公路客车液力缓速器安全使用探析
王伟 赵子俊
摘 要：液力缓速器对于山路工况运行的公路客车辅助制动效果更好。本文主要介绍公路客车用液力缓速器的工作特点、应用匹配及常见问题与注意事项。
关键词：公路客车；
液力缓速器；
辅助制动；
注意事项
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
緩速器作为重要辅助制动装置被广泛的应用在客车上，在实际应用过程中，缓速器起到了很大的作用。缓速器的类型主要有液力缓速器和电涡流缓速器，液力缓速器适用于山路工况，特别是长下坡路况，其辅助制动效果更好[1]。本文主要介绍公路客车用液力缓速器的工作特点、常见问题与注意事项。
1液力缓速器的特点及控制系统功能
1.1液力缓速器的性能特点
液力缓速器控制器分档位控制电磁比例阀开度，取自整车气源的气体通过电磁阀进入缓速器油池壳，将油液压入定转子之间的工作腔，运动的转子使油液加速，并作用至定子上，定子迫使油液对转子产生反作用力，从而产生制动力矩。在产生制动力的过程中，将车辆动能转化为热能，并由整车散热系统将热量带走并耗散掉，在达到热平衡的同时可实现持续制动[2]。
液力缓速器能够提供强劲持续的制动力矩辅助行车制动，保持行车制动器在较低温度条件下运行，保持行车制动在突发状况下可以全效工作。液力缓速器的制动功率大约是车辆发动机功率的两倍。
与电涡流缓速器相比，液力缓速器的制动力矩大，能协助大客车更安全、有效地发挥缓速能力。此外还有如下优势：重量轻；
持续制动功率大；
最高工作温度低；
无热衰退；
基本无功率损失；
无需额外电池；
电流消耗小；
可以巡航通过ECU实现无级控制；
对整车电气系统无干扰[3]。
1.2液力缓速器的控制系统功能
（1）恒速功能，恒速档时，缓速器根据下坡坡度变化，自动调节制动力，以保证定速行驶。
（2）制动功能，一般设多个挡位用于车辆的分级减速制动。分为手柄方式、脚控方式两种。
（3）超载保护与限制，防止由于车辆过载或其它故障引起缓速器油温、水温信号超限。
（4）整车制动灯协调控制，缓速器制动时，主车及挂车制动灯应点亮，提示后车注意。
（5）工作灯指示与报警，由于使用时间过长或整车散热能力问题导致缓速器温度超限时工作灯将闪烁。
（6）冷却风扇协调控制功能，根据一定的策略，可直接或协调控制风扇档位，让冷却风扇按需要转动，以增强水路散热能力。
（7）辅助制动联合控制功能，与排气制动、发动机制动实现联合制动。
（8）制动防抱死系统（ABS）装置及油门限制，缓速器能根据油门、ABS动作控制器局域网络（CAN）总线信息作出相应动作，ABS动作或油门踩下时，缓速器都会自动退出工作。
（9）低车速（转速）限制功能，较低车速（输出轴转速低）时，液力缓速器的工作效果不明显，禁止工作减少压缩空气的损耗。
2 液力缓速器的应用匹配
液力缓速器的应用匹配需注意如下方面：安装布置；
制动功率、力矩匹配计算；
气动系统匹配；
冷却循环匹配等。
2.1 安装布置
液力缓速器在客车上的安装方式主要为变速箱端[4]，通常安装固定是利用其后盖上的安装孔连接到变速箱后部。变速箱后部有辅助支撑，液力缓速器不需要侧支撑。动力总成悬置点固定在变速箱下部。公路客车常采用的液力缓速器布置形式如图1所示。
2.2 液力缓速器制动功率、力矩计算
《商用车辆和挂车制动系统技术要求及试验方法》（GB 12676-2014）中规定M3类长途客车、长途旅游客车进行IIA试验，要求车辆在满载状态进行，试验能量输入等于在相同时间内、满载车辆在7%的坡道上，以30km/h的平均车速下坡行驶6km时所记录的能量。
以双轴客车最大总质量上限18T为例，在7%的坡度及30km/h的车速条件下需要的制动功率为[5]：
W=18X1000X9.8X0.07X30X1000/3600/1000=102.9KW
目前常用的液力缓速器制最大动功率可达450KW，可以满足大客车的使用需求。
式中：T为缓速器最大制动力矩；
a为车辆减速度；
m为汽车最大总质量；
r为车轮滚动半径；
i为后桥主减速比。参照国内车辆底盘配置、缓速器匹配经验及JT/T 721—2017标准，对液力缓速器工作时减速度值为：1.2≤a≤1.3。此推荐减速度是参考厂家综合考虑液力缓速器工作条件得出的经验值。液力缓速器较电涡流缓速器的执行效果相对会有一定的延迟，反应略慢，制动平缓，故制动减速度设置也相对较高。
2.3 气动系统匹配
气路连接取自整车气路。由四回路保护阀的24口到独立储气筒，空气经过滤清器滤掉水分与污物后到达控制阀。要求气管内径不低于Φ8mm，供气压力为7-10bar。气管需合理布置支撑和避让运动部件以防磨损[7]。
2.4 冷却循环匹配
液力缓速器冷却水路引自整车冷却系统，冷却形式为热水循环，即先冷却发动机后冷却缓速器，冷却水路必须设计成使水路中 100%的冷却水馈入缓速器，需将发动机原节温器改为常开式[8]，冷却循环中加装外置节温器，冷却原理如图2所示[9-11]。水泵流量越大，循环越快，缓速器瞬间制动效果好，出现降扭退出的可能性减少。冷却水管的内径不小于Φ50mm。保证布置的冷却水管不超过发动机的最高点，各水管必须支承或用管夹固定（管夹之间最大间距：1m）。固定的水管距发动机或变速器、车架间距主至少60mm，还必须保证软管套入水管至少40mm，防止脱落。
3 常见问题与注意事项
3.1 缓速工作时间有限，出现高温失效问题
（1）冷却系统散热能力不足及驾驶人操作问题，解决方法：缓速器受散热原因失效时，应及时降低车速，减少缓速器单位时间产生的热量，切换变速箱挡位，提高发动机转速高于1500rpm，提高发动机水泵转速，使水流量加快，提高风扇转速，加强散热。
（2）温度传感器连接故障，解决方法：检查水温、油温传感器是否接反，须正确连接水温、油温传感器。
（3）节温器损坏，解决方法：节温器发生故障，大循环打不开或是不能快速响应，需要更换节温器总成。
（4）风扇皮带因磨损变得松驰，解决方法：调整皮带涨紧，保证扭矩传递，达到转速要求。
（5）冷却液不达标或不清洁引起热交换器堵塞，造成管路不畅，解决方法：更换合格清洁冷却液。
3.2 缓速器恒速档不稳定问题
（1）油门或ABS信号不稳定，解决方法：检查油门或ABS信号电平或CAN数据，排除异常。
（2）车速传感器存在问题，解决方法：更换车速传感器或检查线路。
（3）温度超限，解决方法：确认车辆信息，重新标定数据。
3.3 注意事项
（1）液力缓速器具有与车辆ABS系统通信的CAN总线接口，在ABS工作时，液力缓速器会切断工作，因此当路面积雪、冰面、大量积水情况下禁用缓速器，防止车辆出现制动跑偏。
（2）当车辆空载时要合理使用液力缓速器，逐级拨下缓速器手柄，防止车辆减速过猛影响行车安全。
（3）液力缓速器受冷却散热能限制，温度超限会造成缓速器失效，特别关注冷却系统出口温度不能高于115℃。[12]
（4）注意缓速器涉水深度不超过其底部。
4 结束语
液力缓速器的应用，需要根据整车的参数结合实际的使用工况、使用需求以及成本选取最优方案。在使用过程中，要做到按时、定期对液力缓速器进行检查。使缓速器既要满足整车性能的同时保证车辆运行的安全性。
参考文献
[1]曹伟，丘水应生，武伟.液力缓速器的产品分析与操作使用[J].汽车实用技术，2019（05）：182-184.
[2]邢加强，张源，曹伟.福伊特液力缓速器VR115CT的基本研究[J].汽车与配件，2019（11）：78-79.
[3]郎华，马圣龙，徐伟刚，任帅飞，颜克亮，石红云，曹文斌.重型汽车液力缓速器的匹配应用研究[J].农业装备与车辆工程，2018，56（07）：60-63.
[4]穆洪斌，彭勇，朱华光，魏巍，闫清东.车用液力缓速器布置方式分类与特点分析[J].液压与气动，2019（06）：22-28.
[5]曹文斌，吴立香，石红云，王军，田磊，郎华.液力缓速器在整车上的匹配与应用[J].重型汽车，2015（04）：32-33.
[6]李英锋，付盈，刘春革.电涡流缓速器在客车上的应用匹配[J].客车技术与研究，2019，41（02）：25-27.
[7]陈俊宇，孙博，肖殿东，陈林昭.液力缓速器在整车上的匹配及常见问题的解决[J].汽车实用技术，2020，45（17）：185-187.
[8]程玉冈.试论液力缓速器使用效果影响因素以及车辆改装注意事项[J].装备维修技术，2020（01）：34.
[9]石方鉴，张仁国.浅谈液力缓速器的匹配和应用[J].时代汽车，2018（05）：121-123.
[10]李超，高凯，庞应周.汽车液力缓速器持续制动性能研究[J].汽车零部件，2019（09）：84-86.
[11]王华磊，吴金泽，魏明清，彭华东.杰狮牵引车的液力缓速器冷却系统开发[A].重庆汽车工程学会（Society of Automotive Engineers of Chongqing）.2020年未来汽车技术大会暨重庆汽车行业第33届年会论文集[C].重庆汽车工程学会（Society of Automotive Engineers of Chongqing）：重庆汽车工程学会，2020：4.
[12] JT_T890-2014客车液力缓速器装车性能要求和试验方法.
液力缓速器
液力缓速器是一种通过液力装置降低车辆行驶速度的汽车缓速器。
液力缓速器是利用液体阻尼产生缓速作用的装置。液力缓速器的定子又是缓速器壳体，与变速器后端或车架连接，转子通过空心轴与传动轴相连，转子和定子上均铸出叶片。工作时，借助于控制阀的操纵向油池施加压力，使工作液充入转子和定子之间的工作腔内。转子旋转时通过工作液对定子作用一个转矩，而定子的反转矩即成为转子的制动转矩，其值取决于工作腔内的液量和压力（视控制阀调定的制动强度档位而定），以及转子的转速。汽车动能消耗于工作液的摩擦和对定子的冲击而转换为热能，使工作液温度升高。工作液被引入热交换器中循环流动，将热传给冷却水，再通过发动机冷卻系统散出。在采用液力传动的汽车，可省去油池、油泵、热交换器（尺寸需加大）和利用液力传动的工作液，因而液力缓速器多用于液力传动汽车中。
正常行驶时，应将液力缓速器中的油液排空，以免消耗发动机功率。由于液力缓速器往往与液力变扭器共用一个油泵，为了保证液力缓速器充油迅速，且能保证工作时油液有足够的循环强度，在使用液力缓速器时，可使液力变矩器的油液循环中止，让油泵专对液力缓速器供油。
液力缓速器的缓速效能比发动机缓速装置高，能以较高速度下坡行驶；
尺寸和质量小，可与变速器连成一体；
工作时不产生磨损；
工作液产生的热易于传出和消散，且在下长坡时可保持发动机的正常工作温度；
低速时制动转矩趋于零，在滑路制动时车轮不会产生滑移。缺点是接合和分离滞后时间长，不工作时有功率损失，用于机械传动汽车特别是用于挂车时结构复杂。