先進(jìn)汽車緩速器研究所

　　清華大學(xué)天津高端裝備研究院先進(jìn)汽車緩速器所成立于2016年6月20日，由李德勝教授帶領(lǐng)的團(tuán)隊(duì)，一位教授博導(dǎo)、兩位副教授、多名博士碩士組成。

　　本研究所的建設(shè)目標(biāo)是依托國內(nèi)知名高校智力資源，把握國際緩速器最前沿技術(shù)，積極拓展國內(nèi)外學(xué)術(shù)交流，深入開展緩速器理論和實(shí)驗(yàn)研究，與企業(yè)開展產(chǎn)學(xué)研合作，以徹底解決我國大貨車緩速器的落后局面為己任。

核心技術(shù)

電渦流制動+水冷技術(shù)，全新技術(shù)產(chǎn)品，具有完全知識產(chǎn)權(quán)；

高可靠性、低成本設(shè)計(jì)；

系列化產(chǎn)品，適應(yīng)不同的車型，可安裝到不同的部位；

汽車緩速器理想換代產(chǎn)品。

雙凸極構(gòu)造電液緩速器示意圖

電磁液冷系列緩速器概念圖

緩速器研究和產(chǎn)業(yè)化內(nèi)容如下：

大貨車用液電緩速器系列產(chǎn)品的研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化；

發(fā)動機(jī)飛輪一體化緩速器研發(fā)；

能量回收型緩速器的研發(fā)；

緩速器電子控制盒的研發(fā)；

緩速器軍事應(yīng)用研究。

　　汽車緩速器是一種非接觸制動裝置，俗稱第三制動，它有三個作用：一是可以有效保障大型車輛在山區(qū)道路上的行車安全；二是可以減少車輛的使用成本；三是減少制動裝置的粉塵排放和噪聲，節(jié)能環(huán)保。

　　目前，國際上有三種主要緩速器產(chǎn)品。1936年世界上第一臺電渦流緩速器在法國誕生，1961年福伊特公司推出了液力緩速器，除此之外，業(yè)界還推出了發(fā)動機(jī)排氣制動裝置，目前這三種緩速器占據(jù)主流位置。在歐洲發(fā)達(dá)國家，上世紀(jì)八十年代緩速器已經(jīng)依法普遍推廣。我國從2002年開始在一定級別的公路運(yùn)輸客車和城市公交車上推廣緩速器，目前按照法規(guī)規(guī)定在9米以上的車上普遍安裝。但是，國內(nèi)重型卡車的緩速器普及率還非常低，許多車輛通過安裝大水桶噴淋輪轂散熱來緩解下坡時制動困難。不過，隨著GB-7258-2012的推廣，預(yù)計(jì)未來數(shù)年內(nèi)，重卡緩速器的需求將會出現(xiàn)井噴局面，每年緩速器的需求大約在100萬臺左右，市場巨大。

　　從三種緩速器比較來看，電渦流緩速器有80年的應(yīng)用歷史，其結(jié)構(gòu)比較簡單，價格較低，在中小型緩速器市場有較大比例，我國客車市場普遍安裝著這類緩速器。但它的缺點(diǎn)是：體積重量大、工作時需要消耗較大電力、溫度高、熱衰退很嚴(yán)重，未獲得大貨車市場認(rèn)可。液力緩速器具有體積重量小，工作時無高溫，制動力矩大等優(yōu)點(diǎn)，但其技術(shù)復(fù)雜，售價高，低速特性差，售后維護(hù)不便等缺點(diǎn)，在我國大面積推廣有很大困難。發(fā)動機(jī)排氣制動成本低，但其高速時制動力矩小，在歐洲一般與液力緩速器配合使用。

　　針對國外已有緩速器產(chǎn)品的缺點(diǎn)以及國內(nèi)緩速器研發(fā)的落后局面，從2006年初開始，李德勝教授帶領(lǐng)的團(tuán)隊(duì)便持續(xù)不斷的開展新型緩速器的研究。前期研發(fā)出的永磁液冷緩速器（見圖1）填補(bǔ)了國際空白，它工作時不耗電，重量也比較小，但是由于稀土磁鐵大幅度價格波動和可靠性等問題，未能規(guī)?；茝V。在永磁緩速器研發(fā)基礎(chǔ)上，2011年發(fā)明并研制出了雙凸極構(gòu)造電液緩速器（見圖2），它避免了永磁液冷緩速器的缺點(diǎn)，與傳統(tǒng)電渦流比較，工作原理一樣，但基本部件從36個大幅度減到了4個，轉(zhuǎn)子不發(fā)熱，定子內(nèi)置冷卻水道。由于采用水冷散熱，性能得到大幅度提升，重量和成本也得到較大降低。與電渦流比較，是顛覆性技術(shù)。與液力緩速器比較，沒有液體動密封，技術(shù)難度大幅度減小，不使用油介質(zhì)，免維護(hù)，可靠性更高。該發(fā)明先后獲得了國家發(fā)明專利和美國專利授權(quán)。

　　2013年8月，團(tuán)隊(duì)以雙凸極緩速器發(fā)明專利為基礎(chǔ)，進(jìn)行科技成果轉(zhuǎn)化。經(jīng)過兩年多的努力，開發(fā)出的客車系列電液緩速器產(chǎn)品(見圖2)，獲得了國內(nèi)主流客車變速箱廠商綦江齒輪傳動有限公司的包銷，可望取得很好的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益。


圖1 變速箱后置式永磁液冷緩速器	圖2 雙凸極構(gòu)造電液緩速器

　　在研發(fā)坦克緩速器過程中，緩速器研發(fā)團(tuán)隊(duì)新近發(fā)明了一種內(nèi)嵌式轉(zhuǎn)子構(gòu)造電磁液冷緩速器（見圖3），稱之為液電緩速器。這種緩速器與雙凸極構(gòu)造比較，只有三個部件，最大優(yōu)點(diǎn)是可以大幅度減小轉(zhuǎn)子的質(zhì)量和轉(zhuǎn)動慣量，也克服了傳統(tǒng)電渦流緩速器的缺點(diǎn)。液電緩速器可以軍民兩用，既適合于客車，也適合于大貨車?？梢园惭b在變速箱后蹄，傳動軸中間，也可以放置在發(fā)動機(jī)飛輪部，進(jìn)一步帶來緩速器重量的成倍減少!

　　目前與北汽福田、青特集團(tuán)、長春一汽、中國重汽等密切合作交流，已成功孵化產(chǎn)業(yè)化公司清研瑞能（天津）科技有限公司，作為未來的社會需求，本團(tuán)隊(duì)后續(xù)將深入研發(fā)能量回收型緩速器，以適應(yīng)國家乃至國際上進(jìn)一步節(jié)能減排的需要。