商用車輔助制動系統簡介

王麗萍，殷波，李春梅

（陜西重型汽車有限公司，陜西 西安 710200）

商用車輔助制動系統簡介

王麗萍，殷波，李春梅

（陜西重型汽車有限公司，陜西 西安 710200）

輔助制動系統作為除傳統的行車制動外一種制動系統，在某種程度下可減少剎車蹄片的磨損，減少主剎車使用率。文章主要介紹目前商用車使用較多的輔助制動的系統，包括傳動系緩速器，排氣制動以及發動機制動三大類。

輔助制動；緩速器；排氣制動；發動機制動

CLC NO.:U463.5Document Code:AArticle ID:1671-7988 (2017)06-142-03

引言

汽車在山區道路行駛時，由于采用主制動系統進行長時間制動，熱負荷量非常大，而制動泵與整車相比質量較小，無法及時將熱能釋放給周圍環境，制動器過熱就會致使制動鼓和制動蹄的溫度迅速升高，當溫度過高時，制動器將部分失去制動效能，嚴重時危機人身安全。國內，長期以來靠駕駛員經常給輪轂澆水，實施強制冷卻來滿足汽車連續下長坡的制動要求。這種方法一方面可靠性不高，另一方面在冬季行駛時也直接影響到后續車輛的安全性，更避免不了由于冷卻不均勻而使局部熱應力過大引起的制動轂損壞。

輔助制動系統不僅有強勁的制動力矩，而且大大減少了制動器的磨損，很好的解決了此問題，提高了車輛的行駛安全性及舒適性。

1、液力緩速器制動

1.1 液力緩速器工作原理

液力緩速器裝在變速箱后端輸出端，傳動軸連著緩速器的輸出法蘭，輸出法蘭是空心的，它套在變速箱的輸出軸上，輸出法蘭上裝著一個轉子，轉子上的金屬葉片對著定子的金屬葉片。

圖1 液力緩速器工作原理圖

通常，兩個葉片之間沒有油液，當撥動緩速器手柄開關時， 緩速器控制單元RCU收到指令后，會控制一個閥體打開氣路，在油池底部的油液就會被空氣壓到兩個金屬葉片之間，這時傳動軸帶動著動子攪動油液沖擊定子，油液就在動子和定子之間來回攪動，使傳動軸受到一股很大的反作用力，不讓其傳動軸轉動，車速此時就得到了控制。

1.2 液力緩速器優缺點

液力緩速器制動系統能提供較大的制動力矩，且持續制動能力強大，是商用車選用輔助制動系統的優先選擇且應用會越來越多。但液力緩速器對整車冷卻系統要求較高，如下圖2為液力緩速器冷卻方案。

圖2 液力緩速器冷卻系統

從上圖可看出緩速器的冷卻依賴于發動機水冷系統，使用緩速器時，緩速器的高溫需要發動機散熱系統降溫，就會出現發動機散熱系統因散熱不良而高溫，繼而緩速器及發動機都會進入相應的高溫保護機制，而影響發動機和緩速器的正常工作。

2、電渦流緩速器制動

2.1 電渦流緩速器工作原理

電渦流緩速器是根據電磁原理設計而成的。當緩速器工作時，線圈通電產生強大磁場；轉子隨轉動軸一起旋轉，在磁場中切割磁力線，使轉子盤內產生渦電流，渦電流的磁場和定子線圈磁場相互作用，產生阻力矩，從而達到緩速的效果。如下圖。

圖3 電渦流緩速器工作原理

緩速過程中轉子盤內的渦電流產生熱效應，使轉子發熱，熱能又通過轉子風葉冷卻，迅速散發到周圍的空氣中。

2.2 電渦流緩速器優缺點

電渦流緩速器結構簡單，如圖 4，制造成本不高，制動力矩范圍廣，可達 300～3300N·m，響應時間短，比液力緩速器響應快20倍，無明顯時間滯后，車輛在低速運行時，也可產生較高的制動力矩；制動力矩的大小可通過控制勵磁電流來調節，易實現自動控制。

圖4 電渦流緩速器安裝結構

但電渦流緩速器體積較大，重量較重，增加整車總質量，制動減速能力和使用時間長短受轉子溫升、緩速器本體周圍氣流條件和環境溫度的影響，并且要消耗很大的電能，需要考慮發電機或蓄電池的容量。

3、發動機制動

3.1 發動機制動工作原理

發動機制動其工作原理為改變發動機排氣門的配氣相位，使車輛減速。如下圖所示，當活塞接近壓縮沖程頂部位置時該裝置打開氣缸排氣門，將壓縮的氣缸氣體釋放到排氣系統中。

壓縮氣體的壓力降低到大氣壓，從而阻止了能量返回到做功沖程的氣缸活塞上。由于排氣是發生在壓縮過程中，氣缸氣體在做功沖程中并沒有返回，因此其結果就是能量的凈損失，從而達到制動的效果。

圖5 發動機制動工作原理

3.2 發動機制動優缺點

發動機制動可以與發動機集成一體從而體積小、重量輕，可以提供大小不同的制動力矩，制動功率最大可達35KW/L，除控制電磁閥需要消耗電能外，基本不需要額外消耗能量。

發動機制動對發動機內部結構改造較大，需要對發動機缸蓋和氣門室罩進行重新設計安裝電磁閥等執行機構，只適合于部門柴油機，其應用范圍具有局限性。

4、排氣制動

4.1 排氣制動工作原理

排氣制動又名蝶閥制動，原理其結構相對要簡單一些，如下圖。

圖6 排氣制動安裝結構

駕駛員使用蝶閥制動后，蝶閥轉動將排氣管堵死，在發動機氣缸內形成可控的背壓力，以增加發動機排氣行程的功率消耗，迫使發動機降低轉速，從而達到在短時間內降低車速的目的。

4.2 排氣制動優缺點

排氣蝶閥結構相對簡單，性價比較高，但制動效果較其他幾種最低。

5、輔助制動聯動

隨著商用車技術的不斷發展和道路條件的改善，車輛行駛速度不斷提高，要求車輛的制動力矩也不斷的增加。但是單一的制動功率有限，且隨變速箱檔位的增加制動扭矩大幅度減小，無法滿足車輛在一定速度范圍內連續下坡行駛時的持續制動要求。所以采用各輔助制動系統聯合作用的方案已成為商用車持續制動方式的一種合理有效的辦法。

6、總結

國標GB7258《機動車安全運行技術條件》規定：車長大于 9m的客車所有車輪均應裝備盤式制動器及使用子午線輪胎，主要在山區道路行駛的應裝備緩速器或其他輔助制動裝置；總質量大于12000kg的貨車主要在山區道路行駛的還應裝備緩速器或其他輔助制動裝置。

本文主要簡單地介紹了目前商用車上使用較多的輔助制動系統，為筆者在實踐中實際應用的總結，希望給業界同行提供參考。

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Introduction of Assistant Brake System

Wang Liping, Yin Bo, Li Chunmei
（Shaanxi heavy-duty truck co., LTD, Shaanxi Xi'an 710200）

As a break system except traditional break system, assistant break system can reduce abrasion of arrester and using of primary break. The article introduce the assistant break system usded in the heave car inculding driveline retarder system and Engine break system and Exhaust break system.

Assistant braking system; Retarder system; Engine break system; Exhaust break system

U463.5

A

1671-7988(2017)06-142-03

王麗萍，就職于陜西重型汽車有限公司。

10.16638/j.cnki.1671-7988.2017.06.051