阅读说明：本技术 一种带中置式液冷电涡流缓速器的挂车车轴 (Trailer axle with central liquid cooling eddy current retarder ) 是由 纪建奕 纪奕春 杨朝会 王建 刘宗强 马长城 韩振东 纪国清 纪文涛 于 2019-10-25 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种带中置式液冷电涡流缓速器的挂车车轴,包括中置式液冷电涡流缓速器、半桥壳总成、轮毂总成、制动器总成及轮边减速器,所述轮毂总成与轮边减速器固定连接,所述半桥壳总成与轮毂总成轴承链接,所述轮边减速器通过半桥壳总成与中置式液冷电涡流缓速器串联,所述半桥壳总成与制动器总成固定连接,所述制动器总成通过空气制动；其解决缓速器过热问题,集成于挂车车轴中央,实现车轮的缓速；研制大速比轮边减速装置对缓速器进行二次增扭,实现整桥大制动扭矩,降低缓速器定子质量；可在需要时实现连续缓速制动,进而拖拽半挂车,实现汽车列车制动,以提高制动能力,减少轮边制动器制动强度,取消制动鼓淋水装置,增加制动器摩擦片使用寿命,可适用于重载长下坡车型。(The invention discloses a trailer axle with a central liquid-cooled eddy current retarder, which comprises the central liquid-cooled eddy current retarder, a half-bridge shell assembly, a hub assembly, a brake assembly and a hub reduction gear, wherein the hub assembly is fixedly connected with the hub reduction gear; the retarder solves the problem of overheating of the retarder, is integrated in the center of a trailer axle and realizes retarding of wheels; a large-speed-ratio hub reduction gear is developed to carry out secondary torque increase on the retarder, so that the whole bridge large braking torque is realized, and the stator quality of the retarder is reduced; the brake device can realize continuous slow braking when needed, further drag the semitrailer, realize the braking of the automobile train, improve the braking capability, reduce the braking strength of the wheel brake, cancel the brake drum water spray device, prolong the service life of the brake friction plate, and is suitable for heavy-load long downhill vehicle types.)

一种带中置式液冷电涡流缓速器的挂车车轴

技术领域

本发明涉及汽车辅助制动技术领域，具体涉及一种带中置式液冷电涡流缓速器的挂车车轴。

背景技术

对于半挂式汽车列车来说，制动基本都采用摩擦片与制动鼓摩擦来实现制动。由于运输车辆的承载重量大，在长下坡或山区长时间连续制动时，将导致摩擦片过热，制动效能降低，甚至造成车辆刹车失灵、车毁人亡的惨剧发生。

目前大部分半挂式汽车列车仍采用水箱淋水冷却制动器的办法，虽然暂时提高了制动效率，但降低了制动器寿命，制动鼓容易爆裂，尤其是冬天路面结冰，降低路面附着系数，严重影响后随车辆安全。

缓速器属于辅助制动领域，市面上的缓速器有电涡流缓速器、液力缓速器；这些缓速器主要安装于变速箱或驱动桥差速包前端，增大了变速箱或车桥悬臂，且结构复杂，对整车布置影响大。

且缓速器若装在牵引车上实现牵引车的制动时，此时质量巨大的挂车并没有制动动作，仍将按照原始速度前进，进而在拖挂连接处产生推顶效果的相互力，极容易出现甩尾，侧翻等危险。

电涡流缓速器低速制动效果明显，响应时间迅速的特点适合长下坡及山区工况，但电涡流所产生的扭矩大小与其定子体积有直接关系，满足大型重载车辆下坡需求的缓速器定子将非常重，且传统风冷电涡流缓速器热衰退严重，2分钟内制动力矩下降50%，无法满足大型重载车辆下坡需求。

公告号：CN 107516985A所公开的一种桥式的电磁液冷缓速器，定子内水道是转子支架与定子形成的腔体，也不是一体结构，存在泄露风险，且定子与左右法兰轴构成的油腔只有一个进油口，放油不便，且腔体在定子内，定子发热引起油腔内压力过高，存在漏油、冒油风险。

发明内容

针对上述现有技术中存在的问题，本发明提供一种带中置式液冷电涡流缓速器的挂车车轴，其解决缓速器过热问题，集成于挂车车轴中央，研制大速比轮边减速器对缓速器进行二次增缓速制动，进而拖拽半挂车，实现汽车列车制动，可在需要时实现连续减少轮边制动器制动强度，取消制动鼓淋水装置，增加制动器摩擦片使用寿命，可适用于重载长下坡车型。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种带中置式液冷电涡流缓速器的挂车车轴，包括中置式液冷电涡流缓速器、半桥壳总成、轮毂总成、制动器总成及轮边减速器，所述轮毂总成与轮边减速器固定连接，所述半桥壳总成与轮毂总成轴承链接，所述轮边减速器通过半桥壳总成与中置式液冷电涡流缓速器串联，所述半桥壳总成与制动器总成固定连接，所述制动器总成通过空气制动；

所述中置式液冷电涡流缓速器包括定子、位于定子内部的线圈和转子以及一体成型的双水道结构，所述定子的两端法兰面设置有花瓣减重槽。

进一步，所述半桥壳总成包括半桥壳本体、板簧垫板、板簧压板、制动器连接法兰、缓速器连接法兰和轮毂轴管，所述半桥壳本体、板簧垫板、板簧压板、制动器连接法兰、缓速器连接法兰和轮毂轴管一体成型，所述半桥壳总成通过轮毂轴管与轮毂总成轴承链接，所述半桥壳总成通过制动器连接法兰与制动器总成固定连接。

进一步，所述半桥壳本体上设置有加油孔和放油孔，通气塞通过螺纹紧固在加油孔，磁性螺塞通过螺纹紧固在放油孔。

进一步，所述所述半桥壳本体的喇叭口设置有电机，所述电机与转子通过螺栓固定连接。

进一步，所述制动器连接法兰和缓速器连接法兰的连接面均设置有花瓣减重槽。

进一步，所述轮边减速器包括轮边减速器壳、行星轮、行星轮轴和太阳轮，所述轮边减速器壳与与轮毂总成的制动鼓固定连接；所述轮边减速器壳通过行星轮轴将行星轮固定于轮边减速器壳行星架内，所述行星轮与太阳轮齿轮配合。

进一步，所述轮边减速器的转速比为3.947~6.5。

一种带中置式液冷电涡流缓速器的挂车车轴的控制系统，所述控制系统包括操作杆、控制盒和温度传感器，当车制动时，操作杆工作通过控制盒将信号传递给中置式液冷电涡流缓速器，实现整车制动。

进一步，还包括液冷循环系统，所述液冷循环系统由含双水道结构的定子、水泵、散热水箱、膨胀水箱组成；中置式液冷电涡流缓速器工作时，含双水道结构的定子产生大量热量，温度传感器将信号传递给控制盒，控制水泵将膨胀水箱的冷却液循环到散热水箱，散热水箱通过风冷将热量排出。

本发明的有益效果如下：

1、本发明定子内一体成型的双水道结构，无需焊接，简化了工艺过程，保证了水道密封性，定子的两端法兰面设置有花瓣减重槽，实现降重。

2、本发明的轮边减速器速比设计为3.947～6.5，通过轮边减速器对转子实现二次提速，电涡流缓速器转速越高，制动扭矩越大。

3、本发明设置的半桥壳一体铸造成型，且结构强度高，具有加油孔和放油孔上下两油道，维护方便，且加油孔处安装通气塞，避免温度对桥壳内部压强的影响。

4、本发明设计了永磁无刷电机，将车桥动能转化为电能，给车桥缓速器励磁线圈及主车供电，达到节约能源目的。本发明具有承载、制动、缓速及能量回收功能，装于半挂车第一轴位置，可在需要时实现连续缓速制动，进而拖拽半挂车，实现汽车列车制动，相比安装于牵引车上的缓速器方案，本方案相对成本低、安全性高。

附图说明

图1为本发明的整体系统图；

图2为本发明的整体外形图；

图3为本发明的结构示意图；

图4为本发明的定子的刨切示意图；

图5为本发明的半桥壳总成的刨切示意图；

图中：1-1—轮边减速器、1-2—轮毂总成、1-3—半桥壳总成、1-4—中置式液冷电涡流缓速器、1-5—制动器总成；2-1—挂车车轴、2-2—温度传感器、2-3—散热水箱、2-4—膨胀水箱、2-5—控制盒、2-6—水泵、2-7—操作杆；3-1—定子、3-2—线圈、3-3—转子、3-4—电机、3-5—半桥壳本体、3-6—通气塞、3-7—半轴、3-8—磁性螺塞、3-9—轴承、3-11—制动鼓、3-13—轮边减速器壳、3-14—行星轮、3-15—滚针轴承、3-16—行星轮轴、3-17—太阳轮；4-1—花瓣减重槽、4-2—外水道、4-3—内水道；5-1—缓速器连接法兰、5-2—板簧垫板、5-3—轮毂轴管、5-4—制动器连接法兰、5-5—板簧压板。

具体实施方式

为了使本领域的人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合本发明的附图，对本发明的技术方案进行清楚、完整的描述，基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的其它类同实施例，都应当属于本申请保护的范围。

实施例一：

如图1-图5所示，一种带中置式液冷电涡流缓速器的挂车车轴，包括中置式液冷电涡流缓速器1-4、半桥壳总成1-3、轮毂总成1-2、制动器总成1-5及轮边减速器1-1，所述轮毂总成1-2与轮边减速器1-1固定连接，所述半桥壳总成1-3与轮毂总成1-2轴承链接，所述轮边减速器1-1通过半桥壳总成1-3与中置式液冷电涡流缓速器1-4串联，所述半桥壳总成1-3与制动器总成1-5固定连接，所述制动器总成1-5通过空气制动；所述中置式液冷电涡流缓速器1-4包括定子3-1、位于定子3-1内部的线圈3-2和转子3-3以及一体成型的双水道结构，所述双水道结构设置有内水道4-3和外水道4-2，无需焊接，简化了工艺过程，保证了水道密封性，所述定子3-1的两端法兰面设置有花瓣减重槽4-1，实现降重。所述线圈3-2为励磁线圈，通过对定子3-1上的励磁线圈通电，产生磁场，转子3-3在磁场中旋转，形成电涡流，电涡流对转子3-3产生制动转矩，其大小与励磁电流大小和转子3-3转速有关。转子支架带有叶片，安装与半桥壳本体两端，形成流通气流，将产生的热量经半桥壳排气孔排除，减少高温对线圈3-2与转子3-3造成影响。

所述半桥壳总成1-3包括半桥壳本体3-5、板簧垫板5-2、板簧压板5-5、制动器连接法兰5-4、缓速器连接法兰5-1和轮毂轴管5-3，所述半桥壳本体3-5、板簧垫板5-2、板簧压板5-5、制动器连接法兰5-4、缓速器连接法兰5-1和轮毂轴管5-3一体成型，减少了工艺过程，所述半桥壳总成1-3通过轮毂轴管5-3与轮毂总成1-2轴承链接，所述半桥壳总成1-3通过制动器连接法兰5-4与制动器总成1-5固定连接，所述制动器连接法兰5-4和缓速器连接法兰5-1的连接面均设置有花瓣减重槽，对半桥壳进行降重设计；且采用高强度球铁材料QT700-5，抗拉强度不低于700MPa，屈服强度不低于420MPa，延伸率不低于5，其铸造桥壳变形量小，承载性高，能够较好的满足市场需求。所述半桥壳本体3-5上设置有加油孔和放油孔，通气塞3-6通过螺纹紧固在加油孔，避免内部压强过高，磁性螺塞3-8通过螺纹紧固在放油孔，方便换油。所述所述半桥壳本体3-5的喇叭口设置有电机3-4，所述电机3-4为永磁无刷电机，所述电机3-4与3-3转子通过螺栓固定连接，当车辆缓速制动时，两边的同步发电机产生的电力经全波整流后叠加在一起，经过IGBT（绝缘栅双极晶体管）控制以PWM（脉冲宽度调制）方式给缓速器励磁线圈供电，内置发电机，将车桥动能转化为电能，发电机剩余的电力可以送到电瓶储存，必要的时候再利用，达到节约能源目的。

所述轮边减速器1-1包括轮边减速器壳3-13、行星轮3-14、行星轮轴3-16和太阳轮3-17，所述轮边减速器壳3-13与与轮毂总成的制动鼓3-11固定连接；所述轮边减速器壳通过行星轮轴3-16将行星轮3-14固定于轮边减速器壳3-13行星架内，由推力滚针轴承3-15充当垫片，所述行星轮与太阳轮3-17齿轮配合。半桥壳总成1-3内部通过轴承3-9还安装有半轴3-7，固定半轴3-7的轴承3-9在半桥壳中采用油润滑，具有单独的油腔及油道，上口加油，下口放油，通过所述半轴3-7将轮边减速器1-1与缓速器的转子3-3总成串联；当车辆需辅助制动时，车轮带动轮边减速器1-1并通过半轴3-7反拖缓速器的转子3-2旋转，所述轮边减速器1-1的转速比为3.947~6.5，本方案优选转速比为5.25，通过轮边减速器对转子3-2实现二次提速，电涡流缓速器转速越高，制动扭矩越大。

本发明还设计了一种带中置式液冷电涡流缓速器的挂车车轴的控制系统，所述控制系统包括操作杆2-7、控制盒2-5和温度传感器2-2，以及液冷循环系统，所述液冷循环系统由含双水道结构的定子、水泵2-6、散热水箱2-3、膨胀水箱2-4组成；事先需通过膨胀水箱2-4向散热系统中注满冷却液，当需要辅助制动时，操作杆2-7工作通过控制盒2-5将信号传递给中置式液冷电涡流缓速器1-4，产生逆向扭矩，对挂车车轴2-1进行缓速，实现半挂车连续制动，进而拖拽牵引车，实现整车制动，此时甚至不需要制动器总成1-5介入工作；但中置式液冷电涡流缓速器1-4在工作时，含双水道结构的定子产生大量热量，温度传感器2-2将信号传递给控制盒2-5，控制水泵2-6将膨胀水箱2-4的冷却液循环到散热水箱2-3，将定子3-1中的热量通过冷却液带到散热水箱2-3中，散热水箱2-3通过风冷将热量排出，实现降温。

本发明将电涡流缓速器性能提升至新高度，大大满足重型汽车对缓速器性价比的需求（见表1）。

表1缓速器综合性能对比

参数	传统电涡流缓速器（风冷）	液力缓速器	新型电涡流缓速器（液冷）
				制动性能	低	高	较高
质量	重	轻	较重
				市场占比	80%	10%	0
工艺性	易	难	易
				低速制动能力	好	差	好
反应速度	快	慢	快
				制动力矩衰退	大	小	小
售价（万元）	0.6-1.5	2-4	0.6-1.5

本发明进行一体化设计，并研制轮边减速器及转子永磁无刷电机，该发明具有承载、制动、缓速及能量回收功能，装于半挂车第一轴位置，可在需要时实现连续缓速制动，进而拖拽半挂车，实现汽车列车制动。本方案相对成本低、安全性高。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。