公路客車液力緩速器安全使用探析

王偉 趙子俊

摘 要：液力緩速器對于山路工況運行的公路客車輔助制動效果更好。本文主要介紹公路客車用液力緩速器的工作特點、應用匹配及常見問題與注意事項。

關鍵詞：公路客車；液力緩速器；輔助制動；注意事項

Matching application of hydrodynamic retarder for coach buses

WANG Wei，ZHAO Zijun

（Yangzhou Yaxing Motor Coach Co.，Ltd， Yangzhou 225001， China）

Abstract： The hydrodynamic retarder works well on the auxiliary brake device of the hill road conditions for coach buses. This paper mainly introduces the working characteristics， matching application and mattes need attention of the hydrodynamic retarder for coach buses.

Keywords：Coach buses；hydrodynamic retarder；auxiliary brake device；matters need attention

緩速器作為重要輔助制動裝置被廣泛的應用在客車上，在實際應用過程中，緩速器起到了很大的作用。緩速器的類型主要有液力緩速器和電渦流緩速器，液力緩速器適用于山路工況，特別是長下坡路況，其輔助制動效果更好[1]。本文主要介紹公路客車用液力緩速器的工作特點、常見問題與注意事項。

1液力緩速器的特點及控制系統功能

1.1液力緩速器的性能特點

液力緩速器控制器分檔位控制電磁比例閥開度，取自整車氣源的氣體通過電磁閥進入緩速器油池殼，將油液壓入定轉子之間的工作腔，運動的轉子使油液加速，并作用至定子上，定子迫使油液對轉子產生反作用力，從而產生制動力矩。在產生制動力的過程中，將車輛動能轉化為熱能，并由整車散熱系統將熱量帶走并耗散掉，在達到熱平衡的同時可實現持續制動[2]。

液力緩速器能夠提供強勁持續的制動力矩輔助行車制動，保持行車制動器在較低溫度條件下運行，保持行車制動在突發狀況下可以全效工作。液力緩速器的制動功率大約是車輛發動機功率的兩倍。

與電渦流緩速器相比，液力緩速器的制動力矩大，能協助大客車更安全、有效地發揮緩速能力。此外還有如下優勢：重量輕；持續制動功率大；最高工作溫度低；無熱衰退；基本無功率損失；無需額外電池；電流消耗小；可以巡航通過ECU實現無級控制；對整車電氣系統無干擾[3]。

1.2液力緩速器的控制系統功能

（1）恒速功能，恒速檔時，緩速器根據下坡坡度變化，自動調節制動力，以保證定速行駛。

（2）制動功能，一般設多個擋位用于車輛的分級減速制動。分為手柄方式、腳控方式兩種。

（3）超載保護與限制，防止由于車輛過載或其它故障引起緩速器油溫、水溫信號超限。

（4）整車制動燈協調控制，緩速器制動時，主車及掛車制動燈應點亮，提示后車注意。

（5）工作燈指示與報警，由于使用時間過長或整車散熱能力問題導致緩速器溫度超限時工作燈將閃爍。

（6）冷卻風扇協調控制功能，根據一定的策略，可直接或協調控制風扇檔位，讓冷卻風扇按需要轉動，以增強水路散熱能力。

（7）輔助制動聯合控制功能，與排氣制動、發動機制動實現聯合制動。

（8）制動防抱死系統（ABS）裝置及油門限制，緩速器能根據油門、ABS動作控制器局域網絡（CAN）總線信息作出相應動作，ABS動作或油門踩下時，緩速器都會自動退出工作。

（9）低車速（轉速）限制功能，較低車速（輸出軸轉速低）時，液力緩速器的工作效果不明顯，禁止工作減少壓縮空氣的損耗。

2 液力緩速器的應用匹配

液力緩速器的應用匹配需注意如下方面：安裝布置；制動功率、力矩匹配計算；氣動系統匹配；冷卻循環匹配等。

2.1 安裝布置

液力緩速器在客車上的安裝方式主要為變速箱端[4]，通常安裝固定是利用其后蓋上的安裝孔連接到變速箱后部。變速箱后部有輔助支撐，液力緩速器不需要側支撐。動力總成懸置點固定在變速箱下部。公路客車常采用的液力緩速器布置形式如圖1所示。

2.2 液力緩速器制動功率、力矩計算

《商用車輛和掛車制動系統技術要求及試驗方法》（GB 12676-2014）中規定M3類長途客車、長途旅游客車進行IIA試驗，要求車輛在滿載狀態進行，試驗能量輸入等于在相同時間內、滿載車輛在7%的坡道上，以30km/h的平均車速下坡行駛6km時所記錄的能量。

以雙軸客車最大總質量上限18T為例，在7%的坡度及30km/h的車速條件下需要的制動功率為[5]：

W=18X1000X9.8X0.07X30X1000/3600/1000=102.9KW

目前常用的液力緩速器制最大動功率可達450KW，可以滿足大客車的使用需求。

式中：T為緩速器最大制動力矩；a為車輛減速度；m為汽車最大總質量；r為車輪滾動半徑；i為后橋主減速比。參照國內車輛底盤配置、緩速器匹配經驗及JT/T 721—2017標準，對液力緩速器工作時減速度值為：1.2≤a≤1.3。此推薦減速度是參考廠家綜合考慮液力緩速器工作條件得出的經驗值。液力緩速器較電渦流緩速器的執行效果相對會有一定的延遲，反應略慢，制動平緩，故制動減速度設置也相對較高。

2.3 氣動系統匹配

氣路連接取自整車氣路。由四回路保護閥的24口到獨立儲氣筒，空氣經過濾清器濾掉水分與污物后到達控制閥。要求氣管內徑不低于Φ8mm，供氣壓力為7-10bar。氣管需合理布置支撐和避讓運動部件以防磨損[7]。

2.4 冷卻循環匹配

液力緩速器冷卻水路引自整車冷卻系統，冷卻形式為熱水循環，即先冷卻發動機后冷卻緩速器，冷卻水路必須設計成使水路中 100%的冷卻水饋入緩速器，需將發動機原節溫器改為常開式[8]，冷卻循環中加裝外置節溫器，冷卻原理如圖2所示[9-11]。水泵流量越大，循環越快，緩速器瞬間制動效果好，出現降扭退出的可能性減少。冷卻水管的內徑不小于Φ50mm。保證布置的冷卻水管不超過發動機的最高點，各水管必須支承或用管夾固定（管夾之間最大間距：1m）。固定的水管距發動機或變速器、車架間距主至少60mm，還必須保證軟管套入水管至少40mm，防止脫落。

3 常見問題與注意事項

3.1 緩速工作時間有限，出現高溫失效問題

（1）冷卻系統散熱能力不足及駕駛人操作問題，解決方法：緩速器受散熱原因失效時，應及時降低車速，減少緩速器單位時間產生的熱量，切換變速箱擋位，提高發動機轉速高于1500rpm，提高發動機水泵轉速，使水流量加快，提高風扇轉速，加強散熱。

（2）溫度傳感器連接故障，解決方法：檢查水溫、油溫傳感器是否接反，須正確連接水溫、油溫傳感器。

（3）節溫器損壞，解決方法：節溫器發生故障，大循環打不開或是不能快速響應，需要更換節溫器總成。

（4）風扇皮帶因磨損變得松馳，解決方法：調整皮帶漲緊，保證扭矩傳遞，達到轉速要求。

（5）冷卻液不達標或不清潔引起熱交換器堵塞，造成管路不暢，解決方法：更換合格清潔冷卻液。

3.2 緩速器恒速檔不穩定問題

（1）油門或ABS信號不穩定，解決方法：檢查油門或ABS信號電平或CAN數據，排除異常。

（2）車速傳感器存在問題，解決方法：更換車速傳感器或檢查線路。

（3）溫度超限，解決方法：確認車輛信息，重新標定數據。

3.3 注意事項

（1）液力緩速器具有與車輛ABS系統通信的CAN總線接口，在ABS工作時，液力緩速器會切斷工作，因此當路面積雪、冰面、大量積水情況下禁用緩速器，防止車輛出現制動跑偏。

（2）當車輛空載時要合理使用液力緩速器，逐級撥下緩速器手柄，防止車輛減速過猛影響行車安全。

（3）液力緩速器受冷卻散熱能限制，溫度超限會造成緩速器失效，特別關注冷卻系統出口溫度不能高于115℃。[12]

（4）注意緩速器涉水深度不超過其底部。

4 結束語

液力緩速器的應用，需要根據整車的參數結合實際的使用工況、使用需求以及成本選取最優方案。在使用過程中，要做到按時、定期對液力緩速器進行檢查。使緩速器既要滿足整車性能的同時保證車輛運行的安全性。

參考文獻

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液力緩速器

液力緩速器是一種通過液力裝置降低車輛行駛速度的汽車緩速器。

液力緩速器是利用液體阻尼產生緩速作用的裝置。液力緩速器的定子又是緩速器殼體，與變速器后端或車架連接，轉子通過空心軸與傳動軸相連，轉子和定子上均鑄出葉片。工作時，借助于控制閥的操縱向油池施加壓力，使工作液充入轉子和定子之間的工作腔內。轉子旋轉時通過工作液對定子作用一個轉矩，而定子的反轉矩即成為轉子的制動轉矩，其值取決于工作腔內的液量和壓力（視控制閥調定的制動強度檔位而定），以及轉子的轉速。汽車動能消耗于工作液的摩擦和對定子的沖擊而轉換為熱能，使工作液溫度升高。工作液被引入熱交換器中循環流動，將熱傳給冷卻水，再通過發動機冷卻系統散出。在采用液力傳動的汽車，可省去油池、油泵、熱交換器（尺寸需加大）和利用液力傳動的工作液，因而液力緩速器多用于液力傳動汽車中。

正常行駛時，應將液力緩速器中的油液排空，以免消耗發動機功率。由于液力緩速器往往與液力變扭器共用一個油泵，為了保證液力緩速器充油迅速，且能保證工作時油液有足夠的循環強度，在使用液力緩速器時，可使液力變矩器的油液循環中止，讓油泵專對液力緩速器供油。

液力緩速器的緩速效能比發動機緩速裝置高，能以較高速度下坡行駛；尺寸和質量小，可與變速器連成一體；工作時不產生磨損；工作液產生的熱易于傳出和消散，且在下長坡時可保持發動機的正常工作溫度；低速時制動轉矩趨于零，在滑路制動時車輪不會產生滑移。缺點是接合和分離滯后時間長，不工作時有功率損失，用于機械傳動汽車特別是用于掛車時結構復雜。