原文传递
节能环保型车用缓速器设计与分析
| 论文题名： | 节能环保型车用缓速器设计与分析 |
| 关键词： | 轮边缓速器;结构设计;磁路控制;摩擦制动;散热特性 |
| 摘要： | 随着汽车保有量的逐年递增，道路交通事故发生的频率也与之增加。为了提高汽车行驶的安全性、降低由于制动性能不佳导致发生行车事故的次数，本文在介绍几种常见辅助制动装置的基础上，针对目前普遍使用的电涡流缓速器耗能大的缺点，研究车用缓速器的节能环保设计方法。 首先，通过阅读相关文献，了解目前具有节能环保特点缓速器的研究现状；秉承节能环保的设计理念，对缓速器的励磁方式、安装布置方式等进行了分析与选择；同时介绍了具有节能环保特点的永磁式缓速器几种常见的磁路控制方式，在此基础上设计了一种具有节能环保特点、与摩擦制动集成的永磁轮边缓速器，介绍了其工作原理并对其结构参数进行初步设计选择。 其次，在结构设计的基础上，研究了所设计的与摩擦制动集成的永磁轮边缓速器的性能。根据电磁场理论推导了缓速器制动力矩的表达式，并借助有限元分析软件分别对比了非制动状态与制动状态下，缓速器关键部位的磁密分布情况；同时对轮边缓速器进行瞬态磁场的仿真，模拟了不同转速下缓速器所产生制动力矩的大小。此外，基于内热源法建立了缓速器转子的温度场数学模型，分析了由于涡流制动导致的温升并进行磁热耦合有限元仿真。 为了防止转子出现温度过高导致制动盘寿命降低、制动力矩热衰退的现象，本文针对所设计缓速器采用轮边布置的结构形式，通过优化轮毂钢圈上风孔的结构参数，以提升车轮旋转时其内部的空气流量为目标，实现对轮边缓速器的强制散热，并通过CFD软件进行验证。在理论分析与仿真的基础上，设计制作了永磁摩擦制动集成的轮边缓速器样机并进行试验。样机试验表明，试验结果与仿真值能较好地吻合，证明针对所设计的节能环保型轮边缓速器的分析研究方法正确。 最后，在介绍轻量化理论的基础上，针对所设计轮边缓速器的结构，提出了具体的轻量化方案，包括对转子盘进行拓扑结构优化设计、对散热片综合运用形状尺寸优化和材料轻量化两种优化方法、以及对永磁体的体积进行轻量化选优。同时，借助有限元软件对各方案进行详细的分析、对比与验证，以保证优化后的设计满足缓速器的各项使用要求包括零部件工作强度、散热性能、制动性能等。在此基础上最终确定了轮边缓速器的轻量化方案。在实现产品“瘦身”的同时，建立了缓速器轻量化设计流程，为其以后的轻量化研究提供了思路与参考。 |
| 作者： | 唐彦鋆 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 何仁 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 江苏大学 |
| 学位年度： | 2021 |
检索历史
应用推荐
