商用车辅助制动系统简介

王丽萍，殷波，李春梅

（陕西重型汽车有限公司，陕西 西安 710200）

商用车辅助制动系统简介

王丽萍，殷波，李春梅

（陕西重型汽车有限公司，陕西 西安 710200）

辅助制动系统作为除传统的行车制动外一种制动系统，在某种程度下可减少刹车蹄片的磨损，减少主刹车使用率。文章主要介绍目前商用车使用较多的辅助制动的系统，包括传动系缓速器，排气制动以及发动机制动三大类。

辅助制动；缓速器；排气制动；发动机制动

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

引言

汽车在山区道路行驶时，由于采用主制动系统进行长时间制动，热负荷量非常大，而制动泵与整车相比质量较小，无法及时将热能释放给周围环境，制动器过热就会致使制动鼓和制动蹄的温度迅速升高，当温度过高时，制动器将部分失去制动效能，严重时危机人身安全。国内，长期以来靠驾驶员经常给轮毂浇水，实施强制冷却来满足汽车连续下长坡的制动要求。这种方法一方面可靠性不高，另一方面在冬季行驶时也直接影响到后续车辆的安全性，更避免不了由于冷却不均匀而使局部热应力过大引起的制动毂损坏。

辅助制动系统不仅有强劲的制动力矩，而且大大减少了制动器的磨损，很好的解决了此问题，提高了车辆的行驶安全性及舒适性。

1、液力缓速器制动

1.1 液力缓速器工作原理

液力缓速器装在变速箱后端输出端，传动轴连着缓速器的输出法兰，输出法兰是空心的，它套在变速箱的输出轴上，输出法兰上装着一个转子，转子上的金属叶片对着定子的金属叶片。

图1 液力缓速器工作原理图

通常，两个叶片之间没有油液，当拨动缓速器手柄开关时， 缓速器控制单元RCU收到指令后，会控制一个阀体打开气路，在油池底部的油液就会被空气压到两个金属叶片之间，这时传动轴带动着动子搅动油液冲击定子，油液就在动子和定子之间来回搅动，使传动轴受到一股很大的反作用力，不让其传动轴转动，车速此时就得到了控制。

1.2 液力缓速器优缺点

液力缓速器制动系统能提供较大的制动力矩，且持续制动能力强大，是商用车选用辅助制动系统的优先选择且应用会越来越多。但液力缓速器对整车冷却系统要求较高，如下图2为液力缓速器冷却方案。

图2 液力缓速器冷却系统

从上图可看出缓速器的冷却依赖于发动机水冷系统，使用缓速器时，缓速器的高温需要发动机散热系统降温，就会出现发动机散热系统因散热不良而高温，继而缓速器及发动机都会进入相应的高温保护机制，而影响发动机和缓速器的正常工作。

2、电涡流缓速器制动

2.1 电涡流缓速器工作原理

电涡流缓速器是根据电磁原理设计而成的。当缓速器工作时，线圈通电产生强大磁场；转子随转动轴一起旋转，在磁场中切割磁力线，使转子盘内产生涡电流，涡电流的磁场和定子线圈磁场相互作用，产生阻力矩，从而达到缓速的效果。如下图。

图3 电涡流缓速器工作原理

缓速过程中转子盘内的涡电流产生热效应，使转子发热，热能又通过转子风叶冷却，迅速散发到周围的空气中。

2.2 电涡流缓速器优缺点

电涡流缓速器结构简单，如图 4，制造成本不高，制动力矩范围广，可达 300～3300N·m，响应时间短，比液力缓速器响应快20倍，无明显时间滞后，车辆在低速运行时，也可产生较高的制动力矩；制动力矩的大小可通过控制励磁电流来调节，易实现自动控制。

图4 电涡流缓速器安装结构

但电涡流缓速器体积较大，重量较重，增加整车总质量，制动减速能力和使用时间长短受转子温升、缓速器本体周围气流条件和环境温度的影响，并且要消耗很大的电能，需要考虑发电机或蓄电池的容量。

3、发动机制动

3.1 发动机制动工作原理

发动机制动其工作原理为改变发动机排气门的配气相位，使车辆减速。如下图所示，当活塞接近压缩冲程顶部位置时该装置打开气缸排气门，将压缩的气缸气体释放到排气系统中。

压缩气体的压力降低到大气压，从而阻止了能量返回到做功冲程的气缸活塞上。由于排气是发生在压缩过程中，气缸气体在做功冲程中并没有返回，因此其结果就是能量的净损失，从而达到制动的效果。

图5 发动机制动工作原理

3.2 发动机制动优缺点

发动机制动可以与发动机集成一体从而体积小、重量轻，可以提供大小不同的制动力矩，制动功率最大可达35KW/L，除控制电磁阀需要消耗电能外，基本不需要额外消耗能量。

发动机制动对发动机内部结构改造较大，需要对发动机缸盖和气门室罩进行重新设计安装电磁阀等执行机构，只适合于部门柴油机，其应用范围具有局限性。

4、排气制动

4.1 排气制动工作原理

排气制动又名蝶阀制动，原理其结构相对要简单一些，如下图。

图6 排气制动安装结构

驾驶员使用蝶阀制动后，蝶阀转动将排气管堵死，在发动机气缸内形成可控的背压力，以增加发动机排气行程的功率消耗，迫使发动机降低转速，从而达到在短时间内降低车速的目的。

4.2 排气制动优缺点

排气蝶阀结构相对简单，性价比较高，但制动效果较其他几种最低。

5、辅助制动联动

随着商用车技术的不断发展和道路条件的改善，车辆行驶速度不断提高，要求车辆的制动力矩也不断的增加。但是单一的制动功率有限，且随变速箱档位的增加制动扭矩大幅度减小，无法满足车辆在一定速度范围内连续下坡行驶时的持续制动要求。所以采用各辅助制动系统联合作用的方案已成为商用车持续制动方式的一种合理有效的办法。

6、总结

国标GB7258《机动车安全运行技术条件》规定：车长大于 9m的客车所有车轮均应装备盘式制动器及使用子午线轮胎，主要在山区道路行驶的应装备缓速器或其他辅助制动装置；总质量大于12000kg的货车主要在山区道路行驶的还应装备缓速器或其他辅助制动装置。

本文主要简单地介绍了目前商用车上使用较多的辅助制动系统，为笔者在实践中实际应用的总结，希望给业界同行提供参考。

[1] 海辰.福伊特推出国产化卡车液力缓速器 VR115CT.汽车与配件[Z].2014（21）.

[2] 赵国富.从康明斯 iBrake系统看发动机制动技术发展.商用汽车[Z].2014（23）.

[3] 于强等.发动机制动、排气制动与缓速器联合作用的模糊控制系统研究.汽车工程[Z].2004 26（4）.

[4] 郭战涛.电涡流缓速器在车辆上的应用.工程机械与维修[Z].2013（8）.

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

王丽萍，就职于陕西重型汽车有限公司。

10.16638/j.cnki.1671-7988.2017.06.051