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对大型车辆辅助制动系统的探索
摘要：本文从实际车辆下长坡的制动问题出发，简要介绍了辅助制动系统的功能特点、发动机制动和缓行器等主要辅助制动装置类型、安装试验效果及应用情况。
关键字：辅助制动 发动机制动 缓行器
Abstract: This article the long slope's brake question embarks from the actual vehicles, introduced the auxiliary braking system's function characteristic, the engine brake and the retarder briefly and so on main auxiliary braking installment type, the installment experiment effect and the application situation.
key words: Auxiliary braking engine brake retarder
1前言
大型车辆，特别是重型卡车和大型客车，在山区公路遇到下长陡坡时，经常要连续的进行制动，这样不仅使汽车的制动系统连续处于工作的状况下，很难得到良好的散热，温度的升高使得制动系统出现热衰退，制动效果减弱；另一方面，也使驾驶员长时间处于疲劳状态，两方面都增大了汽车的危险性。要解决这一问题，可以在车辆上安装辅助制动系统，提高车辆的行驶安全性和经济性。
2辅助制动
2.1 辅助制动系统
辅助制动系统，就是用来使行驶中的车辆（特别是须要连续制动的车辆），降低车速或使车速保持在一定的范围内，减少主制动系统的使用的车辆制动装置。它不是用来停止汽车。与主制动系统相比较，辅助制动系统在短时间内所吸收的制动功率较少，但是它可以在较长的时间内保持吸收的制动功率不变。车辆在下连续的长坡时，要求吸收的制动功率相对来说较小，但是要在整个过程中都要求这么大，主制动系统很难达到，而辅助制动系统则能很好的满足要求。
2.2辅助制动系统的主要类型
现阶段技术比较成熟的辅助制动装置主要有：发动机制动/排气制动，电磁涡电流缓行器，永磁铁涡电流缓行器和液力缓行器。
2.2.1发动机制动/排气制动
在发动机的排气管上安装一个阀门，阀门全开时，发动机正常工作；当阀门开度减小时，发动机排出的废气不能迅速排出，形成内压，发动机获得负功，产生制动力。
发动机制动/排气制动结构简单，安装方便；可以保持发动机温度，减少磨损，提高发动机寿命；减少压缩空气的消耗，保证在紧急制动时的制动效果。此种辅助制动装置在我国应用较早，范围也较宽。是车辆上主要的辅助制动装置。
2.2.2电磁涡电流缓行器
电磁涡电流缓行器（简称电涡流缓行器）以磁电效应来产生制动作用。电磁涡电流缓行器的特点：在执行时没有时间上的滞后性，可以通过改变线圈中的电流大小来控制转矩；在缓行器启动工作时，没有冲击、没有噪声；能够产生较大的制动力矩，可达300～400N·m；在车辆低速行驶时，也可以提供较大的制动力矩。另外，其还具有以下优点：因为电磁涡电流缓行器采用风冷结构，与车辆上的其他系统联接关系少，安装和维修比较方便；结构简单，可靠性高。
图1 电磁涡电流缓行器
2.2.3永磁铁涡电流缓行器
永久磁铁涡电流式缓行器（简称永磁铁式缓行器），也是以磁电效应产生制动作用，与电磁涡电流缓行器不同的是，它用永磁铁代替了电磁铁来进行励磁。永磁铁缓行器按定子不同可分为盘式和鼓式两种，现大多数使用鼓式结构。其特点是：只消耗很少的电量；连续使用自身不会产生过热，能够长时间保持制动力的稳定性和持久性。因为永磁铁缓行器也采用风冷结构，与汽车上其他系统的联接关系少，所以安装和维修方便。从工作原理来看，永久磁铁缓行器靠气压缸移动磁铁块控制缓行器的工作，控制结构比较复杂。同时，永磁铁缓行器因磁性材料性能的限制，它的最大制动力不大，永磁铁的价格也较贵。
图2 永磁铁缓行器
2.2.4液力缓行器
液力缓行器是利用耦合叶轮搅动油液，使油液流动，冲击定子叶片，消耗车轮动能，从而起到制动的作用。液力缓行器在比较紧凑的结构环境下可以获得较大的制动力，并且体积小，重量轻，低速范围制动力大。但是，液力缓行器采用水冷结构，水冷系统和车用散热器合用，所以安装和维修不方便。同时，液力缓行器在开始工作前，要向转子和定子油腔充满油液，这要花费一定的时间，所以起始工作时有滞后性，相对的，停止时也存在滞后性。
3 安装辅助制动系统后效果
长安大学汽车学院对车用电涡流缓行器进行过相关的研究，并已取得了研究成果。在试验车辆上安装辅助制动装置后，车辆性能的改善如下：①提高了车辆的安全性，减少了制动器热衰退和轮胎过热爆胎的现象，驾驶员能够更好的控制车辆；②提高了车辆运行的经济性，由于减少主制动器的使用，延长了主制动器的使用寿命，降低了成本，同时也减少了制动器的维护时间，增加了车辆的有效使用时间；③提高了车辆的舒适性，安装了辅助制动器的车辆，不但可以减少制动踏板的使用频次，也可以减少所需踏板力，因而有效地减轻了驾驶员的疲劳感，同时，还缓和了制动时所造成的冲击和噪声，使驾驶和乘坐变得更安全，更容易和舒适；④提高车辆坡道的行驶速度，安装了辅助制动器后，减少换挡及相关的操作，从而保持较高的车速。
4 辅助制动系统的应用和产品
目前，辅助制动系统主要在大型卡车和豪华客车上使用，特别是行驶在山区公路的车辆，由于使用条件的要求，已开始安装辅助制动系统。东风柳汽、中国重汽、陕汽等主要的卡车企业，都在自己生产的卡车上安装或选装了辅助制动系统；郑州宇通、厦门金龙、东风日产、中通客车、桂林大宇等客车企业也把辅助制动系统安装上了大、中型豪华客车。国家还颁布法规，要求中型客车中高二级、大型客车中高一级、高二级和高三级客车，超二级、超一级、高级的市区和城郊城市客车必须装备缓行器。辅助制动系统在国外应用已经很普遍，制造公司较多，产品比较丰富；国内也有一批企业生产辅助制动装置，如瑞立公司、特尔佳公司等，产品主要有液力缓行器、电涡流缓行器等。
5结束语
随着我国交通事业的发展，大型车辆辅助制动系统的应用将越来越广泛，必将大大提高车辆的安全性、舒适性和经济性。同时，辅助制动系统还有很大的发展空间，还可以从不同方面进行性能的提高，如采用新的制造材料、制造工艺、结构形式和控制技术等等。
参考资料
[1] 马建.汽车电涡流缓行制动特性研究 [D].长安大学博士论文.2001
[2] 祁宏钟，等.缓行器的发展、原理和应用研究 [J]. 北京汽车.2001
[3] 焦治波，等.浅谈缓行器在汽车上的应用 [J]. 北京汽车.2005
关键字：辅助制动 发动机制动 缓行器
Abstract: This article the long slope's brake question embarks from the actual vehicles, introduced the auxiliary braking system's function characteristic, the engine brake and the retarder briefly and so on main auxiliary braking installment type, the installment experiment effect and the application situation.
key words: Auxiliary braking engine brake retarder
1前言
大型车辆，特别是重型卡车和大型客车，在山区公路遇到下长陡坡时，经常要连续的进行制动，这样不仅使汽车的制动系统连续处于工作的状况下，很难得到良好的散热，温度的升高使得制动系统出现热衰退，制动效果减弱；另一方面，也使驾驶员长时间处于疲劳状态，两方面都增大了汽车的危险性。要解决这一问题，可以在车辆上安装辅助制动系统，提高车辆的行驶安全性和经济性。
2辅助制动
2.1 辅助制动系统
辅助制动系统，就是用来使行驶中的车辆（特别是须要连续制动的车辆），降低车速或使车速保持在一定的范围内，减少主制动系统的使用的车辆制动装置。它不是用来停止汽车。与主制动系统相比较，辅助制动系统在短时间内所吸收的制动功率较少，但是它可以在较长的时间内保持吸收的制动功率不变。车辆在下连续的长坡时，要求吸收的制动功率相对来说较小，但是要在整个过程中都要求这么大，主制动系统很难达到，而辅助制动系统则能很好的满足要求。
2.2辅助制动系统的主要类型
现阶段技术比较成熟的辅助制动装置主要有：发动机制动/排气制动，电磁涡电流缓行器，永磁铁涡电流缓行器和液力缓行器。
2.2.1发动机制动/排气制动
在发动机的排气管上安装一个阀门，阀门全开时，发动机正常工作；当阀门开度减小时，发动机排出的废气不能迅速排出，形成内压，发动机获得负功，产生制动力。
发动机制动/排气制动结构简单，安装方便；可以保持发动机温度，减少磨损，提高发动机寿命；减少压缩空气的消耗，保证在紧急制动时的制动效果。此种辅助制动装置在我国应用较早，范围也较宽。是车辆上主要的辅助制动装置。
2.2.2电磁涡电流缓行器
电磁涡电流缓行器（简称电涡流缓行器）以磁电效应来产生制动作用。电磁涡电流缓行器的特点：在执行时没有时间上的滞后性，可以通过改变线圈中的电流大小来控制转矩；在缓行器启动工作时，没有冲击、没有噪声；能够产生较大的制动力矩，可达300～400N·m；在车辆低速行驶时，也可以提供较大的制动力矩。另外，其还具有以下优点：因为电磁涡电流缓行器采用风冷结构，与车辆上的其他系统联接关系少，安装和维修比较方便；结构简单，可靠性高。
图1 电磁涡电流缓行器
2.2.3永磁铁涡电流缓行器
永久磁铁涡电流式缓行器（简称永磁铁式缓行器），也是以磁电效应产生制动作用，与电磁涡电流缓行器不同的是，它用永磁铁代替了电磁铁来进行励磁。永磁铁缓行器按定子不同可分为盘式和鼓式两种，现大多数使用鼓式结构。其特点是：只消耗很少的电量；连续使用自身不会产生过热，能够长时间保持制动力的稳定性和持久性。因为永磁铁缓行器也采用风冷结构，与汽车上其他系统的联接关系少，所以安装和维修方便。从工作原理来看，永久磁铁缓行器靠气压缸移动磁铁块控制缓行器的工作，控制结构比较复杂。同时，永磁铁缓行器因磁性材料性能的限制，它的最大制动力不大，永磁铁的价格也较贵。
图2 永磁铁缓行器
2.2.4液力缓行器
液力缓行器是利用耦合叶轮搅动油液，使油液流动，冲击定子叶片，消耗车轮动能，从而起到制动的作用。液力缓行器在比较紧凑的结构环境下可以获得较大的制动力，并且体积小，重量轻，低速范围制动力大。但是，液力缓行器采用水冷结构，水冷系统和车用散热器合用，所以安装和维修不方便。同时，液力缓行器在开始工作前，要向转子和定子油腔充满油液，这要花费一定的时间，所以起始工作时有滞后性，相对的，停止时也存在滞后性。
3 安装辅助制动系统后效果
长安大学汽车学院对车用电涡流缓行器进行过相关的研究，并已取得了研究成果。在试验车辆上安装辅助制动装置后，车辆性能的改善如下：①提高了车辆的安全性，减少了制动器热衰退和轮胎过热爆胎的现象，驾驶员能够更好的控制车辆；②提高了车辆运行的经济性，由于减少主制动器的使用，延长了主制动器的使用寿命，降低了成本，同时也减少了制动器的维护时间，增加了车辆的有效使用时间；③提高了车辆的舒适性，安装了辅助制动器的车辆，不但可以减少制动踏板的使用频次，也可以减少所需踏板力，因而有效地减轻了驾驶员的疲劳感，同时，还缓和了制动时所造成的冲击和噪声，使驾驶和乘坐变得更安全，更容易和舒适；④提高车辆坡道的行驶速度，安装了辅助制动器后，减少换挡及相关的操作，从而保持较高的车速。
4 辅助制动系统的应用和产品
目前，辅助制动系统主要在大型卡车和豪华客车上使用，特别是行驶在山区公路的车辆，由于使用条件的要求，已开始安装辅助制动系统。东风柳汽、中国重汽、陕汽等主要的卡车企业，都在自己生产的卡车上安装或选装了辅助制动系统；郑州宇通、厦门金龙、东风日产、中通客车、桂林大宇等客车企业也把辅助制动系统安装上了大、中型豪华客车。国家还颁布法规，要求中型客车中高二级、大型客车中高一级、高二级和高三级客车，超二级、超一级、高级的市区和城郊城市客车必须装备缓行器。辅助制动系统在国外应用已经很普遍，制造公司较多，产品比较丰富；国内也有一批企业生产辅助制动装置，如瑞立公司、特尔佳公司等，产品主要有液力缓行器、电涡流缓行器等。
5结束语
随着我国交通事业的发展，大型车辆辅助制动系统的应用将越来越广泛，必将大大提高车辆的安全性、舒适性和经济性。同时，辅助制动系统还有很大的发展空间，还可以从不同方面进行性能的提高，如采用新的制造材料、制造工艺、结构形式和控制技术等等。
参考资料
[1] 马建.汽车电涡流缓行制动特性研究 [D].长安大学博士论文.2001
[2] 祁宏钟，等.缓行器的发展、原理和应用研究 [J]. 北京汽车.2001
[3] 焦治波，等.浅谈缓行器在汽车上的应用 [J]. 北京汽车.2005
