一种安装在挂车非驱动轴上的电磁制动器及其控制方法
【专利摘要】本发明涉及电磁制动器，具体提供了一种安装在挂车非驱动轴上的电磁制动器及其控制方法。本发明的电磁制动器包括转子，线圈支架，偶数个电磁励磁装置，能够固定在非驱动轴上并与车轮固定的轴承套；本发明在挂车非驱动轴上引入了电磁制动器，这种电磁制动器由于转子和轴承套都和电磁场有相对运动，所以单位质量能够产生更大的制动力矩，减少了挂车气压制动器作用时间，减少气压制动器的使用强度，减轻气压制动器的磨损；而且由于电磁制动器能够迅速精确的控制，能够减少挂车折叠和甩尾的几率。提高挂车制动效能，提高汽车列车制动系统使用寿命和行车安全性。
【专利说明】—种安装在挂车非驱动轴上的电磁制动器及其控制方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及电磁制动器，尤其涉及一种安装在挂车非驱动轴上的电磁制动器及其控制方法。
【背景技术】
[0002]随着我国高速公路的快速发展和高速公路网络的形成，随着现代物流运输理念的建立，我国汽车列车的生产和使用将获得更快的发展，在国家经济建设和国民经济生活中也将发挥越来越重要的作用。挂车以其装载量大、运输成本低及具有甩挂运输、区段运输、滚装运输等优点，已成为公路运输的重要车型。
[0003]挂车和牵引车大多采用气压制动，气压制动系统中管路中气压的产生和撤除均较慢，作用滞后时间较长(0.3^0.9s);管路工作压力较低，因此挂车制动系统普遍存在制动效能低、制动响应慢，制动消退时间长等一系列问题，而且由于挂车的制动响应时间迟于牵引车的制动响应时间和挂车制动效能低导致挂车的制动强度低于牵引车的制动强度，使汽车列车在制动过程中经常出现折叠和甩尾现象，以及因为牵引车和半挂车之间相互碰撞导致行驶方向的突然改变。这些现象经常导致交通事故的发生，造成人员和财产的损失。
[0004]为了解决目前挂车制动系统的缺陷，已经有挂车辅助制动技术，在专利CN2839026中，提出了一种挂车辅助制动装置，解决的技术方案是选用汽车后桥代替现有半挂车或全挂车的一根后桥与电涡流缓速器有机相组合，构成新型的辅助制动装置，这种方法虽然提供了一种辅助制动方法，但是结构比较复杂，提供的制动力矩也不够大，不能很好的解决挂车折叠和甩尾的缺陷。
【发明内容】
[0005]针对现有技术中存在不足，为了解决目前挂车制动上的缺陷，提供了一种结构简单，能解决挂车折叠和甩尾，同时制动力矩较大，能减少挂车气压制动器制动次数、提高挂车制动效能，提高汽车列车制动系统使用寿命和行车安全性的方案。
[0006]本发明是通过以下技术手段实现上述技术目的的。
[0007]—种安装在挂车非驱动轴上的电磁制动器及其控制方法，本发明所述的电磁制动器2，包括转子5，线圈支架7，偶数个电磁励磁装置6，能够固定在非驱动轴3上并与车轮I固定的轴承套4 ；
所述转子5通过轴承套4与车轮I连接；
所述偶数个电磁励磁装置6沿轴承套4圆周均匀分布，并固定在线圈支架7上，相邻的两个电磁励磁装置6极性相反。
[0008]所述车轮1、电磁制动器2和轴承套4关于非驱动轴的竖直对称面对称，非驱动轴的竖直对称面两边的结构是完全一样的。
[0009]转子5是由高导电率的材料及镶嵌在其中的金属铜制成，通过轴承套4与车轮I固定连接，使转子能够随着车轮的转动而转动。
[0010]电磁励磁装置靠近转子的端面与转子具有2_的轴向间隙，电磁励磁装置靠近轴承套的端面与轴承套具有2mm的轴向间隙。
[0011]电磁励磁装置包括励磁线圈、铁芯，励磁线圈绕在铁芯的圆柱外表面上。分布在转子内侧相邻的两个电磁励磁装置的励磁线圈的绕线方式是一个顺时针绕一个逆时针绕，这样当励磁线圈通电时，相对的电磁励磁装置对外显示的极性相反。通过控制通入励磁线圈的电流来控制电磁制动力，阻碍转子和轴承套转动，通过轴承套传递力矩到车轮，阻碍车轮转动，达到制动的效果。
[0012]本发明具有的有益效果:
1、本发明具有辅助制动功能，可以使挂车制动距离更短，制动时间更少。可以减少气压制动器的工作强度，减少气压制动器的磨损。
[0013]2、由于电磁制动器是通过电流控制，能够迅速精确的控制，所以制动反应时间变小，控制的精度得到提高，能够减少挂车折叠和甩尾的几率。
【专利附图】
【附图说明】
[0014]图1为本发明的三维图；
图2为电磁励磁装置磁路示意图；
附图标记说明如下:
1-车轮，2-电磁制动器，3-非驱动轴，4-轴承套，5-转子，6-电磁励磁装置，7-线圈支架，8-磁力线回路。
【具体实施方式】
[0015]下面结合附图以及具体实施例对本发明作进一步的说明，但本发明的保护范围并不限于此。
[0016]本发明的电磁制动器2包括8个励磁装置6、转子5和线圈支架7，能够固定在非驱动轴3上并与车轮I固定的轴承套4。
[0017]如图1所示，所述的电磁制动器2和轴承套4关于非驱动轴3的竖直对称面对称，非驱动轴3的竖直对称面两边的结构是完全一样的。
[0018]转子5是由高导电率的材料及镶嵌在其中的金属铜制成，通过轴承套4与车轮I连接，使转子5能够随着车轮I的转动而转动。
[0019]如图2所示，8个电磁励磁装置6沿着轴承套4圆周均匀分布，并固定在线圈支架7上；电磁励磁装置6靠近转子5的端面与转子5具有2mm的轴向间隙，电磁励磁装置6靠近轴承套4的端面与轴承套4具有2mm的轴向间隙。
[0020]电磁励磁装置6包括励磁线圈、铁芯,励磁线圈绕在铁芯的圆柱外表面上。分布在转子5内侧相邻的两个电磁励磁装置6的励磁线圈的绕线方式是一个顺时针绕一个逆时针绕，这样当励磁线圈通电时，相对的电磁励磁装置6对外显示的极性相反。通过控制通入励磁线圈的电流来控制电磁制动力，阻碍转子5和轴承套4转动，通过轴承套4传递力矩到车轮I，阻碍车轮I转动，达到制动的效果。
[0021]当需要制动时，驾驶员踩下制动踏板，控制器接收到踏板位移传感器和汽车转速的信号，进行计算，从而得到牵引车的制动力和挂车的电磁制动力，通过电磁制动驱动模块传输相应的电流到励磁线圈，产生了电磁场，由于转子5在电磁场中的转动，形成了电涡流制动。当需要解除制动时，只要不向励磁线圈通电即可。由于在踩下踏板后，挂车的电磁制动力能够很快的作用，且通过踏板位移传感器和控制器，能够感知并计算出作用在牵引车的制动力，通过控制电磁制动器通入的电流来控制挂车的制动力，可以在挂车气压制动器作用之前，实现制动，减少挂车的折叠现象。
[0022]当线圈通电时，其形成的磁力线回路8主要如图2所示，从电磁励磁装置6出发，经过间隙，穿过转子5，经过间隙到相邻的电磁励磁装置6，经过间隙穿过轴承套4，经过间隙回到电磁励磁装置6。由于闭合磁力线穿过转子5和轴承套4，载流的转子5和轴承套4在磁场中受到力的作用，其作用方向与转子5和轴承套4的旋转方向相反，阻碍转子5和轴承套4转动，从而在转子5和轴承套4上产生制动力矩使转子5和轴承套4减速，通过轴承套4把制动力矩传到车轮I上，从而使挂车减速制动。
[0023]本发明装置在接受到驾驶员的制动信号后立即向励磁线圈通入电流，使电磁制动器2产生制动力矩，通过轴承套4传递到车轮I上，使挂车的制动响应时间与牵引车相同，或者先于牵引车先产生制动作用，同时通过采集到的挂车车轮转速，控制通入励磁线圈中的电流，使挂车的制动强度和牵引车的制动强度相同。随着作用在挂车上的气压制动力增力口，可以减少通入励磁线圈中的电流使电磁制动力减少，气压制动力占挂车总制动力的比例增大。当处于长下坡制动时，可以使电磁制动力占挂车总制动力的比例大于气压制动力，线圈及转子5上的温度传感器传输信号到控制器，当控制器判断温度值超过临界值，控制器输出信号，减少通入励磁线圈中的电流，增大挂车气压制动力。在上述这些情况中，可以要求挂车总制动强度相等于或略大于牵引车制动强度。
[0024]所述实施例为本发明的优选的实施方式，但本发明并不限于上述实施方式，在不背离本发明的实质内容的情况下，本领域技术人员能够做出的任何显而易见的改进、替换或变型均属于本发明的保护范围。
【权利要求】
1.一种安装在挂车非驱动轴上的电磁制动器，其特征在于: 包括转子(5)，线圈支架(7)，偶数个电磁励磁装置(6)，能够固定在非驱动轴(3)上并与车轮(I)固定的轴承套(4)； 所述转子(5 )通过轴承套(4)与车轮(I)固定连接； 所述偶数个电磁励磁装置(6)沿轴承套(4)圆周均匀分布，并固定在线圈支架(7)上，相邻的两个电磁励磁装置(6)的极性相反。
2.如权利要求1所述的一种安装在挂车非驱动轴上的电磁制动器，其特征在于:所述电磁励磁装置(6 )包括励磁线圈、铁芯，所述励磁线圈绕在所述铁芯的圆柱外表面上。
3.如权利要求1所述的一种安装在挂车非驱动轴上的电磁制动器，其特征在于:所述电磁励磁装置(6)靠近转子(5)的端面与转子(5)具有2_的轴向间隙， 所述电磁励磁装置(6)靠近轴承套(4)的端面与轴承套(4)具有2_的轴向间隙。
4.如权利要求1所述的一种安装在挂车非驱动轴上的电磁制动器，其特征在于:所述转子(5)是由高导电率的材料及镶嵌在其中的金属铜片制成。
5.如权利要求1所述的一种安装在挂车非驱动轴上的电磁制动器的控制方法，其特征在于:电磁制动器(2)在接受到驾驶员的制动信号后立即向励磁线圈通入电流，使电磁制动器(2)产生制动力矩，通过轴承套(4)传递到车轮(I)上，使挂车的制动响应时间与牵引车相同，或者先于牵弓I车先产生制动作用；同时通过采集到的挂车车轮转速，控制通入励磁线圈中的电流，使挂车的制动强度等于或大于牵引车的制动强度；随着作用在挂车上的气压制动力增加，可以减少通入励磁线圈中的电流使电磁制动器(2)制动力矩减少，气压制动力占挂车总制动力的比例增大；当处于长下坡制动时，可以使电磁制动力占挂车总制动力的比例大于气压制动力，线圈及转子(5 )上的温度传感器传输信号到控制器，当控制器判断温度值超过临界值，控制器输出信号，减少通入励磁线圈中的电流，增大挂车气压制动力。
【文档编号】B60T13/74GK104192117SQ201410423927
【公开日】2014年12月10日 申请日期:2014年8月27日 优先权日:2014年8月27日
【发明者】何仁, 赵强, 胡东海, 申小敏 申请人:江苏大学