新型能量回收缓速器机械结构设计

蔡袁琦 曹建波 鄂世举 文 欢 沈娟亚

(浙江师范大学工学院，浙江 金华321004)

0 引言

缓速器是一种辅助刹车机构，采用非干摩擦制动方式，通过作用于原车的传动系统而减轻原车制动系统的负荷，使车辆均匀减速，增强车辆的安全性和可靠性，停修时间短，可提高运输效率、车辆使用经济性以及驾驶舒适性，也保证了驾驶员与乘客的安全[1-3]。传统电涡流缓速器[4-5]制动时，将车辆的动能转变为热能散失，在我国标准的ECE15工况下，制动所消耗的能量占整个刹车系统的56%～92%。本文针对该问题，设计了一种具有能量回收功能的新型缓速器。

1 新型能量回收缓速器机械结构设计

新型能量回收缓速器由缓速器发电装置、控制器和储能装置构成。根据传动轴直径及实际汽车安装空间限制最终确定新型能量回收缓速器电机尺寸为长300mm，宽450mm，高300mm。控制器箱体为长40mm，宽100mm，高20mm。蓄电池壳体长40mm，宽100mm，高40mm。

1.1 发电装置设计

缓速器发电装置主要由电机构成，电机安装在车辆主变速器后的第一传动轴上。电机由于质量较重，在顶部设计了四个固定座，用螺母固定在车架，减轻对传动轴的压力。具体结构如图1所示。缓速器电机在发电时同时会产生涡流现象，所以安装位置尽量选在空气流动较好，易于散热的第一传动轴上。根据汽车实际能安装空间，保证散热面积的情况下，最终确定新型能量回收缓速器电机尺寸为长300mm,宽450mm，高300mm。

图1 缓速器电机

1.2 控制器设计

控制器的形状为盒体，内部安装有逆变电路、功率模块驱动和保护电路。在控制器右侧设计一块固定板，长40mm，宽100mm，厚10mm，在固定板四个角上设有四个螺孔，用于固定。控制器电压为36V，工作过程中要求有较高的稳定性，所以安装在汽车车架右侧，用螺钉固定。控制器盒体长40mm，宽100mm，高30mm。

1.3 储能装置设计

储能装置由蓄电池和四个功率IGBT管子组成。IGBT是绝缘栅场效应管和大功率晶体管（GTR）的复合器件，其被放置在储能装置盒中，储能装置盒右侧同样设置四个螺孔，用螺母固定安装在控制器后面的车架上。储能装置盒的尺寸为长40mm，宽100mm，高40mm。

通过对以上零部件的设计，安装到客车或货车车体后的装配图，如图2所示。

图2 缓速器车体装配图

2 结论

本文对新型能量回收缓速器的结构及形状尺寸进行了设计和研究，并通过Solidworks软件绘制了新型能量回收缓速器的效果图和装配图。新型能量回收缓速器具有节约能耗、缓速效果好等优点，同时解决了传统缓速器散热问题，未来拥有很好的市场前景。

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