汽车永磁无级缓速器的设计与仿真分析

何富君，刘 凯，张瑞杰，张青源，张雨婷

(东北石油大学 机械科学与工程学院，黑龙江 大庆 163318)

汽车在坡长而陡的山区公路行驶时经常需要在低速挡下工作，且制动器需要长时间持续制动，导致刹车摩擦片性能高温退化、材料变形甚至开裂[1]，行车安全系数降低,并伴随噪声和粉尘污染。在中国国家标准《机动车运行安全技术条件》[2]中规定部分汽车应装备缓速器或其他辅助制动装置，使车辆具有持续制动能力，提升行车安全性、舒适性和环保性。缓速器一般采用磁作用非接触摩擦制动方式，可分为电涡流缓速和永磁缓速。

电涡流制动技术比较成熟，已经广泛应用在中大型车辆上。永磁制动尚处研究阶段，由于其具有节约电能、体积相对较小等优点，中外学术界对永磁非摩擦制动的研究越来越重视，但国内高校在这方面的研究还不多，且还没有能够实现可靠无级制动的报道。美国德克萨斯州农工大学的Gay等[3]根据客车制动要求，提出了一种制动器和永磁缓速器联合制动的结构方案，该缓速器只有制动和非制动2种工作状态且结构复杂。2014年广西大学黄亦其教授带领团队展开了对装有永磁缓速器客车联合制动性能的研究[4]，结果表明如果缓速器能实现多级制动将极大提高客车的制动安全性和行驶舒适性。2015年江苏大学何仁教授课题组开展了永磁缓速器的设计理论和仿真分析研究[5]，同时提出了一种最大制动力矩600 N·m的分级式永磁缓速器设计方案，但其只能实现三级制动，制动力矩小且漏磁严重。……