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先进汽车缓速器研究所

日期:2016年8月11日 17:08
  清华大学天津高端装备研究院先进汽车缓速器所成立于2016年6月20日,由李德胜教授带领的团队,一位国家“千人计划”专家、一位教授博导、两位副教授、多名博士硕士组成。

  本研究所的建设目标是依托国内知名高校智力资源,把握国际缓速器最前沿技术,积极拓展国内外学术交流,深入开展缓速器理论和实验研究,与企业开展产学研合作,以彻底解决我国大货车缓速器的落后局面为己任。

 
 
核心技术
 
  • 电涡流制动+水冷技术,全新技术产品,具有完全知识产权;
  • 高可靠性、低成本设计;
  • 系列化产品,适应不同的车型,可安装到不同的部位;
  • 汽车缓速器理想换代产品。

 

双凸极构造电液缓速器示意图  
 
 
 
电磁液冷系列缓速器概念图
 
 
缓速器研究和产业化内容如下:
  ▶ 大货车用液电缓速器系列产品的研发及产业化;
  ▶ 发动机飞轮一体化缓速器研发;
  ▶ 能量回收型缓速器的研发;
  ▶ 缓速器电子控制盒的研发;
  ▶ 缓速器军事应用研究。

  汽车缓速器是一种非接触制动装置,俗称第三制动,它有三个作用:一是可以有效保障大型车辆在山区道路上的行车安全;二是可以减少车辆的使用成本;三是减少制动装置的粉尘排放和噪声,节能环保。

  目前,国际上有三种主要缓速器产品。1936年世界上第一台电涡流缓速器在法国诞生,1961年福伊特公司推出了液力缓速器,除此之外,业界还推出了发动机排气制动装置,目前这三种缓速器占据主流位置。在欧洲发达国家,上世纪八十年代缓速器已经依法普遍推广。我国从2002年开始在一定级别的公路运输客车和城市公交车上推广缓速器,目前按照法规规定在9米以上的车上普遍安装。但是,国内重型卡车的缓速器普及率还非常低,许多车辆通过安装大水桶喷淋轮毂散热来缓解下坡时制动困难。不过,随着GB-7258-2012的推广,预计未来数年内,重卡缓速器的需求将会出现井喷局面,每年缓速器的需求大约在100万台左右,市场巨大。

  从三种缓速器比较来看,电涡流缓速器有80年的应用历史,其结构比较简单,价格较低,在中小型缓速器市场有较大比例,我国客车市场普遍安装着这类缓速器。但它的缺点是:体积重量大、工作时需要消耗较大电力、温度高、热衰退很严重,未获得大货车市场认可。液力缓速器具有体积重量小,工作时无高温,制动力矩大等优点,但其技术复杂,售价高,低速特性差,售后维护不便等缺点,在我国大面积推广有很大困难。发动机排气制动成本低,但其高速时制动力矩小,在欧洲一般与液力缓速器配合使用。

  针对国外已有缓速器产品的缺点以及国内缓速器研发的落后局面,从2006年初开始,李德胜教授带领的团队便持续不断的开展新型缓速器的研究。前期研发出的永磁液冷缓速器(见图1)填补了国际空白,它工作时不耗电,重量也比较小,但是由于稀土磁铁大幅度价格波动和可靠性等问题,未能规模化推广。在永磁缓速器研发基础上,2011年发明并研制出了双凸极构造电液缓速器(见图2),它避免了永磁液冷缓速器的缺点,与传统电涡流比较,工作原理一样,但基本部件从36个大幅度减到了4个,转子不发热,定子内置冷却水道。由于采用水冷散热,性能得到大幅度提升,重量和成本也得到较大降低。与电涡流比较,是颠覆性技术。与液力缓速器比较,没有液体动密封,技术难度大幅度减小,不使用油介质,免维护,可靠性更高。该发明先后获得了国家发明专利和美国专利授权。

  2013年8月,团队以双凸极缓速器发明专利为基础,进行科技成果转化。经过两年多的努力,开发出的客车系列电液缓速器产品(见图2),获得了国内主流客车变速箱厂商綦江齿轮传动有限公司的包销,可望取得很好的社会效益和经济效益。

 
图1 变速箱后置式永磁液冷缓速器 图2   双凸极构造电液缓速器

 


  在研发坦克缓速器过程中,缓速器研发团队新近发明了一种内嵌式转子构造电磁液冷缓速器(见图3),称之为液电缓速器。这种缓速器与双凸极构造比较,只有三个部件,最大优点是可以大幅度减小转子的质量和转动惯量,也克服了传统电涡流缓速器的缺点。液电缓速器可以军民两用,既适合于客车,也适合于大货车。可以安装在变速箱后蹄,传动轴中间,也可以放置在发动机飞轮部,进一步带来缓速器重量的成倍减少!


  目前与北汽福田、青特集团、长春一汽、中国重汽等密切合作交流,已成功孵化产业化公司清研瑞能(科技)有限公司,作为未来的社会需求,本团队后续将深入研发能量回收型缓速器,以适应国家乃至国际上进一步节能减排的需要。
 


图3 内嵌式构造液电缓速器

 

  

 

  本研究所真诚地接受各界人士的建议,也愿意开展各种形式的合作!


 


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