汽车缓速器功能原理全介绍

缓速器是大型车辆（卡车、客车）的辅助制动装置，使质量较大的车辆平稳减速而不消耗制动系统，它通过控制电路给定子总成的励磁线圈通电，产生磁场，转子总成随车辆传动部分高速旋转，切割磁力线，产生反向力矩，使车辆减速。

对于经常在山区或丘陵地带行驶的汽车，为了使下长坡时长时间而持续地减低或保持稳定车速并减轻或解除行车制动器的负荷，通常需要加装缓速器等辅助制动装置。

通常，总质量在5t以上的客车和12t以上的货车上需要装备这种辅助制动的减速装置。

根据其工作原理的不同，汽车缓速器可分为发动机缓速装置、液力缓速器、电涡轮缓速器、电机缓速装置和空气动力缓速装置等典型结构形式。

根据制动转矩作用形式的不同，汽车缓速器可分为一级缓速器（作用在变速箱前端的缓速器）和二级缓速器（作用在变速箱后端的缓速器）。

发动机缓速装置
发动机排气制动
发动机排气制动的工作原理是，在排气总管与消声器间装设一个排气节流阀，通过排气节流使发动机在排气行程中变成由汽车驱动的空气压缩机。

由于排气背压的提高，可增加排气行程中所作的负功。

当处于排气背压和汽缸压力作用下的排气阀两侧作用力之差值超过
排气阀弹簧压力时，排气阀将不受凸轮轴的控制而产生浮动（开启），被压缩的空气在气阀重叠时间内从进气阀溢出，从而减少其在进气行
程中膨胀所做的功，其工作原理如图1所示。

排气节流阀多为蝶阀，可采用机械式、气压、电控气压操纵，以电磁气压操纵最为常见。

关闭该阀时应切断发动机供油。

为了使车轮制动器的磨损减至最小，排气制动操纵有与制动踏板和加速踏板联动的趋势。

在踏下制动踏板或松开加速踏板时，排气制动即自动起作用。

排气制动的效能与发动机产生的制动压力（取决于排气阀开启前的排气总管压力、气阀重叠度和排气系统泄漏量等）、排量和转速成正比。

通常排气制动功率约为发动机标定功率的70%~100%，比纯发动机制动提高50%~100%，大体上相当于后一种情况降低一个档位（变速器）的效果，汽车减速度约为0.3~0.7m/ （挂高档时取下限，挂低档时取上限）。

下坡时使用排气制动不但可保证行车安全，还可提高平均速度，降低车轮制动器和轮胎的磨损，并有利于保持发动机的正常工作温度并提高它的工作寿命。

发动机排气制动结构简单，质量小，价格低廉，使用方便，因此在中重型柴油车上得到广泛应用，且有扩大到轻型柴油车上的趋势。

对于汽油车来说，由于发动机压缩比小，制动效能差，结构复杂，易发生阀门卡死等问题，故应用不多。

发动机压缩制动
发动机压缩制动是使柴油机在压缩行程中作为吸收功率的空气压缩机，又称为Jacobs发动机制动，其工作原理如图2所示。

采用这种制动方式的柴油机在压缩行程接近上止点时，控制装置打开排气阀，使被压缩的空气经排气总管排出，压缩能量不再回输给发动机。

需要使用制动时接通电磁阀，机油泵即将油底壳的机油吸进控制阀，经油道进入随动活塞和主动活塞上方，使活塞下行而顶在喷油器推杆上。

当凸轮轴上控制喷油的第三凸轮通过推杆迫使活塞上行时，单向阀关闭，油道中的压力升高，推动活塞下行而打开排气阀。

发动机压缩制动的效能与发动机排量和进气量有关。

通常非增压柴油机的制动功率为标定功率的75%，而增压柴油机则可增加到90%。

它不仅适用于在山区或丘陵地区使用的汽车，从提高摩擦片寿命的观点考虑，也适用于在平原地区使用的城市客车。

液力缓速器
液力缓速器是通过液力装置降低车辆行驶速度，一般由缓速器本体、操纵装置、电子控制单元等部件组成，缓速器本体结构中，转子和定子共同组成工作腔，当液力缓速器工作时，电子控制系统控制比例阀向工作液施加气压使油液充入工作腔，其结构如图3所示。

液力缓速器的工作原理如图4所示。

其定子与缓速器壳体为一体，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（根据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化为热能，使工作液温度升高。

工作也被引入热交换循环流动，将热传给冷却水，再通过发动机冷却系统散出。

在采用液力传动的汽车中，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。

液力缓速器的优点是：缓速效能比发动机缓速装置高，能以比较高速度下坡行驶；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撤，且在长下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。

电涡流缓速器
电涡流缓速器是利用旋转金属盘在磁场作用下所产生的电涡流而获得缓速的装置，如图5所示。

电涡流缓速器的前转子和后转子通过过渡盘与主减速器输入凸
缘连接，定子壳体通过支架固定在主减速器壳上，定子上装有励磁线圈。

工作时由汽车蓄电池通入电流而产生磁场，在转子中引起电涡流，涡流磁场对转子产生制动转矩，其值与励磁电流的大小（由选择器控制）和转子转速有关。

在转子夹层中铸出冷却风道，使电涡流产生的热通过强制对流散出。

对商用车而言，随着汽车发动机功率的增高、发动机转速的降低、车速的加快和车载质量的提高，汽车行驶的安全问题变得异常严峻。

汽车的主制动方式仍然为摩擦制动，尽管制动蹄块和轮毂的摩擦性能的改善对一次性刹车距离的缩短有所进步，但对长时间或距离下坡和频繁制动的情况，其制动耐久性并无明显改观。

许多先进的电子技术如制动防抱系统ABS、电子制动系统EBS 以及拖动控制系统ASR 的采用在摩擦制动系统的有效能力范围内使其可靠性大大提高，但对制动器的温度过高和制动器的磨损却无帮助。

电涡流缓速器是一种新型非接触式减速装置，制动效能高，除可稳定车速外，还可以降低车轮制动器温度、提高摩擦片寿命，提高汽车行驶的安全性、平顺性，较之传统制动有许多优点，极大地改善了
汽车的制动性能；缺点是尺寸庞大、机体沉重、消耗电能且受周围环境温度影响较大，目前只适用于大型商用车辆。