汽车辅助制动装置的研究与开发

行业:城市公共交通运输

成熟度:通过中试

项目简介

  随着汽车的技术进步,现代汽车发动机功率已经比过去增加了2~3倍,汽车的行驶速度大幅度提高,这意味在同样的制动条件、同样的时间内,现代汽车的制动器要产生更多的热量,要承受更多的热负荷。然而现在的车辆制动器虽经多方面改进,如加宽制动鼓和摩擦片的尺寸,改变摩擦片材料配方,鼓式制动改为盘式制动等,但都无法从根本上解决问题。受空间尺寸的限制,现有车轮制动器的散热能力始终是有限的,其制动性能最多仅比原来提高1。2倍。频繁或长时间制动后,温升过高不可避免,制动负荷过大的问题更加突出。若这些制动负荷全部由行车制动系统来承担,就会造成制动鼓和制动摩擦片过热,从而造成制动效能下降,甚至制动能力完全消失,也使制动摩擦片和制动鼓的使用寿命大大缩短,使汽车的使用和维修成本上升。为解决该问题,必须在汽车上加装辅助制动系统。

  辅助制动装置的作用是在不使用或少使用行车制动器的情况下,使车辆行驶速度降下来或保持稳定,减缓车辆行驶速度,增强车辆的安全性。在辅助制动装置中用以产生制动力矩并且对车辆起到缓速作用的部件称为缓速器。现代车用缓速器主要有发动机缓速器、液力缓速器和电涡流缓速器、永久磁铁缓速器等。车用电涡流缓速器是一种商用汽车用新型辅助制动装置。缓速器的作用是在不使用或少使用行车制动器的情况下,使车辆行驶速度降下来或保持稳定,减缓车辆行驶速度,增强车辆的安全性,具有延长制动系寿命的功效。

  本项目建立了完整的车用电涡流缓速器设计理论和方法;提出了电涡流缓速器电磁场、温度场和流场分析方法;开发了电涡流缓速器智能无级控制技术;提出了车用电涡流缓速器性能试验评价方法,研制了电涡流缓速器模拟试验台,开发了具有自主知识产权的9种型号的系列电涡流缓速器和2种永久磁铁缓速器产品,已经获得国家发明专利授权20项和实用新型专利6项。

  项目创新点:(1)提出了异型顺排园拄绕流强制散热结构,设计了一种新型转子盘风道结构,强化了转子盘风道的散热效果,降低了转子盘温升。(2)利用数值分析方法研究电涡流和永磁式缓速器三维电磁场分布,可以减少漏磁通,提高缓速器单位质量的制动力矩。(3)发明了“一种制动力矩可分档的车用永久磁铁式缓速器”专利技术,通过改变永久磁铁工作的磁极组数,设置若干制动档位,使永磁式缓速器根据车辆实际情况的需要提供大小不同的制动力矩。此技术为国内外首创。(4)发明了“一种水冷式自发电电涡流缓速器”专利技术,开发了自励式电涡流缓速器。(5)针对车用电涡流缓速器的使用特点和欧标R13法规的要求,开发了电涡流缓速器专用试验台,试验台采用转动惯量可调节的飞轮组专利技术,结构简单。(6)发明了辅助制动装置与整车行车主制动系统联合控制技术,进一步提高汽车制动安全性能。

  电涡流缓速器产品主要性能指标(依型号不同):缓速器重量50kg~260kg;制动力矩520N·m~3300 N·m;适用车型吨位:5t~50t。适用于重型卡车、大中型客车、豪华旅游客车和城市公共汽车上安装。

  世界上许多国家交通法规已将缓速器作为商用车的必备系统。随着国内对汽车行驶安全性的重视,缓速器将在我国的大、中型客车、货车上得到广泛的应用,有着广阔的产业化前景。至2013年底,全国机动车数量突破2。5亿辆,汽车保有量达到13700万辆,其中全国大中型客车数量达249万辆,货车数量达2016万辆,其中若有百分之十选装缓速器,仅大、中型客车和重型货车市场对缓速器的年需求量为227万台。相应的缓速器控制系统的市场需求量巨大。

  国家标准GB7258-2012《机动车安全运行技术条件》已经于2012年5月1日颁布,标准规定:车长大于9m的客车的所有车轮均应装备盘式制动器及使用子午线轮胎,主要在山区道路行驶的应装备缓速器或其他辅助制动装置;总质量大于12000kg的货车主要在山区道路行驶的还应装备缓速器或其他辅助制动装置。关于缓速器或其他辅助制动装置的使用规定将于该标准颁布后第25个月后强制执行。

  项目理论研究内容填补了国内对汽车辅助制动技术研究的空白,打破了国外公司在缓速器设计技术方面的封锁。

  项目获奖情况

  项目“永久磁铁形式缓速器关键技术研究与产品开发”获得2009年中国汽车工业科技进步三等奖;项目“车用电涡流缓速器研究与开发”获得2005年中国汽车工业科技进步三等奖;2005年江苏省科技进步三等奖。

 

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