汽车电涡流缓速器结构原理及使用维修.pdf

天津汽车 李 凯 媛 1 高 志 强 1 高 武 2 许 建 忠 2 1 北 汽 重 铃 五 十 铃 维 修 中 心 2 北 京 市 政 管 理 学 校 汽车博士 引言 随着国民经 济的深入发展 交通运输在经济 发展中的地位日 趋重要 商用汽 车在陆路交通运 输中更是占据主 要地位 如何保 证其安全 高效 而且环保地运行 已经成为一个重 要的课题 北京 八达岭高速路的 死亡地段 或类 似的路段每年都 在制造着骇人听 闻的交通事故 在交通状况复杂 的城市中行驶的 公共汽车 频繁 制动时发出刺耳 的噪声 这都 是由于这类车辆本身质量过大 其在制动过程中需 要频繁制动或进行持续的制动 制动器长时间工作后 过热 导致制动能力衰退甚至丧失所致 因此在商用 汽车上应用了缓速器 也称为辅助制动系统 常见的缓速器按其工作原理通常分为发动机 排气缓速 液力缓速和电涡流缓速等 发动机排气 缓速器价格低 结构简单 不需改动汽车传动系 但 对发动机有一定的不良影响 且缓速能力较小 液 力缓速器一般与液力传动变速器组合使用 根据其 在变速器的不同位置 又可分为输入缓速器和输出 缓速器 由于液力缓速器需要与液力传动变速器组 合使用具有局限性 而且成本较高 液力缓速器目 前应用较少 电涡流缓速器是近年才进入国内的一 种新型动态安全装置 安装在汽车传动系统中 用 来提高车辆的安全性能 电涡流缓速器以其低速大 扭矩 维护保养简单 可靠性高 成本较低等特点在 汽车辅助制动市场上得到了较为广泛的运用 电涡流缓速器在发达国家已广泛使用 电涡流 缓速器已成为奔驰 沃尔沃 曼 斯堪尼亚等世界知 名汽车的标准配备 广泛用于公交客车 豪华客车 及载货车等商用汽车上 近几年国内中高档商用汽 车也开始采用 目前高级大中型客车几乎都标配或 选装电涡流缓速器 部分卡车也在试装缓速器 如 金龙客车 宇通客车 解放卡车 欧曼卡车及重汽卡 车等 而且基本装备的是T E L M A 西班牙弗雷拉萨 特尔佳及淮安等品牌的缓速器 本文将以金龙客车所装备的特尔佳电涡流缓 速器为例对电涡流缓速器结构 原理 特点和使用 要求进行论述 为广大从事汽车维修技术工作的人 员提供一定的理论支持和技术帮助 以解决在缓速 器的维修保养及故障诊断中存在的问题 1电涡流缓速器的结构和工作原理 电涡流缓速器如图1所示 主要由 定子总成 转子总成 电源开关 脚控开关 手控开关 气压开 关及线束等构成 通常又把其分为机械部分和电气 部分 机械部分由转子总成 定子总成和固定它们 的支架总成组成 电气部分由电子控制器总成 电 源开关 指示灯 气压开关和速度信号传感器等组 成 带有A B S的车辆上其线路中串联有专门的A B S 接口盒 定子是缓速器的主要工作部件 其内置多组线 圈 通过固定支架与车辆底盘连接 转子由对称的 前 后转盘组成 中间通过法兰或者连接环将其固 定为一体 与传动轴一起高速旋转 如图2所示 电 子控制单元是缓速器的控制核心 采用无触点的大 功率晶体管控制 在早期的车辆上有采用继电器组 合控制的缓速器 气压开关与气阀座一同安装在车 架上 通过三通 气管与前制动气路相连 是采用制 动踏板操作缓速器工作时的控制开关 速度传感器 通过固定支架一起安装在定子上 在转盘旋转过程 图1电涡流缓速器结构 汽车 电涡 流缓 速器 结构 原理 及 使用 维修 3 0 2 0 0 7年第2期 中传感器头产生脉冲信号 由此得到车辆行驶的速 度信号 手动开关安装在驾驶室内 驾驶员通过选 择合适的档位来实现车辆的制动 电源总开关一般 安装在电气舱内 接在蓄电池正极和缓速器控制器 之间 供车辆检修时使用 指示灯安装在驾驶室内 向驾驶员显示缓速器的工作情况 并提供缓速器故 障的诊断依据 电涡流缓速器的基本原理是通过定子和转子 之间的磁场作用达到车辆减速的目的 其中定子和 车辆底盘固定在一起 变速器 后桥 车架 转子和 定子之间有很小的气隙 转子通过突缘连接和传动 轴一起高速旋转 当司机操纵开关 控制器按照车 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 如给固定在定子上的线圈通电 时 定子产生磁场 转子随传动轴在磁场中旋转 定 子与转子构成磁场回路 产生电磁涡流 从而形成 与转子转向相反的阻力矩作用于转子上 并通过转 子传递到传动轴上 由传动轴分配于左右驱动轮 上 从而达到减速的目的 又由于电信号传输速度 远远高于机械传递速度 从而实现提前减速的目 的 通电的线圈数量多少决定磁场强弱 也决定减 速效果 由于没有材料接触摩擦 所以也就没有任 何机械的磨损 如果断开缓速器定子线圈组的供 电 则汽车恢复到正常行驶状态 特尔佳电涡流缓速器的电气原理图如图3所 示 控制单元根据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 并同时在 指示灯上对缓速器的工作状态进行显示 从而保证 车辆正常行驶需要 图2转子和定子示意图 转子定子 图3特尔佳电涡流缓速器电气原理图 汽车博士 车速信号采集 3 1 天津汽车 2电涡流缓速器的特点 电涡流缓速器的特点主要体现在安全 经济 环保和舒适等性能方面的改善 具体如下 2 1安全性方面 1 能够承担汽车运行中绝大部分制动时的负荷 是原制动系统3 0 9 0 的工作量 极大地减轻了 行车制动器负荷 使车轮制动器的温度极大降低 有效避免 热衰退 现象和爆胎现象的发生 确保车 轮制动器处于良好的技术状态 以使在紧急情况时 应对自如 极大地提高车辆在山区行驶的安全性 2 能够在一个相当宽的转速范围内提供强劲的 制动力矩 而且低速性能良好 车速在1 0 k m h时 缓速器就能提供缓速制动 车速达到2 0 k m h 缓速 器就能达到最大的制动力矩 3 是一个相对独立的反应灵敏的辅助制动系统 它的转子与传动轴紧固在一起 任何时候都能按司 机的意愿提供制动力矩 如果制动系统突然失效 仍可用电涡流缓速器使车辆保留一定的减速制动 功能 因而它的性能优于发动机排气制动 4 由于电涡流缓速器采用的是驱动车轮共控式 承担着整车的主要制动功能 这样就改善了传统制 动系统左右车轮制动不一致的问题 避免制动跑偏 现象发生 同时还能使车辆获得较好的转向操纵 性 特别是有利于提高潮湿和冰雪路段驾驶的安 全性 5 采用电流直接驱动 没有中间环节 其操纵 响应时间非常短 仅有4 0 m s 比液力缓速器的响应 时间快2 0倍 2 2经济性方面 1 由于电涡流缓速器的定子和转子之间没有接 触 不存在磨损 因而故障率极低 平时除了做好例 行检查 保持清洁以外 其他工作很少 所以维修费 用极低 2 由于电涡流缓速器能够承担车辆大部分制动 力矩 因而能够延长轮制动器的使用寿命 降低用 于车辆制动系统的维修费用 提高经济效益 据统 计 安装了电涡流缓速器的车辆 其车轮制动器使 用寿命至少可以延长4 7倍 同时使轮胎的使用寿 命延长了2 0 以上 从而节省了维修材料和人工费 用 3 电涡流缓速器如果发生故障 在维修配件不 能及时供应的情况下 可以关闭缓速器 车辆仍可 以继续运行 基本不影响车辆的正常使用 2 3环保方面 传统的制动系统由于制动片在摩擦过程中会 产生很多粉尘 粉尘中含有因高温作用而发生变异 的有害物质 甚至含有致癌物质 而电涡流缓速器 由于采用非接触式制动 工作时没有摩擦材料的接 触 本身不会产生粉尘 并且不会在制动过程中发 出刺耳的噪声 另外传统制动器的频繁维修 会产 生较多的维修废弃物 这也对环境造成污染 而电 涡流缓速器的使用将能大大降低车轮制动器对环 境带来的影响 2 4舒适性方面 1 安装电涡流缓速器后 驾驶员可方便地通过 手控制开关来实施多档缓速 还可以按下恒速功能 开关来使缓速器自动工作 减轻了驾驶员在下坡路 段的精神压力 改善由于频繁制动给乘客带来的不 适 2 由于电涡流缓速器工作平稳 能提供平滑 渐进及安静的缓速效果 并能在任何车速下得到所 需的减速力 因而车辆驾驶更加容易 同时避免了 由驾驶者紧急制动时产生强烈的机械冲击速给车 辆和乘客带来的不适 3电涡流缓速器的使用 按正确的使用方法进行操作才能保障电涡流 缓速器的正常使用 并减少故障的产生 让电涡流 缓速器的特点得到充分发挥 特尔佳电涡流缓速器 正确的操作步骤如下 1 打开点火开关 红色的电源指示灯变亮 如 图3所示 表示整个缓速器供电已经正常 控制器 上红色控制线接到汽车点火开关正极 根据该线的 不同接法会有所差异 2 汽车起动达到一定车速 约5 k m h 准备工 作指示灯亮 如图3所示 表示缓速器进入工作待 命状态 可以控制缓速器工作 3 踩下制动踏板或者打开手动开关 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 以及手动开关的选择 缓速器以不同档位进 行工作 一组工作指示灯依次变亮 4 随着车速的降低 当车速低于5 k m 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 在使用的同时应该注意以下几点 汽车博士 3 2 2 0 0 7年第2期 a 一般情况下尽可能使用手控方式 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 使其始终处于良好的工作状态 这样当行 驶中遇到紧急情况时 能保持其良好的安全性能 b 因为缓速器的工作时间要先于常规制动 在 使用脚动方式控制缓速器时 注意尽量轻踩制动 除 非必要 应避免紧急制动 从而最大限度地发挥缓速 器的效能 c 对于有预见性的制动 如到站 高速公路上 进收费站等车辆进行临时停靠时 要提前使用缓速 器使车辆减速 最后用制动蹄片使车辆停下来 因 为车辆高速制动对制动系统的磨损最严重 这样能 有效避免蹄片磨损过快 d 车辆空载或行驶在冰雪 泥泞的路段时 由 于车轮的附着力较差 在使用手动开关时不能换档 太快 以免因缓速器作用力过大引起后轮打滑 在这 种情况下还应当确认缓速器与A B S是否正确连接 e 当车辆在山区行驶 特别是在长距离下坡时 切记不能连续将缓速器手动开关放在最高档位上 以避免缓速器持续过热导致线圈烧坏 如果缓速器 连续使用一段时间 不要马上将车停下 避免其散 热不良 最好继续行驶2 0 0 m左右的距离 4缓速器的维护保养 正常的维护保养能保证电涡流缓速器经常保 持良好的工作效能 减少零部件非正常损坏 避免 缓速器发生故障 4 1定期清洗 从能量守衡的角度来说 当缓速器起制动作用 的时候 是把汽车运动的动能转化为涡电流的电能 进而以热量的形式被消耗掉 因此 电涡流缓速器 在工作时会产生巨大的热量 所以转子的散热能力 和控制转子热变形的方向成为转子结构设计的关 键 也是电涡流缓速器的核心技术之一 而保持转 子风叶等散热表面的清洁也成为缓速器保养的重 要项目 特别是在粉尘或泥浆多的地点 以及在冬 季撒盐的道路上行驶后 应该使用高压喷头定期清 除转子上的沉积物 以保证缓速器产生的热量能得 到有效散发 在清洗过程中应注意 1 清洗前必须断开电源总开关 2 定子以及电器接头只能使用低压喷头清洗 3 只能在缓速器冷却后进行清洗 否则会导致 转盘变形 4 不得使用腐蚀性溶剂 4 2定期维护 1 检查缓速器的轴向窜动 用塞尺检查缓速器 4个角定子和转子之间的间隙 如图4所示 如果各 处间隙不均匀 则检查定子固定支架螺栓是否松 动 转子是否变形 变速器 后桥 输出法兰是否松 动 具体方法 用大螺丝刀或撬棍插入缓速器转子 和定子之间的间隙中 并用力撬动 如果感觉转子 有轴向窜动 则需查明原因并加以解决 否则会导 致定子和转子磨损 2 检查传感器间隙 查传感器与转子之间的间 隙是否合适 3 5 m m 如果间隙不当 就松开传感 器紧固铜螺母 调整完毕后重新上紧 3 检查变速器输出端 后桥输入端 看有无漏 油现象 如果漏油 则需更换油封 4 检查缓速器接地线 驱动线是否接触良好 如有松动 必须将其紧固牢靠 5 检查缓速器线束有无磨损 各连接插头是否 牢固 气压开关 控制器 速度传感器支架是否松 动 6 缓速器的常规保养按缓速器常规保养项目进 行 见表1 5典型故障的诊断和排除 由于缓速器依靠磁场的作用来实现制动 各部 件之间没有接触和磨损 所以在维护保养良好的情 况下缓速器的故障率很低 即使出现电气方面的故 障 也可以在关闭缓速器电源开关以后 让车辆继 续正常运行 如果在车辆起步或变速时传动轴发出 撞击声或高速时出现车体抖动的现象 则可能出现 了机械方面的故障 定 转子摩擦 轴承磨损等 需 要尽快将故障排除 如果缓速器出现电气方面的故 障 缓速器指示灯就成为故障诊断的重要依据 下 图4检查缓速器 汽车博士 3 3 天津汽车 面以几个典型的故障为例来进行论述 电气故障1 现象 打开点火开关 红色电源指示灯亮 车辆 起步后 绿色圆形准备工作灯不亮 或者时有时无 原因 车辆速度传感器工作不良或传感器线束 断路 排除 检查传感器头间隙和电阻 如果损坏则 更换 否则将间隙调好 见保养维护 电气故障2 现象 车辆静止 但缓速器指示灯全部变亮 原因 缓速器控制器烧毁 排除 更换控制器 电气故障3 现象 电源指示灯 准备工作灯工作正常 缓速 器始终不工作 但接上测试仪测试缓速器工作正常 原因 缓速器制动线束断路或是接插头接触不良 排除 检查制动线束 找到断点进行处理 电气故障4 现象 缓速器工作正常 但有时松开制动踏板 后 缓速器不能马上停止工作 再次踩下制动踏板 松开 缓速器又恢复正常 原因 制动系统漏气或者排气不良 排除 检修常规制动系统 排除故障 电气故障5 现象 经检查控制器损坏 用万用表测量定子 各档位的电阻 发现有线圈短路 原因 定子线圈有松动 导致内部线路磨损搭 铁 排除 更换定子 机械故障1 现象 检查发现缓速器定 转子有磨损 用撬棍 放在定子和转子之间的空隙处用力撬动 转盘的摆 动量过大 原因 突缘锁紧螺栓 大螺母 松动 排除 按要求拆下缓速器 紧固锁紧螺栓后将 缓速器恢复 机械故障2 现象 缓速器效果不好或没有效果 但所有工 作灯显示正常 用电流表测量定子工作电流 发现 异常 原因 缓速器搭铁线束或驱动线束断开 接触 不良 排除 检查线束接头 排除故障 6结束语 电涡流缓速器是改善商用车辆制动性能的一 种完美方案 它代替了行车制动系统频繁的制动 在行车制动系起作用之前 消耗车辆