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電液緩速器為行車安全保駕護(hù)航
- 發(fā)布時(shí)間:2014-11-20 09:31:28 來源:科技日?qǐng)?bào) 責(zé)任編輯:羅伯特
□ 常 樂
電磁液冷緩速器(簡稱電液緩速器),是一種新型汽車緩速器,它是安裝在汽車上的輔助制動(dòng)裝置(系統(tǒng)),通過非接觸制動(dòng),消耗掉汽車行進(jìn)中或下坡時(shí)的動(dòng)能,達(dá)到車輛減速目的。使用汽車緩速器,可有效保障行車安全,減少汽車使用成本,節(jié)能環(huán)保。
臨危受命 攻難破堅(jiān)
1903年,法國人申請(qǐng)了世界上第一個(gè)電渦流緩速器發(fā)明專利,并于1936年推出了第一款汽車電渦流緩速器產(chǎn)品。1954年,法國率先在國內(nèi)依法推廣緩速器應(yīng)用,到上世紀(jì)八十年,緩速器在歐洲等國家地區(qū)獲得廣泛應(yīng)用。目前,緩速器的主要品種有電渦流緩速器,液力緩速器,發(fā)動(dòng)機(jī)緩速器,永磁緩速器等品種也有少量應(yīng)用。在國外重型車輛上,普遍采用的是輕量化和更加節(jié)能的液力緩速器,但其技術(shù)復(fù)雜、價(jià)格昂貴,在我國難以大規(guī)模推廣。
改革開發(fā)以來,我國汽車工業(yè)獲得了翻天覆地的發(fā)展,公路建設(shè)突飛猛進(jìn),汽車在國民經(jīng)濟(jì)中的作用越來越重要。隨著汽車運(yùn)行速度越來越高,汽車制動(dòng)負(fù)荷過大的問題也日益突出。如果行車中制動(dòng)負(fù)荷全部由制動(dòng)系統(tǒng)來承擔(dān),就會(huì)造成制動(dòng)鼓和制動(dòng)摩擦片溫度過高,導(dǎo)致汽車制動(dòng)效能下降,甚至制動(dòng)失靈,極易造成惡性行車事故。在我國大型車輛的行車事故率與發(fā)達(dá)國家比較明顯偏高,其中因剎車失靈發(fā)生的惡性事故屢見報(bào)道。我國從2002年開始,依法在國內(nèi)一定級(jí)別的客車上推廣了緩速器的安裝,目前安裝率有60%—70%。國內(nèi)使用最廣泛的是電渦流緩速器,它結(jié)構(gòu)簡單,制造容易,價(jià)格較低,但它采用風(fēng)冷散熱,散熱效果差,長時(shí)間連續(xù)使用可致使制動(dòng)力矩嚴(yán)重?zé)崴ネ松踔翢崾В殷w積質(zhì)量比較大,工作中消耗大量電能。對(duì)國內(nèi)重型貨車緩速器需求而言,傳統(tǒng)的電渦流緩速器由于不適合車輛長時(shí)間連續(xù)下坡使用,而且由于質(zhì)量體積大,難以獲得廣泛應(yīng)用。而液力緩速器技術(shù)門檻非常高,國內(nèi)尚沒有生產(chǎn)廠家,價(jià)格昂貴,也難于大規(guī)模推廣普及。由于上述原因,目前國內(nèi)無數(shù)在山區(qū)道路上經(jīng)常行駛的車輛,為了避免惡性剎車失靈事故,在車上安裝有大水桶,行進(jìn)途中通過對(duì)輪轂淋水降溫,雖然降低了一定的事故率,但是這樣很不經(jīng)濟(jì),特別在冬天,淋水的結(jié)冰會(huì)對(duì)后續(xù)車輛帶來行車安全隱患,也使路面頻繁破損,令路政部門頭疼不已。
2005年10月,北京八達(dá)嶺高速發(fā)生了一起震驚全國的惡性交通事故。在號(hào)稱“死亡谷”的一下坡路段,一輛重卡由于制動(dòng)失靈追尾一輛行進(jìn)中的大巴,致使大巴墜入深溝,造成了24人死亡,新中國成立以來北京最大的交通事故。面對(duì)八達(dá)嶺高速頻繁的惡性交通事故,北京交通部門及時(shí)對(duì)大貨車采取了禁行措施,致使隨后幾年內(nèi)北京北部的交通大堵車頻發(fā),一度嚴(yán)重影響了首都社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。
從2005年底開始,北京工業(yè)大學(xué)機(jī)電學(xué)院李德勝教授科研團(tuán)隊(duì)走訪了國內(nèi)多位汽車資深專家,對(duì)國內(nèi)汽車緩速器的現(xiàn)狀和未來需求做了比較系統(tǒng)的調(diào)研,積累資料,開始了長達(dá)9年的新型汽車緩速器研究攻關(guān)。李教授基于在東京大學(xué)留學(xué)期間對(duì)稀土磁鐵的認(rèn)識(shí),結(jié)合與哈爾濱鐵路局聯(lián)合研發(fā)火車永磁減速器的經(jīng)歷,以稀土永磁新材料應(yīng)用為突破口,開始了新型永磁緩速器的研發(fā)工作。他們研究團(tuán)隊(duì)與企業(yè)密切合作,經(jīng)過艱苦攻關(guān),于2008年初研發(fā)成功了一款變速箱一體化永磁液冷緩速器,并試裝在合作企業(yè)的試驗(yàn)車上,取得了很好的試驗(yàn)效果,填補(bǔ)了國內(nèi)外空白,并獲得了多項(xiàng)國家發(fā)明專利授權(quán)。2009年中期,永磁液冷緩速器技術(shù)引起了北京一知名車企的興趣,在北京市科委的大力支持和組織下,由三家校企組成立60余人的緩速器產(chǎn)學(xué)研隊(duì)伍,相繼承擔(dān)了北京市科委重大產(chǎn)業(yè)化項(xiàng)目2項(xiàng)。李教授以發(fā)明人和項(xiàng)目副組長身份與團(tuán)隊(duì)成員同甘共苦,艱苦拼搏,經(jīng)過三年的不懈努力,研發(fā)出三大系列九個(gè)規(guī)格的永磁液冷緩速器新產(chǎn)品,經(jīng)過有關(guān)部門的嚴(yán)格測(cè)試,順利通過了北京市科委組織的驗(yàn)收。
2010年前后,由于國內(nèi)稀土永磁材料大幅度漲價(jià)和波動(dòng),造成永磁緩速器價(jià)格過高,難以大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化的困境。而針對(duì)國內(nèi)汽車行業(yè)對(duì)汽車緩速器“高性能、高可靠性和低價(jià)格”的要求,李教授研究團(tuán)隊(duì)及時(shí)調(diào)整研發(fā)思路,在永磁液冷緩速器研發(fā)的基礎(chǔ)上,經(jīng)過數(shù)十次失敗和艱苦卓絕的努力,于2011年末又研制出了新一代電磁液冷緩速器工程樣機(jī)(簡稱電液緩速器),并通過了臺(tái)架試驗(yàn)、室內(nèi)道路模擬試驗(yàn)和大量路試,電液緩速器性能優(yōu)異,產(chǎn)業(yè)化迎來了新曙光。
電液緩速器通過磁路的創(chuàng)新設(shè)計(jì),實(shí)現(xiàn)了轉(zhuǎn)動(dòng)部件不發(fā)熱,它通過發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻液能及時(shí)導(dǎo)出散掉工作時(shí)產(chǎn)生的熱能。通過勵(lì)磁電流的控制,可以容易實(shí)現(xiàn)制動(dòng)力矩的無級(jí)調(diào)速或分檔控制。與液力緩速器比較,性能相近,但它沒有冷卻液的動(dòng)密封,制造難度大幅度降低。與傳統(tǒng)的電渦流緩速器比較,沒有高溫安全隱患,熱衰退小,構(gòu)造大幅度簡化,制造成本更低。它的產(chǎn)品系列比較豐富,可以安裝在傳動(dòng)系統(tǒng)多個(gè)部位,是現(xiàn)有緩速器的理想換代產(chǎn)品,為國內(nèi)緩速器的大規(guī)模普及提供了堅(jiān)實(shí)的技術(shù)基礎(chǔ)和物質(zhì)基礎(chǔ),具有革命性的意義。電液緩速器系列產(chǎn)品具有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán),已申請(qǐng)10多項(xiàng)國家發(fā)明專利,其中已獲得3項(xiàng)授權(quán),另外申請(qǐng)了2項(xiàng)美國專利。
開拓創(chuàng)新 眾志成城
為了電液緩速器的早日產(chǎn)業(yè)化,2013年8月李德勝教授與合作伙伴在揚(yáng)州經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)創(chuàng)辦了揚(yáng)州安行機(jī)電科技有限公司(簡稱安行機(jī)電,http://www.axjdkj.com/),是專業(yè)從事汽車新型電液緩速器研發(fā)、生產(chǎn)和銷售的企業(yè)。由李德勝教授任公司法人和董事長,聶柯先生為總經(jīng)理,楊培俊高工任公司副總經(jīng)理。公司注冊(cè)資金3000萬元,廠房面積6000平方米,經(jīng)過一年多的努力,公司已經(jīng)具備了產(chǎn)品研發(fā)和生產(chǎn)條件,開始銷售產(chǎn)品。安行機(jī)電研發(fā)出的新型電液緩速器系列產(chǎn)品,一舉打破了國外的技術(shù)壟斷,為我國汽車企業(yè)提供了高性價(jià)比的緩速器產(chǎn)品。
安行機(jī)電成立以來,非常重視新產(chǎn)品的研究開發(fā),研發(fā)團(tuán)隊(duì)成員主要由北京工業(yè)大學(xué)、湖南大學(xué)的教授博導(dǎo)和汽車行業(yè)的工程師組成,是一支專業(yè)結(jié)構(gòu)合理、關(guān)聯(lián)性和互補(bǔ)性強(qiáng)的創(chuàng)業(yè)團(tuán)隊(duì)。在新產(chǎn)品的研發(fā)上,公司通過對(duì)國內(nèi)外汽車行業(yè)各項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)、市場(chǎng)同類型產(chǎn)品、各種安裝緩速器車型的相關(guān)數(shù)據(jù)的分析,確定產(chǎn)品研發(fā)方向;通過理論計(jì)算,結(jié)合實(shí)際生產(chǎn)材料、工藝,設(shè)計(jì)產(chǎn)品結(jié)構(gòu);通過樣機(jī)反復(fù)測(cè)試,確定系列產(chǎn)品樣機(jī)。由安行機(jī)電開發(fā)的具有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的電液緩速器系列產(chǎn)品,適合于幾乎所有車型,尤其滿足國內(nèi)整車廠對(duì)緩速器“高性能、高可靠性和低價(jià)格”的要求。近期推出的主要產(chǎn)品有大客車用后置式電液緩速器系列產(chǎn)品和大貨車用中置式電液緩速器系列產(chǎn)品。他們還試制出了不從車載電瓶取電的自勵(lì)式緩速器,提出了一種結(jié)構(gòu)更加簡單更可靠的外轉(zhuǎn)子電液緩速器,并將陸續(xù)推出出發(fā)動(dòng)機(jī)飛輪一體化緩速器,其重量可與液力緩速器媲美,但性價(jià)比高數(shù)倍。他們還將關(guān)鍵技術(shù)申報(bào)專利,保證企業(yè)技術(shù)優(yōu)勢(shì);不斷培養(yǎng)研發(fā)人才,保證企業(yè)研發(fā)能力的后勁。安行機(jī)電不斷研發(fā)新技術(shù)、完善產(chǎn)品性能、優(yōu)化資源整合,不斷努力開發(fā)優(yōu)良產(chǎn)品,更好地關(guān)愛生命、保證大型車輛的行駛安全,為和諧社會(huì)保駕護(hù)航。
安行機(jī)電近期推出的主要產(chǎn)品為雙凸極構(gòu)造電液緩速器,它與傳統(tǒng)的電渦流緩速器工作原理相同,但內(nèi)部構(gòu)造完全不同。它只有四個(gè)功能部件,一個(gè)帶內(nèi)部水道的定子,一個(gè)勵(lì)磁線圈和一對(duì)雙凸極構(gòu)造的轉(zhuǎn)子,其中勵(lì)磁線圈固定在定子內(nèi)表面中間位置,置于兩個(gè)轉(zhuǎn)子中間的空間。它的工作原理是,當(dāng)勵(lì)磁線圈通電后,沿定子、轉(zhuǎn)子和轉(zhuǎn)子底磁路形成一閉合磁場(chǎng),從而在凸極的末端即在靠近凸極的定子表面集聚出多組強(qiáng)磁場(chǎng)(數(shù)量等同于凸極數(shù))。汽車行走中,與傳動(dòng)軸連接的轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí),緩速器定子內(nèi)表面受到多組強(qiáng)磁場(chǎng)的擾動(dòng),會(huì)產(chǎn)生電渦流效應(yīng)且其強(qiáng)弱與勵(lì)磁電流相關(guān)。根據(jù)電磁學(xué)原理,電渦流對(duì)傳動(dòng)軸產(chǎn)生制動(dòng)力矩的同時(shí),使定子內(nèi)表面發(fā)熱,這一熱量主要通過冷卻液帶走,帶走的熱量與制動(dòng)功率約相等。
通過與電渦流緩速器臺(tái)架對(duì)比試驗(yàn)結(jié)果看,電液緩速器在較大的速度范圍內(nèi),制動(dòng)力矩比較堅(jiān)挺,明顯優(yōu)于傳統(tǒng)的電渦流緩速器。按照GB12676的測(cè)試標(biāo)準(zhǔn),在緩速器持續(xù)工作12分鐘后,電液緩速器的制動(dòng)力矩?zé)崴ネ藶?6.3%,水溫不超過75℃;同樣條件下,電渦流緩速器熱衰退會(huì)超過50%,溫度達(dá)到700℃。2014年年初以來,電液緩速器產(chǎn)品搭載在國內(nèi)一知名企業(yè)51座客車上,進(jìn)行了超過1萬公里的山區(qū)道路和高速公路整車道路考核試驗(yàn),制動(dòng)性能優(yōu)異、穩(wěn)定。目前,公司的幾款產(chǎn)品已批量生產(chǎn),試銷售,已給北汽福田客車、揚(yáng)州亞星客車、上海神龍客車等用戶試用,已經(jīng)獲得了訂單,獲得了用戶高度稱贊,前景非??春谩?/p>
關(guān)愛生命 安行天下
在2014年6月11日召開的上海國際商用車展覽會(huì)暨2014年中國(上海)國際客車及零部件展覽會(huì)上,安行機(jī)電的工程技術(shù)人員攜AHS-12、AHS-21、AZS-25三款具有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的緩速器產(chǎn)品亮相展會(huì),在熙熙攘攘的展會(huì)現(xiàn)場(chǎng),安行機(jī)電以其領(lǐng)先的技術(shù)、優(yōu)異而具有高可靠性的產(chǎn)品性能而受到眾多與會(huì)客商的極大關(guān)注。
我國政府非常重視機(jī)動(dòng)車法律法規(guī)的建立與完善。隨著2012年5月公布的GB7258《機(jī)動(dòng)車安全技術(shù)條件》的落實(shí),以及2014年即將公布的新版GB12676《汽車制動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、性能和試驗(yàn)方法》的實(shí)施,汽車緩速器將成為大客車和重卡的標(biāo)準(zhǔn)配置,預(yù)計(jì)每年所涉及車輛達(dá)到150萬輛,我國汽車緩速器將迎來一個(gè)爆發(fā)性增長階段,緩速器產(chǎn)業(yè)市場(chǎng)有著巨大的潛力。安行機(jī)電的電液緩速器以其無可比擬的成本優(yōu)勢(shì)和優(yōu)異的技術(shù)性能,公司全體員工將齊心協(xié)力,艱苦努力,爭(zhēng)取用5—6年的時(shí)間,占有全國汽車緩速器市場(chǎng)10%—15%份額。屆時(shí),公司將能夠?qū)崿F(xiàn)年銷售收入15—22億元人民幣,利潤可達(dá)到5億元人民幣。
在今天車水馬龍的公路交通運(yùn)輸中,以人為本,關(guān)愛生命,確保駕駛員和車輛安全越來越成為建設(shè)和諧社會(huì)的重要內(nèi)容,而以李德勝教授帶領(lǐng)的安行機(jī)電研制出的電磁液冷緩速器系列產(chǎn)品,將為千家萬戶的幸福安寧撐起一把安全之傘,為千萬人的平安出行保駕護(hù)航。
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