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将动能转化成热能 液力缓速器其背后的原理你知道吗?

2021-03-11 04:00:00 张夼源

【卡车之家 原创】液力缓速器,想必各位卡友对这个零部件已经完全不陌生了,随着液力缓速器技术的逐步应用,已经广泛的运用于国内主流商用车产品之上,同时越来越多的卡友开始认同和使用液力缓速器,尤其是经常往返于山区、长下坡路况的卡友,用过液力缓速器后都说:“有了它,谁还用淋水!”

将动能转化成热能 液力缓速器其背后的原理你知道吗?

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那么,液力缓速器的发展历史是什么呢?它的工作原理又是怎么样的呢?别着急,小编接下来就带着各位卡友简单的了解一下液力缓速器,希望对各位卡友有所帮助。

液力缓速器为什么被称之为“神器”?

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液力缓速器,卡车圈儿俗称“液缓”,是加装在变速箱后部的一个硬件装备(就是车辆变速箱后部或位于大梁上加装的一坨“零件”)。液力缓速器同时也被称之为卡车安全驾驶之“神器”。而这个“神器”最大的优势是在长下坡过程中使用液缓可以有效调节车速,同时也可以大幅减少刹车装置的使用,大大提升行车安全性。

●  第一款液缓诞生于德国福伊特集团

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说到液力缓速器,首先不得不提及的问题就是,世界上第一款液力缓速器是怎么诞生的?在1961年,为了解决内燃机火车的长下坡问题,德国福伊特集团发明了世界上第一台液力缓速器。到了70年代,福伊特成功将液力缓速器移植到重卡上,成为奔驰、曼恩、沃尔沃等欧洲众多重卡的标准安全配置之一。

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随着国内重卡市场对于液力缓速器的需求不断增加,除了福伊特之外,还有采埃孚(ZF)、法士特、宁波华盛、深圳特尔佳、贵州雷姆斯、苍泰等诸多优秀的缓速器品牌和产品供各位卡友选择。

液力缓速器都有哪些类型?

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其实早在液力缓速器出现的25年前,市面上就已诞生了通过电涡流来提供制动力的缓速器。电涡流缓速器结构比较简单,价格也较低,性能优势则主要体现在极快的响应上。然而电涡流缓速器的缺点也同样明显:体积大、重量大、工作时需要消耗较多电力、工作温度高、热衰退很严重。

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电涡流缓速器曾经的市场占比远超液力缓速器,但是随着技术不断进步,两者之间的价格差距越来越低。液力缓速器能以较小的质量提供大的制动力矩,而且持续制动能力强大,维护简单成本低,目前的电涡流缓速器更多的是应用在客车市场,对于重卡而言,液力缓速器比电涡流缓速器更具优势。

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接下来,我们再普及一下,液力缓速器都有着那些类型?

根据介质不同,可分为油介质液力缓速器和水介质液力缓速器,根据安装方式的不同,可分为串联式液力缓速器、并联式液力缓速器和独立式缓速器。

●  根据介质不同可分为油介质液缓和水介质液缓

目前来说,根据介质的不同可以将液力缓速器分为油介质液力缓速器和水介质液力缓速器。目前广泛应用的是以油为介质的液力缓速器。

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水介质液力缓速器目前还在处于研发阶段,但是诸如水介质的润滑性不如油介质、水介质高温易蒸发等许多难点还需攻克。虽然市面上有相应的产品,但是因为目前价格过高和诸多因素使之并没有广泛的应用。所以,我们在此只讨论以油为介质的液力缓速器产品。

●  串联式缓速器、并联式缓速器和独立式缓速器是什么

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液力缓速器之所以要推出串联和并联两种主要是要兼顾到卡车及客车、轻中卡、专用车等多个领域,一般而言卡车前置发动机和变速箱,空间较为宽松,可以较为轻松的布置下串联缓速器。然而客车、轻中卡以及部分专用车等产品受布局空间因素制约,需要尺寸更为小巧的并联缓速器。

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串联液力缓速器:外围尺寸大,适合于车身空间较为宽松的车辆使用,由于安装位置处于变速箱后端,直接作用于传动轴,所以遇到加装及改装情况时变速箱改动较小,串联液力缓速器能够提供的制动力矩大。

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并联液力缓速器:外围尺寸小,适合于车身空间较为紧张的车辆使用,以客车、中轻卡和专用车辆为主。并联液力缓速器虽然小巧,但是也相应的牺牲了一些性能,较串联液力缓速器而言,可提供的最大制动力矩较小。改装时需要对变速箱进行改造。值得一提的是,串联式缓速器无法加装后取力器,所以一些工程专用车辆更适配并联式液力缓速器。

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独立式缓速器:独立式液力缓速器,安装于大梁中间,与变速箱和驱动桥都不直接相连,对于载货车来说布置安装自由度更高,无论是那种变速箱,只要有传动轴就能安装。

液力缓速器工作原理简析

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不论是串联缓速器、并联缓速器、独立式缓速器还是油介质液力缓速器、水介质液力缓速器,他们的工作原理是基本一致的。

简单来说,液力缓速器是将整车的动能转化为热能并由发动机循环冷却液带走,可以提高车辆行驶安全,有效提高车辆运营效率,减少主制动器磨损,延长轮胎寿命。

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详细来说,和刹车系统直接作用于车轮的工作原理不同,液力缓速器是直接作用于传动轴之上的,在缓速器工作腔内有一个带叶片的定子和一个带叶片的转子,转子随着传动轴一起转动。当缓速器工作时,ECU控制比例阀的开度将来自整车起源的气体打入缓速器油池壳,气体将缓速器的油压入工作腔(气压越大,进入工作腔的油越多)。

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转子高速旋转,将油液打在定子上,而定子处于固定状态,而且定子的叶片带有反向沟槽,可以将转子甩出来的液压油反向甩向转子叶片,增大转子的阻力;整个过程就是将车辆行驶的动能转化成了发动机水循环的热能,并且通过发动机的散热系统散发到大气当中,从而实现车辆的恒速、缓速作用。

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因为缓速器的工作原理是将车辆的动能转换成发动机水路的热能,使用恒速挡时,一般需要将发动机转速保持在 1500rpm 以上,发动机转速越高,水循环越快,就不容易高温,能够使缓速器发挥更大的作用。

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根据资料,液力缓速器完全能够满足车辆的辅助制动需求,更可承担车辆行驶途中80%的整车制动任务,在长下坡路段,可以避免主制动因过热导致刹车失灵进而引起的交通事故,能够大幅度的提升车辆行驶安全性。

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此外液力缓速器对于跑山区之外的卡友们来说,在平时等绿灯、进收费站、堵车等需要车辆减速的情况下同样也是适用的,可以减少踩刹车的频率,增加刹车片的实用寿命。但是,缓速器仅是辅助制动装置,紧急制动和停车仍需要踩刹车。

●  编后语

看完了这篇文章,详细各位卡友对液力缓速器都有了一个初步的认识,由于篇幅有限,更多深层次的技术内容在这里就不再进行赘述。各位卡友还想了解哪些关于液力缓速器的知识呢?欢迎在下方留言讨论。(文/张夼源 图/卡车之家)

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