徐 松，李自生，敖 軍，岑云松，田 濟

(1.慶鈴汽車(集團)有限公司， 重慶 400052；2.中國石油運輸有限公司， 烏魯木齊 830014)

我國西部地區(qū)，坡多、坡急、坡長，重型載貨車的載荷大，慣性大，因重力分力大于行駛阻力，將導致加速下坡[1]。長時間下坡連續(xù)地頻繁地制動，導致制動器溫度升高，產(chǎn)生熱衰減現(xiàn)象。一旦制動失靈，車輛失控，后果不堪設(shè)想。尤其是在山區(qū)行駛的?；愤\輸車，更是面臨嚴峻的安全挑戰(zhàn)。山區(qū)用戶在使用中，傳統(tǒng)的解決辦法是給車輛加裝淋水器，給制動器淋水降溫，但帶來了制動壽命短、地面濕滑、結(jié)冰等安全隱患，也因加水、質(zhì)量增加而導致使用成本增加。因此，為保證此類車輛具有良好的制動性能，除行車制動器外，還應(yīng)配備輔助制動器，將行車制動器的負荷進行分流，使溫度控制在安全范圍內(nèi)[2]。

慶鈴汽車(集團)有限公司與中石油運輸公司采用新技術(shù)，尋求系統(tǒng)解決方案，開發(fā)了慶鈴VC61帶液力緩速器重型危化品牽引車，整車與液力緩速器進行了全方位的匹配設(shè)計，并在西部地區(qū)開展了大量應(yīng)用性研究，取得了很好的效果，為危化品牽引車在西部地區(qū)使用提供了更系統(tǒng)、更安全的解決方案。

1 車輛加裝淋水裝置的隱患

1) 重型車輛增加淋水裝置，冬季使用后使路面濕滑、結(jié)冰，易導致車輛發(fā)生安全事故，見圖1。

圖1 冬季淋水設(shè)備易導致安全事故

2) 使用淋水器淋水時，部分水進入制動室內(nèi)，水使制動蹄片與制動鼓間摩擦系數(shù)減小，產(chǎn)生潤滑作用，造成制動效果降低的水衰退的現(xiàn)象。

3) 缺水導致重型車輛制動器、輪胎溫度升高而失火，見圖2。

圖2 缺水易導致輪胎升溫而失火

4) 增加淋水裝置后，平均萬km加水160次，平均每次15元，即用戶每萬km會多付出2 400元成本。且加水后，增加車輛自身質(zhì)量，增加油耗，也會增加使用成本。

2 開發(fā)設(shè)計方案

慶鈴VC61帶液力緩速器重型?；窢恳嚢凑罩袊鞑康貐^(qū)道路、氣候及環(huán)境進行全新的開發(fā)，其中液力緩速器與整車進行了聯(lián)合一起化開發(fā)設(shè)計，保證了配置液力緩速器輔助制動的可靠性。本文將主要從發(fā)動機熱管理系統(tǒng)設(shè)計、整車電控系統(tǒng)設(shè)計及整車制動系統(tǒng)匹配3個方面進行闡述。

2.1 發(fā)動機熱管理系統(tǒng)設(shè)計

液力緩速器在工作過程中，油溫會不斷升高，如果冷卻系統(tǒng)不能達到很好的散熱效果，產(chǎn)生的熱量不能被及時釋放，就可能導致工作油變質(zhì)、部分機件損壞、密封件失效漏油等，這些都會導致緩速器制動性能下降和行車制動器可靠性降低[3]。慶鈴VC61重型危化品牽引車按中石油運輸公司在高溫、高海拔山區(qū)的使用要求，通過對選用的液力緩速器進行冷卻-制動特性的散熱分析，對發(fā)動機熱管理系統(tǒng)進行重新設(shè)計、計算、驗證。液力緩速器冷卻-制動性能曲線見圖3。

圖3 液力緩速器冷卻-制動性能曲線

經(jīng)過校核計算采取以下措施：

1) 散熱器加厚了19 mm，散熱效率提升了20%，冷卻液容量提升了60%，提高了發(fā)動機抵御高溫的散熱能力。

2) 加大水泵揚程，提升泵水能力，增強發(fā)動機水循環(huán)能力，提升散熱效果。

3) 采用單節(jié)溫器精確的控制，使緩速器的高溫冷卻液能夠及時進入到發(fā)動機的大小循環(huán)系統(tǒng)中進行散熱，確保發(fā)動機工作溫度始終控制在最佳范圍內(nèi)。

匹配的緩速器發(fā)動機水循環(huán)系統(tǒng)示意圖見圖4。

圖4 匹配緩速器發(fā)動機水循環(huán)系統(tǒng)示意圖

2.2 整車電控系統(tǒng)設(shè)計

根據(jù)液力緩速器控制原理，需對整車ECU控制策略進行重新標定、設(shè)計，滿足液力緩速器有效信息共享、集中控制。

2.2.1 緩速器電器控制

液力緩速器電控原理見圖5。

圖5 液力緩速器電控原理

2.2.2 與整車CAN線結(jié)合

與車輛CAN信息形成交互，及時獲取發(fā)動機溫度進行緩速器的扭矩控制，保護發(fā)動機。

2.2.3 與車輛聯(lián)合控制

收集車速、油門、離合器、ABS、水溫、油溫、燈光等信號，與整車一起達到最優(yōu)控制。

2.3 整車制動系統(tǒng)匹配設(shè)計

綜合運用多種制動系統(tǒng)，保證各系統(tǒng)精確互鎖、聯(lián)動，滿足整車各種制動工況時(輕微制動、緊急制動、常規(guī)制動、恒速制動[4])安全可靠。

2.3.1 與排氣制動聯(lián)動

在開啟緩速器功能的同時，自動打開排氣制動，配合16 L大馬力發(fā)動機的強勁排氣制動能力，增加車輛輔助制動能力，更能提高整車的安全性(緩速器最大制動力矩3 500 N·m，排氣制動配合緩速器制動功率可達380 kW)。

2.3.2 與行車制動燈聯(lián)動

緩速器開啟，車輛制動燈點亮，提高車輛行駛安全性。

2.3.3 與油門控制聯(lián)動

開啟緩速器后，當踩下油門踏板時，緩速器功能自動中斷，再次松開油門踏板時，緩速器介入工作。

2.3.4 與ABS聯(lián)動互鎖

開啟緩速器后，ABS工作時，緩速器會立即退出工作，防止特殊工況下出現(xiàn)車輛側(cè)滑等危險。

3 應(yīng)用驗證

3.1 車輛基本參數(shù)

車輛基本參數(shù)見表1，實車見圖6。

表1 車輛基本參數(shù)

圖6 慶鈴VC61?；窢恳?/p>

3.2 試驗實測樣本數(shù)據(jù)

實測樣本曲線之一見圖7。樣本為15 km，平均3%～5%坡度。

圖7 實測樣本曲線之一

3.3 試驗數(shù)據(jù)匯總及分析

試驗數(shù)據(jù)見表2，長度為15 km。

表2 試驗數(shù)據(jù)

1) 在連續(xù)15 km，平均坡度3%～5%的道路上測試，全程未踩剎車踏板，非緊急制動使用液力緩速器相應(yīng)擋位減速。

2) 測試全程車橋輪轂保持在45 ℃左右的正常溫度，不需要對剎車噴水降溫。

3) 液力緩速器油溫73～122 ℃，發(fā)動機水循環(huán)水溫73～85 ℃，均在液力緩速器正常工作溫度范圍內(nèi)，散熱系統(tǒng)完全能保證液力緩速器可靠運行。

緩速器工作正常，整車滿足在西部地區(qū)山區(qū)以≤70 km/h速度下長坡要求。

4 評價分析

4.1 帶緩速器車輛與加噴水車輛對比分析

帶緩速器車輛與加噴水車輛對比情況見表3。

表3 對比分析

由表3可見：慶鈴VC61帶液力緩速器輔助制動系統(tǒng)在西部山區(qū)完全可以替代剎車噴水裝置，在制動性能、可靠性能、安全性能上比噴水裝置具有壓倒性優(yōu)勢。

4.2 全壽命經(jīng)濟分析

全壽命經(jīng)濟分析結(jié)果見表4。由表4可見：液力緩速器初次采購成本會有所增加，但使用成本大大降低，從車輛全壽命看，山區(qū)路段節(jié)省費用約29萬元，普通路段節(jié)省約6.5萬元。

表4 全壽命經(jīng)濟分析

續(xù)表(表4)

5 結(jié)束語

?；愤\輸企業(yè)使用慶鈴VC61帶液力緩速器危險品牽引車，在西部山區(qū)的實踐證明：設(shè)計可靠，長下坡可以有效控制制動，節(jié)約了淋水裝置的使用成本，在提高行車安全性的同時，還給用戶帶來了更多的收益。