福伊特液力缓速器技术介绍

福伊特液力缓速器技术介绍福伊特液力缓速器的由来福伊特公司自1870年开始从事流体动力学研究。

1961年，福伊特第1台液力缓速器成功的用于行驶在美国洛杉矶山脉、重达1万t、以2 206 kw柴油机为动力的火车上，在坡度为3%长达数千米的坡路上穿山越岭，几乎无磨损的安全运行。

赛特拉(SETRA)豪华客车的创始人奥托·凯斯鲍尔得知这一消息后，立即要求福伊特(Voith)公司为其客车开发缓速器，并于1968年开发出用于大客车的液力缓速器。

从那时开始，福伊特对无磨损缓速技术以及相关领域进行了持之以恒的研究和广泛深入的试验，不断改进和创新推出新产品，并与世界上众多汽车制造商合作，精益求精，满足用户需求。

至2009年，已生产液力缓速器达60万台，深受用户欢迎。

福伊特液力缓速器的特点和功效1.安装使用福伊特液力缓速器能提高运营效率，降低成本，确保行驶更加安全汽车的安全性一直以来都很重要，特别是在汽车运输业蓬勃发展的今天，要求车辆有更高的运营效率，因此车载质量增加，车速提高，车辆行驶的动能成指数曲线增加，车速从40 km/h提高到80 km/h，车辆动能增加4倍。

行车制动器的制动能力由于受多种因素的限制不能同步提高，下长坡长时间持续制动和高速制动时，制动器遭受巨大动能转变成热能的强负荷，制动衬片和制动鼓的温度可高达1 000 ℃。

在这样高的温度下，不仅制动能力下降，而且制动鼓极易龟裂，制动衬片严重磨损或烧损。

致使制动器寿命降低，早期损坏，增加维修成本，甚至威胁行车安全。

先进的盘式制动器质量轻，性能好，维修费用低，但由于摩擦面积小，遭受制动时巨大动能产生的热负荷使其表面的温度比鼓式制动器还要高，磨损严重，同样不能满足坡路持续制动和高速强力制动的要求；而液力缓速器吸收制动能量最高能够达到90%,可以保持车辆以高的平均车速行驶，有效的辅助行车制动器，从而提高车辆的运营效率，降低维修成本，使行驶更安全。

实践证明，液力缓速器具有令人满意的效果，因此成为高等级商用车辆的首选。

2.福伊特液力缓速器的特点⑴铝合金壳体，结构紧凑，质量轻，单位质量缓速力矩可达50 Nm/kg。

⑵缓速力矩范围宽，可在2 000～4 000 Nm范围内选择，R120-3型最大缓速力矩可达2000 Nm，R133-2型可达4 000 Nm。

⑶液力缓速器与发动机缓速联合工作，可以获得最佳的缓速组合。

⑷由于液力缓速器自身有自己的供油系统，可以在最短的时间内使大量的车辆动能转变为热能，通过发动机的冷却系统散掉，不仅没有过热问题，而且还可以在车辆下长坡过程中保持发动机的热状态，既节省燃料又保护发动机。

⑸液力缓速器利用发动机的冷却系统散热。

工作时，发动机处于怠速工况，温度一般不会超过140 ℃，缓速力矩不会随温度升高而下降，保持稳定的缓速能力，是真正的持续制动装置，无论是下长坡、在盘山公路上、在城市走走停停的行驶中，缓速产生的热量都能通过自身的热交换器和发动机冷却系统散掉，不会对周围的部件产生热影响，因此安装液力缓速器时不需要任何隔热措施，也不会增加发动机的热负荷。

⑹液力缓速器在换挡的瞬间，仍保持缓速作用，缓速作用是连续的，这又提高了行驶的安全性。

⑺在ABS将要起作用时，缓速器会自动退出运行。

⑻因为安装了缓速器，会保证行车制动经常处于有效状态，行车更放心，可以以较高的平均速度行驶，更加安全、高效。

⑼理论上，液力缓速器能吸收90%的车辆制动时的动能，通常可以延长制动衬片的寿命6～8倍或更长。

福伊特液力缓速器的产品系列目前福伊特液力缓速器的产品根据安装方式分2大类:一类是串联安装在驱动线中3.主要产品有R120-3型和R133-2型；另一类是并联安装在驱动线中，缓速器与变速器组装或一体，通过中间齿轮实现动力连接，主要产品有Go/R115E，R115与沃尔沃变速器配套的VR3250，与戴姆勒—克莱斯勒变速器配套的R115H，与Eaton变速器配套的115H。

福伊特R120-3型缓速器是一种适用于中型客车和货车的理想的缓速器，比如轿车运载车、单厢货车、饮料运输车、大件货物运输车、中型客车等。

福伊特R133-2型缓速器是适用于旅游客车、重型货车及其他特种车辆的功率最大的缓速器，其主要特点是质量轻，缓速力矩大。

R115H型缓速器是一种高转速比的缓速器，随不同的齿轮速比其转速最高时比传动轴的转速高一倍。

R115型缓速器体积极紧凑，而且其缓速力矩在低转速时也相当高(比如在传动轴的转速为500 r/min时，缓速力距为2 000 Nm)。

如同所有其他福伊特缓速器一样，它拥有与变速器独立的供油系统。

R115H型缓速器与变速器的组合将不会影响到紧急转向助力泵、转速表齿轮和传动轴的装配，也不需作任何的改动。

表1福伊特系列产品主要技术参数技术数据R 120-3/R 120S R133-2R115H作用于传动轴上的最大缓速力2 000 4 0003 200矩/Nm缓速器最大转速/(r/min) 3 000/4 800 2 800 5 000缓速挡位数(包括恒速级)555设备质量(包括法兰、热交换658563器，不包括机油)/kg单位质量缓速力矩(比值: 缓速力矩/机器质量)包括机油304750 /(Nm/kg)福伊特液力缓速器的工作原理和结构1.能量原理液力缓速器基于能量转换原理，与其他的制动方式一样，都是将车辆的动能转变为热能，然后散到大气中。

车辆下坡时具有的动能为W动能，则W动能= mgL(G-f)或1/2 mV2,mgH其中: m—车辆质量，kgg—重力加速度，m/s2V—平均车速，km/hH—坡道高度，mG—坡度，%f—滚动阻力系数L—行驶距离，m制动器或缓速器单独工作时，就是要将车辆的动能转换成热能散掉，保持制动或缓速的能力。

图6为行车制动器、电磁缓速器、液力缓速器的不同散热过程。

对于液力缓速器来说，只要冷却系统有足够的散热能力，其缓速能力则是无限的，液力缓速器通过发动机冷却系统散热（图7）。

由于液力缓速器和发动机不同时工作，因此，在正常情况下，不会增加发动机的热负荷。

下长坡后可以立即停车、驻车。

显然液力缓速器的散热更为有效，因而成为缓速能力最稳定的缓速器。

2.福伊特液力缓速器的结构原理以并联安装的Go/R115E缓速器为例来说明液力缓速器的基本结构和工作过程。

115E型液力缓速器，由转子、定子、输入轴、齿轮副、热交换器、油槽(独立供应系统)等组成，见图8。

缓速器经螺栓与变速器联接成一个整体，传动轴转动时驱动齿轮副使输入轴转动，输入轴通过花键与转子连接。

当要进行缓速时，控制系统将油槽中的介质(机油)泵入定子和转子之间的工作腔，油对转子产生阻力，使传动轴转速慢下来，随着传动轴转速下降，车速也慢下来，产生缓速作用；当解除缓速作用时，控制系统将油释放至油槽，在结构上保证工作腔无油时也不会有阻尼，保证缓速器不会在车辆行驶时产生阻力多消耗燃料。

由于工作液在运动中使进出口形成压力差，促使介质循环，流经热交换器时，车辆动能转变成的热量被来自发动机冷却系统的冷却水带走而散掉。

缓速力矩的大小取决于工作腔内介质(机油)的压力和数量，以及传动轴的转速。

油槽中的介质由比例阀控制的压缩空气压入工作腔，压缩空气的压力不同供入工作腔的介质量也不同，从而产生缓速力矩也不同，图9为介质充满系数f变化时缓速力矩变化的曲线图。

f=1时，产生最大缓速力矩，n为传动轴转速，nN为缓速器的额定转速，M对应传动轴转速下的缓速力矩，MN为缓速器相应额定缓速力矩；f=0时为空挡，工作腔中无介质，无缓速力矩；f=0.25，0.50，0.75,1，将缓速强度由小到大分为4级，当压缩空气压力恒定时，将产生恒定的缓速力矩，实现车辆在坡路上的恒速行驶（图中用点划线表示）。

福伊特液力缓速器的特性1.液力缓速器的特性4种常用的液力缓速器的特性曲线见图10。

缓速力矩随传动轴转速变化，也随进油压力和进油量而变化。

图10是当f=1.0时缓速力矩随传动轴变化的特性曲线。

这些液力缓速器在800～2 500 r/min传动轴转速时都有很高的缓速力矩。

车辆的制动系统应设计为行车制动器、缓速器、发动机缓速联合工作的系统，并使经常性制动的绝大部分能量由缓速器吸收，制动减速度变化在0.3g以下时，车辆动能的90%由缓速器吸收，仅有少量的能量由行车制动吸收。

操纵机构设计还要保证在紧急情况下行车制动器和缓速器同时工作。

2.液力缓速器与发动机缓速的联合工作液力缓速器与发动机缓速联合工作，可以得到最佳的缓速组合（图11）。

发动机缓速低速时有良好的减速能力，转速上升时，液力缓速器缓速能力强，二者联合工作能够产生最佳效果。

3.液力缓速器的性能要求福伊特液力缓速器的性能符合ECE-R13法规II类车辆(>12 t的载货车)和IIa类车辆(>5 t和超过8座的长途客车)的检测要求。

根据能量转换原理，以规定的方法(路试或台试)在不超过规定的时间(12 min)内，吸收并散掉在规定距离(6 km)、规定坡度(IIa类车辆7%)以30 km/h 的车速下坡车辆所具有的等效能量Waiss，表2为规定的数值，公式1用于II类车辆，公式2用IIa类车辆。

表2ECE-R13车速/（km/h）路坡度/%行驶距离/km 滚动阻力系数/%II30661IIa30761WdissII=mg6000(0.06-0.01) (1)WdissIIa=mg6000(0.07-0.01) (2)其中m—车辆总质量(满载时)其中g—重力加速度该项标准制定于20世纪60年代，是根据当时的情况制订的。

经过几十年的发展，车辆总质量不断增加，车速提高，这项规定已不能满足目前行车安全的要求。

目前这项标准的修订正在进行中。

福伊特(Voith)液力缓速器的安装与操作1.安装由于液力缓速器通过发动机的冷却系统散热，因此无论液力缓速器是并联还是串联安装，均需要安装与发动机冷却系统相通的冷却水管。

液力缓速器仅控制系统消耗电能，电能消耗微小，线路连接简单，与CAN总线兼容。

⑴并联型液力缓速器的安装这种类型的液力缓速器已与变速器组装成一体，安装时相当于安装变速器，把变速器安装到发动机上，缓速器也一同安装上去了。

这种安装方式不需改变传动轴的尺寸。

⑵串联型液力缓速器的安①与变速器贴附安装与变速器贴附安装是通过一个安装架贴附在变速器的输出端，见图4左上图，缓速器一端通过花键毂与变速器第二轴连接，另一端通过连接法兰与传动轴连接。

液力缓速器、变速器和传动轴在同一轴线上，缓速器占有一段轴向尺寸，因此需要改变传动轴的长度。

液力缓速器质量轻，一般不需加中间支撑。

②独立安装缓速器不紧贴变速器安装，二者经中间轴连接，图4左下图，但缓速器、变速器、传动轴三者仍在同一轴线上，缓速器仍旧占有轴向尺寸，因此，也需要改变传动轴的长度，还需要增加中间支撑。