商用车电涡流缓速器智能小型化发展趋势

摘 要：电涡流缓速器可以根据车辆负载情况和工况以及路面状况进行调节，可以有效提高车辆制动性能。本文讨论了电涡流缓速器的结构、工作原理以及智能控制的相关内容，随着人工智能和车辆安全控制系统的研究进展，电涡流缓速器的智能控制也将成为一种趋势，成为商用车的必备安全装置。随着缓速器控制器的微电脑控制技术发展，缓速器功能将通过大功率智能模块进行展现，也会极大缩小缓速器的体积，向小型智能化方向发展。

关键词：商用车;电涡流缓速器;智能

1 引言

随着我国高速公路的普及以及人们对出行交通安全问题的不断关注，车辆制动负荷的问题更加突出，传统的制动方式表现出越来越多的局限性。电涡流缓速器的应用，可以通过承担车辆运行中的大部分制动负荷，将车轮制动器负荷降低，其制动力可根据车辆负载情況和工况以及路面状况进行调节，有效提高了车辆制动性能，使车辆行驶的安全性得到了进一步提升。此外电涡流缓速器的低速性能好，制动力矩大，故障率低，并且可以减少制动噪音和制动粉尘的产生。因此汽车缓速器行业逐渐成为人们高度关注的新兴行业，在商用车应用中受到很大关注。

2 电涡流缓速器结构及工作原理

电涡流缓速器是一种汽车辅助制动装置，也称作电刹，一般由定子、转子及固定支架等组成，定子通过固定支架固定在车辆底盘上。缓速器的转子一般有两个，分别在定子两侧，使用过渡法兰进行连接，并与传动系统相连，转子上有风扇叶片用于散热。缓速器安装在发动机上或在变速器的前面，称为一级缓速器;安装在变速器后面，汽车驱动桥的前面的，称为二级缓速器。现代缓速器主要有液力缓速器、电涡流缓速器、发动机制动器及排气制动器，都可以减缓或增进制动器及各零部件的相关性能，辅助制动。

电涡流缓速器相当于一台直流大功率力矩电机，利用电磁感应原理进行工作。在定子底板上安装有多个电磁线圈，线圈之间用导线互相连接。通电后，电流通过定子的励磁线圈产生交变磁场，该磁场在相邻铁心、磁极板、气隙、转子之间形成一个回路，转子在交变磁场中做旋转运动切割磁感线，并产生反向作用力。因定子固定，转子与传动轴相连，传动轴通过车桥与车轮相连，转子上的反向作用力作用在车轮上从而达到使车辆减速的目的。

3 电涡流缓速器在商用车中的应用

电涡流缓速器通常与传统制动行车制动器及其它辅助制动器搭配使用，在大多数商用车上担任控制车速的作用。目前我国高档大、中型客车已普遍采用电涡流缓速器，我国建设部公布执行的《城市客车分等级技术要求与配置》（CJT 162-2019）明确规定超二级、超一级、高级的市区和城郊城市客车必须装备缓速器。商用车辆装配电涡流缓速器在提高制动效能的同时，还可以减少车轮制动器热衰退，制动器摩擦衬片总成的寿命可延长数倍，从而减少制动器的维修保养工作量，使保养周期延长，具有良好的使用经济性。

根据车辆行驶的不同工况，电涡流缓速器可以按照操作者的控制，提供多种不同的缓速阻制动力矩，在缓速器的控制装置上设有相应的控制档位。在商用车中安装缓速器的控制方式有手控、脚控和ABS联合控制等。一般情况下使用手控方式，在减轻车轮制动器负荷的同时，也能避免车轮制动器过热。当车辆空载或行驶在冰雪、泥泞路段时，由于车轮对地的附着力较低，在使用联合控制时要注意不能升档太快，以前引起车轮打滑。

电涡流缓速器只是车辆制动系统中的辅助制动装置，只能起减速作用，不能使车辆完全停止，所以车辆进站或停车时还需要使用行车制动器制动。随着高铁时代的到来，商用客车越来越小型化，电涡流缓速器的发展趋势也越来越小型化，各厂家除了优化设计缓速器外，还在选用材料上下功夫，即选用既满足性能要求同时质量较轻的材料。如泰乐玛汽车制动系统（上海）有限公司的AX3系列电涡流缓速器的质量和体积都有减小，特别是其转子重量较其它公司较小45%以上。另外为了提高了转子散热效率。

4 电涡流缓速器的智能控制

现有的电涡流缓速器多采用分档控制，所产生的制动力矩是分级阶段不连续的，这样带来的问题就是档位的频繁变换会增加驾驶员的疲劳感和紧张感，尤其在夜间或路况不好的地方行驶，会带来一些安全隐患，缓速器的作用不能充分发挥。现有的电涡流缓速器将是采用无级调节技术，及通过电子控制装置调节励磁线圈中的电流大小来控制磁场的强度，从而使得所产生的制动力矩连续变化，更好地适应车辆的制动要求。同时有必要根据路面参数、速度、载重等指标，对缓速器进行智能设计。采用微电脑芯片智能控制，循环检测，自动识别，风险排除等功能。缓速器控制器的无级调节还应该具有过压，过流、过温，短路、开路等保护功能。缓速器与汽车信息交互功能，产品工作状态和汽车运行状态进行信息交互，自动调整自身工作状态。缓速器与汽车匹配的CAN总线通讯机制，能通过SCI模块可与电脑通讯，与电脑进行信息交换，掉电记忆功能，能通过EEPROM模块可将掉电前的信息保存下来等。

车速信号采集。在商用车上，ABS传感器齿面一般与车轴垂直，做成端面齿，通过ABS车速传感器进行车速信号的采集。

前后车距参数采集。前后车距参数可以通过超声波、微波雷达、激光测距、红外线等方法进行采集。

道路坡度参数采集。可以使用车身纵向加速度角位移传感器和车身上下位移传感器进行动态联合测量，对道路坡度进行识别。

传感器将采集到的车速信号、前后车距信号以及道路坡度信号等传递给缓速器控制系统，进行数据处理和等级划分，划分出不同的速度和坡度等级，然后控制系统将电涡流缓速器挂入相应的档位对车辆行驶状况进行干预，保障行驶安全。

5 总结

本文讨论了电涡流缓速器的结构、工作原理以及智能控制的相关内容，缓速器作为一种辅助刹车系统的先进技术应用于商用车，成为商用汽车的必备安全装置。随着人工智能和车辆安全控制系统的研究进展，电涡流缓速器的智能控制也将成为一种趋势，成为商用车生产商展现技术实力的重要内容之一。

参考文献：

[1]汪贵行.电涡流缓速器在大中型客车上的使用[J].商用汽车，2001（12）.

[2]沈持平.电涡流缓速器在大客车上的应用前景[J].机械与自动化，2014（05）.

作者简介：陈华（1988-），男，湖北广水人，本科，机械工程师，研究方向：机械设计制造及其自动化。