揭秘大卡车长下坡不踩刹车秘密 这些辅助制动你知道几个?

目前,卡车辅助行车制动系统最常见的有:发动机缓速器、电涡流缓速器和液力缓速器制动系统。这三类行车辅助制动系统设计原理上各异,适用范围也各不相同。今天我们先来讲讲发动机缓速器。

发动机缓速器

发动机制动器是一种用于车辆的减速和控制的辅助制动装置。当启动后,它通过改变发动机排气门的运作,使发动机变成吸收动力的空气压缩机,向车辆的驱动轮提供减速的作用力,实现不使用车辆行车制动器情况下改善对车辆的控制,发动机缓速器可以减少车辆行车制动器的保养维护、提高长下坡时的车速、降低整车运行成本。

(1)发动机排气蝶阀制动

发动机排气蝶阀制动是利用发动机排气阻力反向作用于传动系统,从而增加行驶阻力的原理来制动汽车的。在发动机正常制动时,排气行程中的气压几乎与大气压力相等,活塞上不受压力,但如果在排气系统中装设了蝶阀装置,排气管中的空气将被压缩,活塞顶部受到压缩空气的压力作用,阻止发动机的运转而产生制动作用,从而达到控制车速的目的。

排气蝶阀制动器已作为货车的标准配置使用,车辆出厂的时候均有配备。排气蝶阀制动可使货车在不同坡度的路面上行驶时,选择合适的档位,可在不使用行车制动器的情况下,使用发动机排气制动安全下坡。货车在下长坡路段行驶时,排气制动具有减速度小、制动时间长、频率高及制动性能稳定的制动特性;同时,使用排气蝶阀制动可避免制动侧滑,减少了卡车制动侧滑和甩尾的几率,在冰雪、泥泞路面尤为明显;排气蝶阀制动器结构简单,成本低廉。但是,由于排气蝶阀产生的制动阻力较小,因此其对于中重型以上的货车辅助制动效果较差。

(2)泄气式发动机制动器

泄气式发动机制动器是发动机缓速器的另一种类型,泄气制动器工作时,将排气门打开一个间隙,使发动机在压缩冲程中通过泄气释放压缩能量,使做功冲程几乎没有能量返回活塞。而在排气过程中,则依靠排气蝶阀或 VGT 涡轮增压器产生的背压来增加进排气功耗。泄气式发动机制动按实现方式的不同可分为主动式和被动式两种。

潍柴“WEVB”技术是典型的泄气式发动机制动,WEVB 发动机缓速器是建立在传统蝶形阀排气辅助制动装置之上。当蝶形节流阀关闭时,发动机在汽车重力的拖动下类似于压缩机工作,排气通道中的废气压力急剧上升,相邻气缸的排气产生的压力波会导致处于吸气冲程下止点附近气缸的排气门不受控制地打开,使发动机在做功冲程泄压不做功,同时增加行驶阻力。

(WEVB装置排气管蝶阀与气门控制机构)

(WEVB 发动机缓速器工作原理示意图)

目前,使用泄气式发动机缓速器技术主要有德国MAN 公司的 EVB 技术、潍柴的 WEVB 技术和重庆良马 VVEB 技术,且使用此技术的发动机机型较少,仅限于锡柴的 6DL 和 6DM 系列、潍柴的 WP10 和 WP12 系列、以及玉柴和康明斯的个别机型。

(3)压缩释放式发动机缓速器

这类发动机缓速器的代表是皆可博(Jacobs),它是目前制动效率很高的发动机缓速器之一。与前两者比较,压缩释放式发动机缓速器制动效率最高。Jacobs 发动机制动装置一般由制动器体、驱动机构、控制机构三部分构成。制动器体用于安装固定其他部件,将发动机制动器的主要零件集成为一个总成。

(康明斯 ISM 11 发动机缓速器)

皆可博(Jacobs)发动机缓速器的工作原理是改变排气门配气相位,使车辆减速。在压缩行程即将结束时,开启排气门,这样在压缩行程对缸内空气所做的功便被释放的排气系统,能量不会返回到活塞。车辆的冲量通过车轮和传动系统传递到发动机,并成为反拖发动机运转的动力。实际上,Jacobs 发动机制动装置的作用就是将产生能量的柴油发动机转变成为吸收能量的空气压缩机。工作原理如下图:

(皆可博(Jacobs)发动机缓速器工作原理图)

发动机缓速器的辅助制动力收发动机功率和发动机转速的限制,发动机功率越大、转速越高(1700r/min-1900r/min),辅助制动效果越好,这需要车辆低档行驶。

目前国内装配这种形式的发动机有西安康明斯 ISM11 系列,东风 dCi 11 升系列,玉柴 YC6K12、锡柴 CA6DN 系列等。一汽解放的 CA6DM 系列也是这样的结构,不过是解放自主研发的产品,主要的电磁阀由皆可博提供。

另外,依维柯的科索(cursor)也是压缩释放式发动机缓速器,目前主要用于红岩重卡,其辅助制动效果与皆可博相当。

发动机缓速器的优势

综上所述,发动机缓速器有三大优势:

一是由于差速器的作用,可将制动力矩平均地分配在左右车轮上,减少侧滑、甩尾的几率;

二是有效地减少脚制动的使用频率,避免因长时间使用制动器,导致制动器摩擦片的温度升高,使制动力下降,甚至失去作用;

三是车速始终被限定在一定范围内,有利于及时降速或停车,确保行车安全。

三种类型的发动机缓速器优缺点对比

下期提示

下期我们将为卡友介绍电涡流缓速器的组成和原理、液力缓速器原理和构成以及三种类型缓速器特点对比。

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