一種帶蓄能器的液力緩速器研究

李軍

?

一種帶蓄能器的液力緩速器研究

李軍

（西安雙特智能傳動有限公司，陜西 西安 710000）

分析了帶蓄能器裝置的液力緩速器的工作原理，通過采集整車試驗數據，驗證了帶蓄能器裝置的液力緩速器響應時間更快，明顯提升了緩速器的使用性能。同時也分析了影響液力緩速器制動響應時間的因素，為液力緩速器的設計開發提供相應的理論借鑒。

蓄能器；液力緩速器；響應時間

引言

隨著近年來國內公共交通市場的高速發展，城市公交車、旅游巴士、長途客車等車型的動力匹配和載荷不斷增加，與此同時對車輛的制動系統提出更高的要求，傳統的制動系統存在摩擦片磨損較快，發熱量大，造成制動能力下降，嚴重的會引起車輛制動失靈，對乘客的生命財產安全造成不可挽回的損失[1]。液力緩速器是一種理想的汽車輔助制動系統，已經在各種商用車輛上批量使用，但是在實際使用過程中用戶抱怨輔助制動響應時間長，制動效果不理想等問題，使得液力緩速器沒有發揮出應有的作用。本文通過對一種帶蓄能器裝置的液力緩速器研究，可以極大的提高緩速器的響應時間，保證車輛的制動扭矩。

1 液力緩速器的工作原理

液力緩速器主要由緩速器定子、轉子、緩速器后蓋、緩速器控制閥塊等組成，帶蓄能器裝置的緩速器還有蓄能器、氣路控制閥、油管等組成，如圖1所示。當緩速器不工作時，蓄能器氣路控制閥關閉，沒有油液進入緩速器。主油路通過節流孔向緩速器內供油，保持緩速器轉子的運動平衡，減少轉子空轉損失。當緩速器工作時，蓄能器氣路控制閥打開，可以快速的將油液輸送到緩速器工作腔，實現緩速器快速響應。隨后主油路通過控制閥塊才將油液輸送進緩速器工作腔內，由于油液的作用，緩速器定子對轉子產生制動扭矩，在緩速器工作腔內液流循環流動對緩速器定子葉片的沖擊作用將車輛的動能轉化成熱能，然后再通過油冷器將熱量散發出去，從而實現車輛減速制動。

圖1 緩速器結構原理圖

液力緩速器的制動扭矩大小取決于緩速器工作腔內介質的壓力、流量及傳動軸的轉速，緩速器的制動扭矩公式為：

式中：M—液力緩速器的制動扭矩；

—液力緩速器的制動扭矩系數（與緩速器腔體內充油量有關）；

ρ—工作液體的密度；

D—液力緩速器的液力循環圓直徑；

n—液力緩速器的轉子轉速。

從以上公式可以看出，液力緩速器的制動扭矩與工作液體的密度、緩速器的液力循環圓直徑和緩速器轉子的轉速有關。

2 液力緩速器性能試驗分析

下面以Allison 3000系列為例，研究緩速器在蓄能器輔助下的制動能力。該系列的緩速器制動能力分為三個能容區間段，分別是低扭矩區、中扭矩區和高扭矩區，見圖2。不同的扭矩區間段是由變速器的控制系統進行標定，然后由實際工況負載觸發緩速器控制系統實現。

圖2 Allison3000系列緩速器扭矩輸出圖

在裝配了Allison3000系列的客車上，我們對其緩速器性能進行了測試，當觸發變速器控制系統的緩速器控制命令時，其蓄能器首先開始工作，緩速器在不到2s的時間就產生制動扭矩，在4s時緩速器在低扭矩區的制動能力就達到最大值的80%，之后隨著緩速器壓力調節閥的作用，主油路的油液通過緩速器滑閥大量進入緩速器腔體內，緩速器的制動扭矩達到最大值，見圖3。這個數據可以說相當驚人的，比未安裝蓄能器的液力緩速器制動響應時間快10s左右，使駕駛員的感受更直觀，同時極大的提高了緩速器的工作效率。通過整車的試驗測試，我們對緩速器的控制系統和制動效果有了更直觀的認識，對今后緩速器的設計開發和研究有很好的指導作用。

圖3 緩速器制動響應時間分析

3 影響緩速器制動響應時間的因素

3.1 液力緩速器腔體內的油液量

液力緩速器能夠快速響應，首先需要保證腔體內有足夠的油液量，這就要求當變速器控制系統給緩速器指令時，工作油液快速的充滿工作腔，這個可以通過增加外部輔助裝置的方式，如輔助油泵、蓄能器等來增加油液的充油速度。

3.2 油液的粘度特性

液力緩速器的工作介質除了傳遞動力外，還有潤滑和冷卻等作用，良好的油液粘度特性，可以提高液力傳動效率，減少機械零部件的磨損。當油液粘度過大時，就會增大流體的流阻，使油液不能快速的制動，影響緩速器的響應時間和制動效率。當油液粘度過小時，潤滑效果又變差，不易形成油膜，導致液壓壓力下降，影響緩速器的制動效果[2]。因此，選擇合適粘度的工作介質，對緩速器的制動能力有很大的幫助。

3.3 不同結構的油冷器

液力緩速器工作時會產生大量的熱量，這時就需要油冷器將油液進行冷卻后，再重新輸送到緩速器工作腔內，由于油冷器結構的不同，在油液冷卻的過程中，對油液產生了不同的阻力，從而影響了油液進入緩速器工作腔的流速，對緩速器的響應時間和制動效果都產生了很大的影響。

4 總結

通過理論和整車驗證的方式，對帶蓄能器裝置的液力緩速器性能進行了分析，確認了蓄能器對緩速器制動響應時間有很大的提升。對其他影響緩速器制動響應時間的因素，提出一些建設性的意見，在緩速器的設計過程中，可以綜合考慮這些因素，使設計更趨于合理化。

[1] 黃榕清,吳磊,邵建華.汽車液力緩速器的原理及應用[J].汽車電器, 2006第11期.

[2] 范守林.液力緩速器[J].城市車輛,2004第4期.

Research on a hydraulic retarder with accumulator

Li Jun

（Xi'an FC intelligence transmission Co., LTD., Shaanxi Xi'an 710000 )

This paper analyzes the working principle of the hydraulic retarder with accumulator device, and verifies that the response time of the hydraulic retarder with accumulator device is faster by collecting the test data of the whole vehicle, which obviously improves the performance of the retarder. At the same time, the factors that affect the braking response time of the hydraulic retarder are analyzed, which can provide theoretical reference for the design and development of the hydraulic retarder.

Accumulator;Hydraulic retarder;Response time

U462

A

1671-7988(2019)09-68-02

U462

A

1671-7988(2019)09-68-02

李軍 (1983-)，男，碩士研究生，工程師，就職于西安雙特智能傳動有限公司，主要從事汽車自動變速器設計工作。

10.16638/j.cnki.1671-7988.2019.09.022