[摘 要]电涡流缓速器在汽车制动系统上的应用逐渐广泛,本文首先分析了电涡流缓速器的工作原理,在此基础上重点探讨了电涡流缓速器在城市公共汽车制动系统上的应用优势以及常见的故障分析,提出了具体的电涡流缓速器维护保养措施与建议,对于进一步提高电涡流缓速器在汽车制动系统上的应用及维护保养水平具有一定的借鉴意义。
[关键词]电涡流缓速器;客车制动系统;故障分析
[中图分类号]U463.5 [文献标识码]A [文章编号]1005-6432(2010)14-0073-02
1 引 言
公共汽车由于行车密度很高,在交通情况复杂的城市道路上行驶,为避免交通事故,需要进行频繁的不同程度的制动。在这些情况下,单靠行车制动系统难以完成这样的制动任务。因为长时间频繁工作不仅会使制动系统工作温度大大提高,还会使制动器发生热衰退,以致制动效能大大降低,甚至制动力完全失效,这是汽车的安全要求所不允许的。目前的制动器普遍采用接触式制动原理,不可避免地存在制动器寿命短或制动失效率高的缺点,因此无接触式辅助制动系统应运而生,俗称缓速器。它的采用提高了刹车片的寿命,从根本上克服了上述缺点。 本文重点对电涡流缓速器在客车制动系统上的应用进行分析,并进行简单的故障诊断探讨,以期探讨电涡流缓速器在客车制动系统中的具体应用,并和广大同行分享。
2 电涡流缓速器的工作原理分析
电涡流缓速器利用电磁学原理,将车辆的动能转化为热能消耗掉,来实现车辆的减速和制动。电涡流缓速器制动力矩的产生具体过程是这样的:当驾驶员接通缓速器的控制手柄(或踩下制动踏板)开关进行减速或制动时,电涡流缓速器的励磁线圈自动通以直流电流而励磁,产生的磁场在定子磁极气隙和前后转子盘之间构成回路。磁极磁通量的大小与励磁线圈的匝数以及所通过的电流大小有关,另外转子盘和铁芯的材料也影响磁场的分布。这时在旋转的转子盘上,其内部无数个闭合导线所包围的面积内磁通量就发生变化(或者说其内部无数个闭合导线就切割励磁线圈所产生的磁力线),从而在转子盘内部产生无数涡旋的感应电流,即涡电流(以下简称涡流)。在转子盘内会因为磁通量的减少或增加而产生两种方向相反的涡流。一旦涡流产生后,磁场就会对这些涡流产生力的作用,即阻止转子盘转动的力(制动力),阻力的方向可由弗莱明(Flemin)左手法则来判断。阻力的合力沿转子盘周向形成与其旋转方向相反的制动力矩,同时涡流在具有一定电阻的转子盘内部流动时会产生热效应而导致转子发热。这样,车辆行驶的动能就通过感应电流转化为热能,并通过转子盘上的叶片产生的强劲风力将热量迅速散发出去。
电涡流缓速器安装在汽车的传动系统中,用来提高车辆的安全性能。简单地说,电涡流缓速器的工作原理是利用电磁学原理把汽车行驶的动能转化为热能而散发掉,从而实现汽车的减速。
3 电涡流缓速器在客车制动系统上的应用
3.1 应用分析
为了进一步验证电涡流缓速器在客车制动系统上的应用情况,笔者特意对高州市在制动系统部件安装有电涡流缓速器的公共汽车进行实际跟车考察,经过笔者一段时间的观察,发现电涡流缓速器有以下应用特点:
(1)制动效能高
电涡流缓速器利用电磁场原理工作,本身没有机械磨损,其优越性能比较突出。试验检测其制动功率为励磁功率的50~80倍,最大制动转矩可达3000N•m。在行车制动过程中,电涡流缓速器产生的制动转矩占总制动转矩的30%～80%。特别是在常用速度范围,其制动转矩比例达50%左右。
(2)故障率低,可靠性好电涡流缓速器本身没有机械磨损,散热良好,平均无故障工作时间达15800小时。缓速器的标定工作温度为130℃,实际正常工作温度在70℃左右。
(3)制动响应快,操作性能好
相对于机械制动器,电信号控制和电磁场工作的响应更快。在操作上,与制动踏板联动,驾驶员只需踩下制动踏板,电涡流缓速器即先于机械制动器起作用,自动发挥其最好的作用。
(4)用作辅助制动装置
电磁场工作原理决定了其不能使车辆减速到零便立即完全停住车。所以在控制设计上,当车速小于5km/h时,系统退出制动待命状态,由机械制动器单独承担制动负荷。
3.2 故障分析
由于电涡流缓速器在具体应用上,将车速信号传感器安装在缓速器上,感应采集车速变化信号,该信号控制电涡流缓速器系统是否进入制动待命状态。在驱动控制器作用下,当车速大于5km/h时,系统进入制动待命状态。车速在0～5km/h时,系统退出制动待命状态,对司机的制动操作不响应。因为车辆在这样低速行驶或停住时,无须辅助制动,可避免缓速器因司机踩住制动踏板而继续通电,以保护励磁线圈不被烧损。
因此对于电涡流缓速器而言,最容易发生的故障现象就是励磁线圈的烧损,一旦励磁线圈损毁,将致使整个电涡流缓速器工作的失效,因此对于电涡流缓速器的常见故障,应该首先检查励磁线圈是否正常通断电,并在此基础上检查外围电路,一般都是由于电子元件的失效而引发故障的。
电涡流缓速器的维护保养主要包括清洗和定期维护两个方面。
(1)电涡流缓速器的清洗
车辆在粉尘较多的环境里或泥泞道路上行驶,灰尘、泥土等必定黏附并沉积到电涡流缓速器上,从而影响到电涡流缓速器的散热性能和使用寿命,所以必须经常清洗。清洗电涡流缓速器维护保养的内容主要包括以下几点:
①检查电涡流缓速器接线端子。打开电涡流缓速器接线盒,检查各接线端,如有松动就紧固接线柱螺母。
②检查接地线。注意检查电涡流缓速器和车架上的接地线,如有松动,必须将其紧固。
③检查变速器输出端。注意查看电涡流缓速器与变速器的结合部,如有漏油现象,则需要更换变速器后油封。
(2)电涡流缓速器的定期维护
电涡流缓速器定期维护保养的项目分为5000公里、2万公里和6万公里3个不同周期来进行,每40万公里还要将电涡流缓速器拆下,目测检查转子是否有变形、刮伤、裂纹等问题,如发现异常,应停止使用,并在最短的时间内修复。
4 结 语
电涡流缓速器是一种高效汽车制动辅助装置,既可以使汽车在坡道行驶时方便地实行缓速和恒速行驶,也可以在高速公路或者路况较差的情况下及时轻松地进行缓速,因此可极大提高汽车行驶时的安全性与舒适性。电涡流缓速控制器作为电涡流缓速器总成的电控部分,其性能直接影响电涡流缓速器的使用效果。本文对电涡流缓速器在客车制动系统上的应用及常见故障进行了简单分析,对于提高电涡流缓速器的应用水平和维护保养水平具有一定借鉴意义。
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