长时间的下坡制动容易导致制动鼓发热,出现制动失效,像现在天气变热后,更是容易导致轮胎燃烧等严重事故,国内很多司机都是采用淋水的方法来降低刹车温度,不过依然有很大的安全隐患。
在欧洲等山路地区却很少看到这样的事故,一个很重要的原因就是他们是采用辅助制动装置来减低车速,最常见的就是通过发动机制动和液力缓速器的组合,之前我们详细介绍过发动机制动的产品,现在为大家介绍一下液力缓速器吧。
● 液力缓速器工作原理
液力缓速器,简单点说就是通过液力装置降低车辆行驶速度,由缓速器本体、操纵装置、电子控制单元等部件组成,缓速器本体结构中,转子和定子共同组成工作腔,当液力缓速器工作时,电子控制系统控制比例阀向工作液施加气压使油液充入工作腔。
转子随输出轴的转动带动油液的旋转,而定子是固定的,会对油液产生反作用力,这个反作用力同样传递到转子,阻碍它的转动,从而实现对车辆的减速作用。在这个过程中,转子转动的能量通过经过油液的阻尼作用转变成了热量,由于工作液在运动中使进出口形成压力差,促使介质循环,流经热交换器时,车辆动能转变成的热量被来自发动机冷却系统的冷却水带走而散掉。
缓速力矩的大小取决于工作腔内介质(机油)的压力和数量,以及传动轴的转速。油槽中的介质由比例阀控制的压缩空气压入工作腔,压缩空气的压力不同供入工作腔的介质量也不同,从而产生缓速力矩也不同。
液力缓速器的操作装置一般会安装在方向盘的下面,会有多个档位选择以及恒速功能。恒速功能可根据司机的设定值匀速下坡。
● 液力缓速器的分类
根据安装方式的不同,液力缓速器可分为串联式和并联式两种形式。
串联式安装可安装在传动轴与变速箱之间,占用一定的轴向空间,再加装需要对传动轴的长度进行简单的调整。
并联式则是与变速箱组成一个整体,通过齿轮传递动力。
生产厂商有德国福伊特(VOITH)公司、ZF公司、艾里逊(Allison)等,国内法士特也已经推出了自主研发液力缓速器的产品。
通过的福伊特的产品介绍,我们可以看到现在市场上主流品牌安装的不同类型,并联式基本都是根据不同的变速箱特点进行定制的,所占空间更小,重量更轻,但需要与变速箱厂及车辆制造商的共同合作,研发改进适应性的产品。直接与变速箱连接的串联安装方式则相对灵活并容易实现。在国内卡车市场刚开始推广,串联式安装会更多一些。
除了上面介绍的通过液压油作为冷却介质的缓速器外,福伊特还有一款水介质的缓速器,装配在MAN D20/D26和D2876发动机的前部,这属于发动机辅助制动的一种。原理跟液力缓速器类似,不过是采用水作介质,与发动机的冷却系统共用同一介质,从而省去油—水的热交换过程,也就省去了热交换器。
● 实际使用感受
那么液力缓速器在实际使用中的效果怎么样呢?我们先来看两位实际试用者的感受吧。
在前段时间,卡车之家论坛网友“一路有你23555”成为了法士特液力缓速器的首批试用者,在帖子《一路有你23555改装法士特液力缓速器纪实(多图连载)》中也是记录了安装、调试、试驾等整个过程,在帖子中也提到了使用的感受:
“首先说这个缓速器用起来最爽的就是恒速功能了,一个小小的缓速器可以恒速总重54吨多的车下山,简直就是不可思议!和朋友的车同时下山,我恒速80心中稳若泰山,朋友的车60下山还是心惊胆战,这就是差距!回程兰州到家朋友车加水三次,我0次!”
网友“孖公柜”在《我和SCANIA有个约会--试驾篇》一帖中,描述了参加试驾斯堪尼亚活动液力缓速器的效果:
“从东莞高速入口开始到虎门大桥之间,没有踩过一脚刹车,天下着小雨,车速也不是很快,80码左右,要减速时打开液力缓速器开关1档,明显感到车速在下降,缓速器共有5个档位,1-5档的制动力依次增大,最大档5档和发动机排气制动并联,开到5档时排气制动会同时工作,保证车辆在下长坡时车速在可控范围。”
缓速器最直接的好处就是驾驶更加轻松,不用担心刹车过热失效等问题了。其实除了安全,液力缓速器还有更多好处,减少了频繁的缓速和制动,提高了车辆的舒适性和操纵灵活性,大大降低了驾驶员的疲劳强度,制动器和轮胎的磨损也大大降低,延长了制动器和轮胎维修更换的周期,延长了汽车实际运行时间。另外,下坡平均车速高、车辆运输经济性好,由此带来的经济效益非常明显。
安装在奔驰Actros上的液力缓速器
另外,液力缓速器的重量轻,安装体积小。以福伊特液力缓速器为例,从2000-4000N.m,重量仅仅为65kg- 85k。由于利用了发动机冷却系统的水循环,散热效果好,也不会出现高温的情况。
● 使用中需要注意的问题
上面说完了液力缓速器的优点,但液力缓速器也不是万能的,在使用的过程中也需要注意一些问题。
1、泵气损失会有一定的油耗损失
液力缓速器在不制动时,动轮是在空转,腔体里面是空气也会产生一定的阻力,一般称之为“泵气损失”,如果正常行驶,会有一定的油耗增长。
为了减少泵气损失,厂家也在设计上进行改进,比如,ZF在腔体内安装了活动叶片环,不工作是半圆形叶片环合拢,减少空气和残余油液产生阻力,福伊特公司则是通过固定叶轮上面安装了排气孔,不工作时打开,从而减少泵气损失。
2、冰雪等湿滑路面使用受限
提醒大家的是,在雨雪等恶劣路面,缓速器应停止使用,不然容易造成车辆失控。液力缓速器与ABS防抱死系统是兼容的,当制动系统激活后,缓速器也会自动断开,制动系统关闭时,缓速器可以开始工作。
在国内西南地区的长下坡路段,如果别的车辆都使用淋水,在冬天容易造成路面结冰,就不能再使用了。
3、反应时间较长,要求转速高
液力缓速器工作需要对储液槽施加气压将工作液充入工作腔,这需要一定的反应时间。同时液力缓速器在高转速的情况下才能够提供有效的转矩,在低转速工况下制动力较小。所以在欧洲很多车辆都是通过和发动机制动一起配合,弥补其在低速阶段的制动力,来达到更好的效果。在相同的车速下,后桥速比大的车型也会获得更大的制动力矩。
4、发动机转速不能过低
缓速器通过发动机的冷却系统进行降温,在下坡的时候发动机转速也不能过低,长时间工作会使发动机温度过高引起各种机件损坏,所以像空挡滑行这样的操作是绝对禁止的。
● 编后语
很多司机认为要减速或停车,就是通过制动器来完成,这其实是个误区,现在更多的刹车任务都是由发动机制动、液力缓速器等各种辅助制动来分担,主行车制动应该一直都处于冷却待命的状态,直到紧急制动或停车的时候才使用。
当然任何制动器都不是万能的,更多的还是依靠驾驶员有安全驾驶的意识和驾驶技巧。液力缓速器对于长下坡的车辆来说是个不错的选择,在正确操作的情况下能够保证车辆的安全高效的运营,通过卡车CAN总线的控制,使得多种辅助系统协同工作,让驾驶变得更加安全,我们也希望辅助制动这一类的技术能够不断引进并普及,让卡车驾驶变得更加安全高效。
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