1-辅助制动技术的必要性及几种技术的对比

辅助制动技术的必要性及几种缓速器技术的比较
一、辅助制动技术为什么成为近几年商用车关注的焦点之一：
中国的公路山区公路占全国公路里程的60%以上，频繁的交通事故、GB7258强制性法规的推出，使辅助制动技术成为各大主机厂关注的技术焦点之一。

（1）典型路段和频繁的事故
八达岭高速公路进京方向55到50公里路段，从98年11月开通到03年9月，共发生重特大交通事故32起，导致了62人受伤，49人死亡。

短短5公里，平均每公里死亡10人，自2003年-2012年10年间在车辆高速增长的10年，特大交通事故189起，死亡281人，伤226人；这一路段被称做北京的“死亡之谷”。

自2003年起所有大货车在驶出潭峪沟隧道后，都会在交警的引导下进入高速路边的刹车毂降温水槽。

即使采取了这一强制措施，并在短短的5公里设置了两处紧急避险车道。

但平均每月冲进紧急避险车道的卡车约40多起，最多的一天有8起。

2004年10月14日, 八达岭高速进京51公里处, 一辆油罐车冲出紧急避险带, 驾驶室及罐体前部悬在空中, 满载20吨汽油的油罐发生泄漏, 经及时救援有惊无险。

2005年12月4日, 八达岭高速公路进京方向49公里处, 一辆装载电石的大货车, 追撞上同方向行驶的一辆载有29人大客车, 两车翻入道路左侧约20余米的深沟中燃烧起火。

这起事故造成24人死亡、9人受伤。

GB7258-2012《机动车运行安全技术条件》7.5款辅助制动中明确规定“主要在山区道路上行驶的，车长大于9米、总质量大于12000Kg的货车、所有危险货物运输车，应装备缓速器或其他辅助制动装置。

辅助制动装置的性能要求应符合相关规定。

”
这一标准对比对比欧盟在上世纪八十年代出台的相应标准整整滞后了三十多年，而且当年的德国交通法规明确规定是自重加载重超过5吨的车辆和载人超过9人的车辆，且采用辅助制动的技术的要求达到的减速度不低于0.6m/ s2在GB 12676－1999《汽车制动系统结构、性能和试验方法》5.2.4款制动系II 型试验制动性能，规定了此型试验适用于M3类和N3类车辆。

此标准5.2.4.1款规定，满载车辆输入的能量必须相当于在相同时间内，以30Km/h 的平均速度（变速器处于适当档位；装有缓速器的车辆，可以使用缓速器）在6%的坡道上，下坡行驶6Km所具备的能量，变速器档位的使用必须保证发动机转速不超
过制造厂规定的最大值。

此标准5.2.4.2款规定，对于能量仅有发动机制动吸收的车辆，平均速度允许有±5Km/h的偏差，变速器档位应使车辆在下6%的坡时，速度稳定在接近30Km/h。

若用减速度的测量来确定只用发动机制动的制动效能时，所测得的平均减速度应不低于0.5m/s2。

按照GB/T15089-94《机动车辆分类》2.1.3款规定M3类车为除驾驶员座位外，乘客座
位超过八个，且厂定最大质量超过5吨的载客车辆。

2.2.3款规定N3类车为厂定最大质量超过12吨的车辆。

（2）车辆都有行车制动为什么还要辅助制动呢？
行车制动系统——第一制动（目的是为了使行驶的车辆停下来）
驻车制动系统——第二制动（目的是停止运动的车辆保持位置）
辅助制动系统——第三制动（目的是在下坡时车辆保持速度而不必使用第一制动）
主制动磨损及制动效率曲线
刹车片伴随发热，磨损加剧刹车片伴随发热，效率骤减
由上图可知刹车片在温度200℃时（390°F），开始磨损加剧，制动效率开始下降；当温度达到250℃时（480°F），磨损成级数增加，制动效率大幅度下降；当温度超过300℃时（600°F）刹车片在热衰退的作用下，迅速失去功能。

二、几种辅助制动技术的对比
2.1常用的辅助制动器
目前商用车被广泛使用的缓速器主要有：发动机制动器(含排气制动器、发动机缓速器)、电涡流缓速器、液力缓速器三大类（另有永磁式缓速器、自励式缓速器缓速器，存在制动功率小价格比特别低使用极少这里不做对比）。

其中发动机缓速器分为两种（考虑国内的实际发动机配置很少采用VGT增压器的情况）：A泄气制动器
+排气制动器；B.单独的压缩释放式制动器或压缩释放式制动器+排气制动器混合使用。

2.2技术性能价格对比
2.2.1从商用车的类型上看：
A.单纯的排气制动器：适用于柴油机微、轻型卡车或中卡（特别是3-7升柴油
机车），及仅用于公路用牵引的重卡（通常在排量不超过9升机）；
B.发动机缓速器主要适合于中、重卡车，特别是自卸和矿用车；
（1）其中泄气制动器+排气制动器：适用于中型卡车（主要指排气量6-9升柴油发动机；
（2）单独的压缩释放式制动器或压缩释放式制动器+排气制动器：适用于重型卡车（主要指排气量9升以上的柴油发动机）。

C.电涡流缓速器：适用于公交车；
D.液力缓速器：适用于高档长途客车。

2.2.2从产品价格上看：
A. 单纯的高端排气制动器产品价格在200-400元之间；含税价格低于250元的很难有性能的保证；
B发动机缓速器产品价格在500-8000元之间
（1）泄气制动器+排气制动器目前这一技术的产品的价格在500-1500元之间。

其中潍柴的EVB+XB技术，由于零部件完全国产化价格控制300-500元之间；皆可博BLEEDER+XB技术，由于部分零件仍采用进口，价格在1200-1500元之间。

（2）单独的压缩释放式制动器或压缩释放式制动器+排气制动器目前这一技术的皆可博产品价格在3000-8000元之间，但这一技术的主要零部件仍采用进口，但随着零部件国产化的提高这一价格还有进一步下降的空间。

C.电涡流缓速器目前这一技术的价格在10000元左右，目前国内大量的厂家生产何以产品，元件也全部国产化，但过多的厂家在这一领域的恶性竞争，只能以牺牲性能和可靠性来进一步降低价格。

D.液力缓速器目前这一技术的价格以德国福伊特（VOITH）国产化后的千里马液力缓速器价格最低已经突破三万元，还有进一步下降的可能，最终的产品价格应在2-2.5万元左右，国产的法斯特价格在1.5万左右；如果考虑发动机改造及配套件改造还会增加0.3万元。

2.2.3、从增加车辆重量来看：
车辆缓速装置增加重量，就意味着车辆有效载重的减少和油耗的增加，这也是选择发动机缓速器的一个重要指标。

A.单纯的排气制动器增加的重量一般在3-5公斤左右；
B.发动机缓速器增加的重量一般在5-10公斤左右；
（1）泄气制动器+排气制动器增加的重量一般在9-10公斤左右；
（2）单独的压缩释放式制动器一般能控制在在8-10公斤，而压缩释放式制动器+排气制动器一般增加的重量在8-12公斤左右；
C.电涡流缓速器增加的重量，以2000Nm规格的缓速器为例大约增加重量为175公斤左右，而3300Nm规格的缓速器大约增加重量450公斤左右；
D.液力缓速器增加的重量大约为70-90公斤，但考虑发动机冷却系统改造增加冷却水容量还将增加大约50-80公斤，最终增重在100-180公斤。

2.2.4、从制动性能及持续制动性能上看
A.单纯的排气制动器：
制动功率较低，但持续制动不衰减。

其制动功率性能参数如下：
（1）发动机转速1500rpm时，在含摩擦功的情况下，常规带泄气孔蝶阀，升制动功率5-8KW，采用CBP恒压蝶阀，升制动功率可达到9-10KW;
（2）在发动机转速2200rpm时，在含摩擦功的情况下，常规带泄气孔蝶阀，升制动功率10-13KW，采用CBP恒压蝶阀，升制动功率可达到15-20KW;
B.发动机缓速器
（1）泄气制动器+排气制动器：
提供适中的制动功率，比较适合中卡或低档的重卡使用，其持续制动不衰减，其制动功率参数如下：
目前国内主要有MAN公司的EVB技术和皆可博的BLEEDER技术，两者都需要与蝶阀配合使用，两者的性能及对比如下见试验报告（附件1）：
通常这一技术在1500rpm时升制动功率一般在8-12KW的范围内，在2200rpm时升制动功率一般在17-24KW的范围内。

（2）单独的压缩释放式制动器或压缩释放式制动器+排气制动器：
提供大的制动功率，比较适合重卡使用，其持续制动不衰减，其制动功率参数如下：通常这一技术在1500rpm时升制动功率一般在9.8-15KW的范围内，在2200rpm时升制动功率一般在26-30.5KW的范围内，在发动机转速达到2500-2600rpm时发动机升制动功可上升至35-40KW/L。

若以福田H4项目于采用11升排量的发动机为例，采用这一技术在发动机1500rpm 时可提供的制动功可达107.8-165KW;在2200rpm时可提供的制动功可达285-335KW；而在发动机转速处于2500-2600rpm超速工作时，其可提供可达385-440KW的制动功率。

下面是一款真实的配用皆可博压缩释放式制动器+排气制动器技术的发动机在
1500rpm、1900rpm、2200rpm、2400 rpm的实际测试数据。

单纯的排气制动器、泄气制动器+排气制动器、单独的压缩释放式制动器或压缩释放式制动器+排气制动器的这三种技术的缓速器的辅助制动性能不随时间、温度等工况的变化而变化;而且其只取决于发动机的转速，转速越高制动功率越大；而且它可以通过变速箱档位的调整，在车辆低速时发动机仍可处于高速，这样可保持相对高的制动性能。

C. 电涡流缓速器
制动功率大，但不能持续制动，持续制动衰减快而大，而且在车辆主轴转速低于500rpm时其制动力矩会降得很低。

其具体参数如下：
其制动力矩可达400-3300Nm，制动功率大，可提供最高达300-500KW的制动功率，响应时间短，比液力缓速器响应时间快20倍。

其作用环节是车辆主轴，但在车辆主轴转速小于500r/min,电涡流缓速器的制动力矩会很快变小，他只有在车辆主轴超过700rpm时才会提供出最大的制动功。

而且在持续制动时间超过3分钟制动性能就会迅速衰减40%左右，超过10分钟制动性能几乎衰减殆尽。

这也电涡流缓速器特别适合于公交车的原因，可频繁但不持续制动，制动响应快的原因。

以重卡为例，轮胎有效直径大都超过1米，而连续下山坡时为安全起见，车辆通常控制速度为30公里/小时-50公里/小时，这样车辆主轴的转速大约为160rpm- 270rpm,其制动效果就会大大折扣。

D.液力缓速器
制动功率大，在车辆高度时可提供恒扭矩制动，所以该技术可提供巡航控制，但车辆速度下降时制动功率会很差，而且液力缓速器是通过转子旋转带动液体转动，使液体的动能增加，然后冲击定子上的叶片，造成动能损失并转化成为热能，来消耗汽车的动能，而液体通常来源于发动机冷却系统，需对发动机的冷却系统进行大流量改造，如果不对发动机的冷却系统进行相应提升，其制动系统由于不能及时散热也将随持续制动而使制动性能迅速衰减，而且在非制动状态时既空转时有能量损失，其制动性能参数如下：
其制动扭矩范围为2000-4000Nm,制动功率在高速时可达300-500KW,其响应时间相对较长，而且其制动力矩与车辆传动轴转速的平方成正比，决定其车辆在高速时制动效果明显而随着车辆速度的下降，其制动效果将大大折扣。