社,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

中图分类号：U463.5

文献标识码：A

文章编号：1671-7988（2016）05-81-03

作者简介：武向阳，助理工程师，就职于扬州盛达特种车有限公司。现从事非公路矿用自卸车整车设计及悬架系统的研究。