液力緩速器在整車(chē)上的匹配及常見(jiàn)問(wèn)題的解決

陳俊宇 孫博 肖殿東 陳林昭

摘 要：文章介紹了液力緩速器在國(guó)內(nèi)的發(fā)展及現(xiàn)狀，并以法士特液力緩速器為例，詳細(xì)闡述了緩速器在匹配整車(chē)時(shí)的機(jī)械連接、控制系統(tǒng)匹配、氣路匹配和冷卻循環(huán)系統(tǒng)匹配，最后就緩速器匹配整車(chē)時(shí)的一些常見(jiàn)問(wèn)題提供了具體的解決方案。

關(guān)鍵詞：液力緩速器;整車(chē)匹配;常見(jiàn)問(wèn)題

中圖分類(lèi)號(hào)：U463.5? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? 文章編號(hào)：1671-7988（2020）17-185-03

Matching of Hydraulic Retarder on vehicle and solution of common problems

Chen Junyu， Sun Bo， Xiao Diandong， Chen Linzhao

（ Shaanxi FAST Gear Co.， Ltd， Shaanxi Xi'an 710119 ）

Abstract： This paper introduces the development and current situation of the hydraulic retarder in China， and takes the FAST retarder as an example to elaborate the mechanical connection， control system matching， gas path matching and cooling cycle system matching of the retarder when matching the whole vehicle. At last， it provides some solutions to some common problems when the retarder matches the whole vehicle.

Keywords： Hydraulic retarder; Vehicle matching; Common problems

CLC NO.： U463.5? Document Code： A? Article ID： 1671-7988（2020）17-185-03

引言

液力緩速器是一種輔助制動(dòng)裝置，可以讓整車(chē)在不使用或少使用剎車(chē)的情況下，降低車(chē)速或使車(chē)速保持穩(wěn)定，但不能將整車(chē)緊急制停。液力緩速器的基本原理是，將整車(chē)的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為工作介質(zhì)的熱能，并通過(guò)整車(chē)的散熱系統(tǒng)將熱量消散掉來(lái)實(shí)現(xiàn)整車(chē)的制動(dòng)。它可有效解決車(chē)輛因連續(xù)制動(dòng)而導(dǎo)致的剎車(chē)片過(guò)熱、剎車(chē)失靈等問(wèn)題，同時(shí)可以延長(zhǎng)剎車(chē)的使用壽命，提高運(yùn)行效率，降低司機(jī)的勞動(dòng)強(qiáng)度，大幅提升車(chē)輛的安全性、經(jīng)濟(jì)性和舒適性[1]。液力緩速器在國(guó)外市場(chǎng)是商用車(chē)的標(biāo)配產(chǎn)品，而在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)，直到近些年才逐步得到了用戶的認(rèn)可和接受。自GB7258-2017實(shí)施以來(lái)，危化品車(chē)輛已經(jīng)強(qiáng)制安裝液力緩速器等輔助制動(dòng)裝置，一些主機(jī)廠也紛紛開(kāi)始在大型牽引車(chē)和客車(chē)上匹配安裝。液力緩速器迎來(lái)了快速發(fā)展時(shí)期。

目前，以法士特為代表的國(guó)產(chǎn)液力緩速器，經(jīng)過(guò)近十幾年的發(fā)展，已經(jīng)取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步。以FHB400A液力緩速器為例，這是法士特最新一代的輕量化大扭矩的液力緩速器產(chǎn)品，其不僅重量輕、扭矩大，而且空損很小，幾乎不會(huì)增加整車(chē)油耗，并通過(guò)陜西省工信廳的鑒定，其整體性能達(dá)到了國(guó)內(nèi)領(lǐng)先、國(guó)際先進(jìn)的水平，與國(guó)外液力緩速器相比也毫不遜色。但緩速器的卓越性能只有安裝在整車(chē)上才能有效的發(fā)揮出來(lái)。作為汽車(chē)傳動(dòng)系的重要組成部分，液力緩速器與整車(chē)的匹配至關(guān)重要，直接影響著其性能的發(fā)揮，通過(guò)合理的整車(chē)匹配，可使緩速器發(fā)揮出更好的制動(dòng)效果。

1 緩速器與整車(chē)的匹配

液力緩速器與整車(chē)上的匹配是一項(xiàng)系統(tǒng)工程，涉及到汽車(chē)傳動(dòng)系統(tǒng)中多個(gè)重要部件的協(xié)調(diào)配合，比如發(fā)動(dòng)機(jī)、變速器、車(chē)橋和整車(chē)電路等，包括了機(jī)械連接、控制系統(tǒng)匹配、氣路匹配和冷卻循環(huán)系統(tǒng)匹配四個(gè)方面的連接與匹配。只有將這一系列連接做好，并協(xié)調(diào)匹配在一個(gè)最佳狀態(tài)時(shí)，緩速器才能在需要的時(shí)候持續(xù)性的輸出較大的制動(dòng)扭矩，發(fā)揮更好的制動(dòng)效果。文章下面就從這四個(gè)方面來(lái)介紹緩速器與整車(chē)的匹配。

1.1 機(jī)械連接

緩速器通過(guò)與變速器的連接介入整車(chē)的傳動(dòng)系統(tǒng)。緩速器與變速器的連接有兩種方式，分別是串聯(lián)連接和并聯(lián)連接。如圖1所示，由于并聯(lián)連接時(shí)緩速器裝配在與傳動(dòng)軸平行的側(cè)方，不影響后取力器的安裝，并且裝配時(shí)不需要增加額外的支架，因此更受市場(chǎng)的歡迎。圖2是法士特的一款并聯(lián)液力緩速器（FHB400A）的結(jié)構(gòu)尺寸圖，其整體結(jié)構(gòu)緊湊，可以匹配眾多車(chē)型，包括一些車(chē)架逐漸收窄、空間局限的車(chē)型也能順利匹配。

1.2 控制系統(tǒng)匹配

如圖3所示，控制系統(tǒng)由控制器，壓力傳感器，溫度傳感器（油溫，水溫各一支），控制閥，緩速器線束，手柄開(kāi)關(guān)，整車(chē)信號(hào)連接器（車(chē)速，電源等信號(hào)）等構(gòu)成。

根據(jù)各部件布局，將線束按照工藝規(guī)范合理布置到相應(yīng)位置。要求避開(kāi)高溫部件，鋒利邊緣，固定可靠，避免磨損與浸泡。診斷接口應(yīng)布置于駕駛室內(nèi)，與整車(chē)OBD連接;或者布置于副駕駛電器盒等其它合適位置，便于后期的程序升級(jí)或故障診斷。

1.3 氣路匹配

緩速器氣源取自整車(chē)輔助氣路。要求在氣路中增加空氣濾清器、氣路截止閥，并在截止閥和緩速器控制閥之間增設(shè)獨(dú)立儲(chǔ)氣罐，儲(chǔ)氣罐的體積不易過(guò)小。進(jìn)氣氣路需合理布置，避讓運(yùn)動(dòng)部件以防磨損，氣管內(nèi)徑一般不應(yīng)小于8mm。氣路連接示意圖如圖4所示。

1.4 冷卻循環(huán)系統(tǒng)的匹配

1.4.1 冷卻循環(huán)系統(tǒng)的匹配目標(biāo)

整車(chē)在長(zhǎng)下坡時(shí)，需要緩速器持續(xù)提供制動(dòng)力，此時(shí)就需要熱交換器持續(xù)的將緩速器產(chǎn)生的熱能通過(guò)整車(chē)散熱系統(tǒng)消耗掉，熱交換器及整車(chē)的散熱功率需大于緩速器的制動(dòng)功率。液力緩速器對(duì)整車(chē)的散熱能力要求較高，與整車(chē)散熱系統(tǒng)的匹配是液力緩速器與整車(chē)匹配的關(guān)鍵部分。

匹配液力緩速器的整車(chē)?yán)鋮s系統(tǒng)布置如圖5所示，液力緩速器的冷卻循環(huán)水路與發(fā)動(dòng)機(jī)水路連接，共用冷卻系統(tǒng)，此時(shí)需要在發(fā)動(dòng)機(jī)外安裝一個(gè)節(jié)溫器，并增加一個(gè)膨脹水箱。緩速器冷卻循環(huán)水路有大循環(huán)和小循環(huán)兩條路線，當(dāng)緩速器出水溫度較低時(shí)走小循環(huán)水路：發(fā)動(dòng)機(jī)出水→緩速器進(jìn)水→緩速器出水→節(jié)溫器→水泵→發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)水;當(dāng)緩速器出水溫度較高時(shí)走大循環(huán)水路：發(fā)動(dòng)機(jī)出水→緩速器進(jìn)水→緩速器出水→節(jié)溫器→散熱器→水泵→發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)水。

1.4.2 冷卻循環(huán)系統(tǒng)的匹配要求

冷卻液的流量與散熱器的能力是影響冷卻循環(huán)系統(tǒng)匹配的兩個(gè)重要方面。通過(guò)我們?cè)谡?chē)轉(zhuǎn)轂實(shí)驗(yàn)中的反復(fù)測(cè)試得出，在發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速1500rpm時(shí)，要求冷卻液在整個(gè)循環(huán)系統(tǒng)中的流量不小于250L/min。為了滿足這一要求，在選擇發(fā)動(dòng)機(jī)水泵時(shí)盡可能選大流量的水泵;在布置水管走向的時(shí)候，應(yīng)減少?gòu)澱郏軆?nèi)徑統(tǒng)一且不小于50mm;在設(shè)計(jì)膨脹水箱時(shí)，應(yīng)滿足水箱的容積為總冷卻液體積的15%-20%，且安裝位置高于整車(chē)水路。冷卻液不允許用自來(lái)水代替，否則會(huì)有水垢阻塞緩速器水管及熱交換器。散熱水箱和風(fēng)扇的大小則決定了整車(chē)散熱系統(tǒng)的能力，一般情況下，我們要求實(shí)現(xiàn)緩速器與風(fēng)扇的聯(lián)動(dòng)，當(dāng)緩速器介入工作時(shí)，散熱風(fēng)扇需響應(yīng)緩速器的請(qǐng)求，打開(kāi)風(fēng)扇，增加散熱，快速將冷卻循環(huán)系統(tǒng)中的熱量消散掉。

2 常見(jiàn)問(wèn)題及解決

2.1 緩速器工作時(shí)間短，易高溫退出

可能存在的原因如下：

（1）整車(chē)散熱不足及司機(jī)操作原因。分析解決：緩速器由于散熱原因易退出時(shí)，應(yīng)降低車(chē)速（減少單位時(shí)間緩速器產(chǎn)生的熱量），提高發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速不低于1600rpm，通常用降變速器擋位實(shí)現(xiàn)，使整車(chē)散熱系統(tǒng)更好地散熱（提高發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，即提高發(fā)動(dòng)機(jī)水泵轉(zhuǎn)速，使水流量加快，同時(shí)風(fēng)扇轉(zhuǎn)速提高，提高散熱）。

（2）油溫水溫傳感器反接。分析解決：油溫、水溫傳感器接反會(huì)導(dǎo)致頻繁退出，須正確連接油、水溫傳感器。

（3）節(jié)溫器損壞。分析解決：如果節(jié)溫器損壞，大循環(huán)打不開(kāi)或打開(kāi)慢易導(dǎo)致退出，需更換節(jié)溫器總成。

（4）風(fēng)扇、水泵等傳動(dòng)皮帶輪松馳。分析解決：風(fēng)扇、水泵等傳動(dòng)皮帶輪松弛，也易導(dǎo)致散熱不足緩速器退出，應(yīng)重新張緊。

（5）可控風(fēng)扇與緩速器聯(lián)動(dòng)失效。分析解決：緩速器制工作時(shí)可控風(fēng)扇不工作，聯(lián)動(dòng)失效，需檢查線路，重新連接。

（6）冷卻水箱積垢過(guò)多。分析解決：冷卻水箱積垢過(guò)多，不及時(shí)清理引起散熱能力下降易導(dǎo)致退出，清理積垢處理即可。

（7）冷卻液不清潔。分析解決：冷卻液不清潔引起熱交換器堵塞，水流緩慢易導(dǎo)致退出，更換冷卻液即可。

2.2 恒速檔穩(wěn)定性故障

可能存在的原因如下：

（1）車(chē)速傳感器存在問(wèn)題。分析解決：更換車(chē)速傳感器或檢查線路。

（2）油門(mén)或ABS信號(hào)不穩(wěn)定。分析解決：檢查油門(mén)或ABS信號(hào)電平或CAN數(shù)據(jù)，排除異常。

（3）溫度超限。分析解決：確認(rèn)車(chē)輛信息，重新予以標(biāo)定。

3 結(jié)語(yǔ)

液力緩速器的使用效果取決于緩速器與整車(chē)多方面的匹配，可通過(guò)正確的機(jī)械連接和控制系統(tǒng)、氣路、冷卻系統(tǒng)等的合理匹配，來(lái)達(dá)到液力緩速器在整車(chē)上發(fā)揮出理想制動(dòng)力的效果。在液力緩速器使用過(guò)程中遇到的各種問(wèn)題也應(yīng)遵循正確的方法逐一排查解決。

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