牽引車匹配液力緩速器散熱能力分析

肖殿東，李曉亮

（陜西法士特齒輪有限責任公司，陜西 西安 710077）

1 引言

隨著車主對行車安全特別是重載常下坡下長坡工況認識的不斷提高和道路法規(guī)GB7258 的實施，液力緩速器作為最有效的行車輔助制動裝置，越來越受到卡車、客車主機廠和終端用戶的青睞，主機廠匹配液力緩速器是大勢所趨。液力緩速器緩速制動時將車輛的動能轉化為液力緩速器工作液的熱能，整車散熱系統(tǒng)通過熱交換器將液力緩速器工作液熱量帶走并散發(fā)，從而可以實現液力緩速器長時間大功率輔助制動。液力緩速器瞬間制動功率可達600kW，持續(xù)制動功率300kW 以上，液力緩速器功能的發(fā)揮很大程度上取決于整車的散熱系統(tǒng)[1][2]。本文主要論述牽引車配置液力緩速器時整車散熱能力匹配。

2 牽引車配置液力緩速器整車散熱能力分析

液力緩速器最常用的功能是恒速功能，即在不使用主制動（剎車）情況下，車輛在下坡過程中定速巡航，緩速器不超溫不報警不退出，整車散熱功率應大于等于緩速器制動功率。牽引車下坡定速巡航，電噴發(fā)動機不噴油不做功，車輛下坡過程中，車輛勢能減少功率應與總制動功率+輪胎滾動阻力功率+風阻功率相平衡[3]。即：

P勢能減少功率=P總制動功率+ P滾動阻力+P風阻

P勢能減少功率= F下滑力v/1000 （kW）

F下滑力=Gi，G 為滿載整車總重（N），i 為坡度，G=mg，即：

P勢能減少功率=mgiv/1000，m 為整車總質量（kg），g 為重力加速度，取g=9.8，其中v 單位為m/s，換算成km/h 則：

P勢能減少功率= 0.278mgiv/1000=0.000278mgiv ≈0.00272miv（kW）

取滾動阻力系數為0.01，則P滾動阻力=0.01Gv=0.01mgv≈0.1mv，其中v 單位為m/s，P滾動阻力單位為W，換算成km/h和kW，則：

P滾動阻力≈0.0000278mv （kW）

CD為風阻系數，取CD為0.9，A 為汽車正面投影面積，取A 約為7m2，則：

P風阻=0.9*7/76140*v3≈0.000083v3（kW），v單位為km/h。

當液力緩速器工作時，根據試驗經驗：

下表為在轉轂試驗臺上測試的部分發(fā)動機摩擦功、排氣制動和缸內制動功率：

表1 轉轂試驗臺上測試的部分發(fā)動機摩擦功、排氣制動和 缸內制動功率對比表

牽引車高速工況較多，滿載總質量49 噸，坡度最大6%，一般平均坡度最大4%-5%，下坡車速一般50-60km/h，使用液力緩速器進行下坡定速巡航時，要求發(fā)動機轉速不小于1500rpm。以滿載49 噸，平均坡度4.5%，下坡車速60km/h，發(fā)動機轉速1500rpm 為例，若液力緩速器持續(xù)下坡巡航不高溫不報警退出，則發(fā)動機1500rpm 時整車散熱應滿足：

3 案例分析

以國內某汽車廠車型甲為例，其匹配WP13 550 發(fā)動機，配置排氣制動，匹配法士特FHB400 緩速器，未匹配缸內制動。1500rpm 時，整車散熱功率實測約222kW。由上表可知，1500rpm 時發(fā)動機摩擦功約70kW，排氣制動功率約110kW。滿足P散熱≥259.4-70-0.2*110=167.4kW。該車型總重49 噸，在元磨高速、雅西高速、夏蓉高速等國內高速60km/h 啟用液力緩速器下坡巡航，均未出現高溫液力緩速器退出情況，液力緩速器效果很好，該款車型銷量持續(xù)增長。

國內某汽車廠車型乙，其匹配WP12 375 發(fā)動機，配置排氣制動，匹配法士特FHB400 緩速器，未匹配缸內制動。1500rpm 時，整車散熱功率實測約180kW。由上表可知，1500rpm 時發(fā)動機摩擦功約56kW，排氣制動功率約79kW。不滿足P散熱≥259.4-56-0.2*79=187.4kW。該車型總重49 噸，在元磨高速、西漢高速等坡度大的路段60km/h 啟用液力緩速器下坡巡航，會出現高溫液力緩速器退出報警情況，液緩效果略差，該款車型銷量一般。

4 結論

液力緩速器功能的發(fā)揮主要取決于整車散熱，針對國內高速現狀，經理論分析提出牽引車匹配液力緩速器時整車散熱經驗公式：

并通過實例驗證該匹配算法的合理性，對主機廠匹配液力緩速器時散熱配置有一定指導意義。