专利名称：一种单相磁阻构造能量回收型缓速器的制作方法
技术领域：
本实用新型开发了一种安装于发动机和变速箱之间的可以实现能量回收的缓速器，属于混合动力、汽车辅助制动领域。
背景技术：
中国的机动车保有量将近2个亿，北京市的汽车保有量已达470万两之多，汽车在极大的促进经济发展和改善人们生活水平的同时，也面临着巨大的能源、环境和安全问题。据测算，作为不可再生的化石燃料，石油和天然气等的产量将在2050年左右达到顶峰并开始走下坡路。与此同时，各国对能源的需求却在不断攀升，中国对进口原油的依存度已超过50%，而汽车正是石油的消耗大户之一。另外，汽车导致的环境问题也不容小视， 汽车尾气(一氧化碳、氮氧化物、碳氢化合物等污染物)排放已经成为一些大城市的头号空气污染源，占总污染源的50%以上。在一些城市，汽车对空气污染的“贡献率”更是高达 80%以上。在此背景下，研究如何最大限度的提高汽车燃油的经济性近年来越来越引起人们全方位的重视，一些国家在汽车替代能源方面投入了巨大的资源，并已取得了可喜的成绩。 但由于各种条件的限制，传统能源汽车还将长期占据着统治的地位。因此，在现有基础上研究如何提高燃油的经济性和能源的利用率，对于减少燃油消耗和废气排放具有更加现实的意义。中国亦对新能源汽车相关技术的研究和推广及其关注，能能源汽车已被列入国家战略新兴产业规划名录。作为汽车重要的辅助制动装置，汽车缓速器在发达国家早已被广泛使用，近几年国内几乎所有的高级以上的大中型客车都标配或选装缓速器，部分重型货车也在试装汽车缓速器。营运客车和货车装备汽车缓速器后，大大提高了车辆的安全性、经济性和舒适性。 中国缓速器的推广和技术水平和国外还有一定的距离，目前，国内应用较多的为电涡流缓速器，占整个市场的90%以上，而其他类型缓速器的研究和开发则较为缓慢。本实用新型及开发了一种集汽车辅助制动和能量回收为一体的新型缓速器，通过电控单元可使其工作于不同的模式。
实用新型内容本实用新型设计了一种发电和电动一体机作为单相磁阻构造能量回收型缓速器的实现载体，具有结构简单、便于控制、单位体积功率较大和易于实现多重功能等优点。为了实现能量回收和辅助制动的目的，并综合汽车相关零部件的功能、结构和其他因素，本实用新型采用一种单相4/4极开关磁阻电机(SRM)作为发电电动一体机，安装在发动机和变速箱之间。然后，利用电控单元ECU使其工作于电动、发电和调速等相关模式， 从而实现辅助制动并同步回收能量和输出能量提供动力的功能，其本质为并联式混合动力。本发明采用如下具体技术方案
3[0010]单相磁阻构造能量回收型缓速器，包括定子部分，转子部分和检测部分，其特征在于其定子部分包括左端盖1、机壳2、定子3、绕组4和右端盖5。机壳2左右两端分别与左端盖和右端盖相连，定子在机壳内部轴向和周向固定，定子部分与变速箱和发动机外壳相连；转子相关部分包括转子11、轴套10、轴承8和法兰12，转子11和法兰12在周向固定，转子11与法兰12套于轴套10上实现其轴向固定，轴套10内套有变速箱一轴9 ；其检测部分包括霍尔传感器7和永磁铁6，永磁铁6镶嵌于法兰12的沟槽内，左端盖1上开有螺纹孔， 其上拧有空心螺钉，霍尔传感器7固定于空心螺钉的端部，霍尔传感器7的导线通过空心螺钉引至外部，通过调节螺钉的拧入深度即可实现对霍尔传感器7和磁铁6之间距离的调整， 该部分需要用不导磁材料固定和安装。所述机壳2与左右端盖1、5通过子口和销钉实现定位，分别通过螺栓实现完全连接。所述定子3及绕组4部分右侧通过机壳2上的子口台阶定位，左侧通过左端盖1 上的螺母定位，周向则通过与机壳2的豁口相配合，从而实现定子3和机壳2等部件的完全固定连接，定子部分通过螺栓与变速箱和发动机外壳相连。转子11和法兰12通过自带的键与轴套10的键槽配合实现周向定位，轴套10左侧轴肩实现对转子11和法兰12的左侧轴向定位，转子11和法兰12的右侧通过点焊与轴套10连为一体，整个转子部分通过轴套10的花键与变速箱一轴9配合，右侧通过弹性挡圈定位，左侧通过轴承实现与定子部分的轴向定位和周向自由旋转。本发明可以取得如下有益效果本实用新型开发了一种简单有效的能量回收型缓速器，可以是实现汽车辅助制动的目的，有效缓解传统摩擦式制动器的工作压力，改善汽车的制动性能和安全性。另一方面，该缓速器能将汽车制动时的机械能转化为电能，然后需要的时候再将电能进行释放转化为汽车的驱动力，这不仅有助于改善汽车的动力性能还有利于提高燃油的效率，节约能源并减少尾气的排放。
图1是本实用新型机械结构示意图图中1、左端盖，2、机壳，3、定子，4、线圈绕组，5、右端盖，6、磁铁，7、霍尔传感器， 8、轴承，9、一轴，10、轴套，11、转子，12、法兰。图2是本实用新型运行分析示意图
具体实施方式
以下结合附图对本发明作进一步说明本实用新型的结构如图1所示，其机械结构的安装顺序(1)先安装右端盖5 ； (2) 机壳2和定子3装为一体之后再与右端盖相连；(3)转子和轴套连为一体(通过键连接并且轴向焊接定位)，然后沿一轴推入，右侧有弹性挡圈定位；(4)最后装轴承和左端盖及其他相关附件等。缓速器工作模式分析工作过程当中，定子部分固定，转子部分则随着变速箱的一轴同步转动。霍尔传感器可以检测转子相对定子的位置，然后电控单元根据霍尔传感器的
4信号控制线圈绕组的通电开始时刻，结合其他的控制要求，通过设置不同的导通时刻和导通时间，即可实现对缓速器工作模式和具体参数的控制。根据磁阻最小原理，如果在定转子靠近的过程当中导通绕组，则定转子之间产生的相互吸引力为驱动力，反之在定转子相互远离的过程当中导通线圈，定转子会产生效果为阻力的制动力，并能带动缓速器发电。如果调整每个周期内导通时间的长短，类似于调整占空比似的ACP调节，则可实现调节驱动力或制动力大小的效果。如附图2所示，该图详细地表示出了缓速器单相4-4凸极结构，从该图当中可清楚的看出缓速器转动的一个机械周期里有四个电动或制动发电子周期。按如图所示箭头方向缓速器逆时针转动，则缓速器的不同工作模式工作区间如图所示即电动工作模式时，主电路的通断必须在电动工作区内实现，制动发电模式亦然。制动发电模式类似，只是工作区间不同而已。注意事项(1)为防止影响正常的磁路和霍尔器件的正常工作，轴套、固定磁铁和霍尔的部件应为不导磁材料。(2)此四极结构当中，电动或制动工作时通电一个周期对应于机械结构的90°， 为保证缓速器主电路的正常充放电，凸极结构宽度最好不要超过40°。
权利要求1.一种单相磁阻构造能量回收型缓速器，包括定子部分、转子部分和检测部分，其特征在于其定子部分包括左端盖⑴、机壳O)、定子⑶、绕组(4)和右端盖(5)；机壳⑵左右两端分别与左端盖和右端盖相连，定子在机壳内部轴向和周向固定，定子部分与变速箱和发动机外壳相连；转子相关部分包括转子(11)、轴套(10)、轴承(8)和法兰(12)，转子 (11)和法兰(12)在周向固定，转子(11)与法兰(12)套于轴套(10)上实现其轴向固定， 轴套(10)内套有变速箱一轴(9)；其检测部分包括霍尔传感器(7)和永磁铁(6)，永磁铁(6)镶嵌于法兰(1 的沟槽内，左端盖(1)上开有螺纹孔，其上拧有空心螺钉，霍尔传感器(7)固定于空心螺钉的端部，霍尔传感器(7)的导线通过空心螺钉引至外部，通过调节螺钉的拧入深度即可实现对霍尔传感器(7)和磁铁(6)之间距离的调整，该部分需要用不导磁材料固定和安装。
2.根据权利要求1所述的单相磁阻构造能量回收型缓速器，其特征在于所述机壳(2) 与左右端盖(1、5)通过子口和销钉实现定位，分别通过螺栓实现完全连接。
3.根据权利要求1所述的单相磁阻构造能量回收型缓速器，其特征在于所述定子(3) 及绕组(4)部分右侧通过机壳( 上的子口台阶定位，左侧通过左端盖(1)上的螺母定位， 周向则通过与机壳O)的豁口相配合，从而实现定子C3)和机壳( 等部件的完全固定连接，定子部分通过螺栓与变速箱和发动机外壳相连。
4.根据权利要求1所述的单相磁阻构造能量回收型缓速器，其特征在于转子(11)和法兰(1 通过自带的键与轴套(10)的键槽配合实现周向定位，轴套(10)左侧轴肩实现对转子(11)和法兰(1 的左侧轴向定位，转子(11)和法兰(1 的右侧通过点焊与轴套 (10)连为一体，整个转子部分通过轴套(10)的花键与变速箱一轴(9)配合，右侧通过弹性挡圈定位，左侧通过轴承实现与定子部分的轴向定位和周向自由旋转。
专利摘要一种单相磁阻构造能量回收型缓速器，属于混合动力、汽车辅助制动领域。其定子部分包括左端盖、机壳、定子、绕组和右端盖。机壳左右与左端盖和右端盖相连，定子在机壳内部轴向和周向固定，定子部分与变速箱和发动机外壳相连；转子部分包括转子、轴套、轴承和法兰，转子和法兰在周向固定，转子与法兰套于轴套上实现其轴向固定，轴套内套有变速箱一轴；其检测部分包括霍尔传感器和永磁铁，永磁铁镶嵌于法兰的沟槽内，左端盖上开有螺纹孔，其上拧有空心螺钉，霍尔传感器固定于空心螺钉的端部，霍尔传感器的导线通过空心螺钉引至外部。本实用新型缓解了摩擦式制动器的工作压力，改善汽车的制动性能和安全性。
文档编号B60L7/10GK202071704SQ20112002442
公开日2011年12月14日 申请日期2011年1月26日 优先权日2011年1月26日
发明者刘本东, 李德胜, 许士磊, 邓高飞 申请人:北京工业大学