泄气制动器匹配青岛汽车厂方案.doc

泄气制动器匹配青岛汽车厂发动机设计方案青岛智远汽车部件有限公司2008-12-16一、 发动机制动技术的发展缓速器是车辆（特别是重型载重汽车和大型客车）的一种辅助制动装置，可以用来降低车辆行驶速度或使其稳定在一定的速度范围内，但不能使车辆停止。使用辅助制动装置可显著增强车辆的制动性能，不需使用或少使用主制动器（传统的摩擦制动器）就能将车辆控制在一定的安全速度范围内，预防车辆制动失灵，确保行车安全，特别是增强重载车辆下长坡时的安全性。现在车辆尤其是重型车的车载越来越大，发动机功率也在不断增加，车速也越来越高，所以对整车的制动性能要求也越来越高，越来越迫切需要一种新的车辆辅助制动装置来保证车辆有足够的制动能力。在目前使用的汽车辅助制动装置中，排气制动阀因其结构简单，性能可靠，容易操作，安装方便，他作为一种辅助制动装置得到了广泛的应用。目前几乎所有使用辅助制动的车辆都安装有排气制动阀。但由于排气制动阀的制动功率较小，不能满足大部分情况下的制动需求，因此需要有一种新的汽车辅助制动装置，在此背景下，发动机制动器应运而生。根据产生力矩的大小，发动机制动器可分为两大类：其一为发动机泄气制动器，属于中级制动性能的发动机制动器，潍柴的EVB也属于此范畴，其二为压缩释放式的发动机制动器，属于高级制动性能的发动机制动器，其典型代表为皆可博的JAKEBRAKE。二、 几种常用制动组合的制动性能比较虽然各种类型的辅助制动器制动性能不同，但在实际使用中一般推荐两种或两种以上不同性能的制动器联合使用，以增加辅助制动的安全性。根据试验，几种常用的辅助制动性能联合使用时所产生的制动力矩分别为：1、一般排气制动阀在额定转速下的制动效果可达发动机额定功率的25-40%；2、恒压排气制动阀在额定转速下的制动效果可达发动机额定功率的45%左右；3、恒压式排气制动阀+泄气制动器在额定转速下的制动效果可达发动机额定功率的50-75%；4、压缩释放式发动机制动器在额定转速下的制动效果可达发动机额定功率的75-90%；5、一般（恒压）排气制动阀+压缩释放式发动机制动器在额定转速下的制动效果可达发动机额定功率的90-100%。发动机制动器的选择一般根据发动机的排量。根据国内的路况特点及实际使用情况，10升或10升以上的发动机推荐优先选择使用压缩释放式的发动机制动器组合；5-10升的发动机推荐优先选择使用泄气制动器组合；5升以下的发动机推荐优先选择使用排气制动阀。依据青岛汽车厂的实际情况，推荐使用恒压式排气制动阀+泄气制动器的辅助制动组合。三、 泄气制动器的作用及工作原理泄气制动器的主要作用是在车辆需要减速时增加由柴油机产生的制动力矩，使车辆持续的减低或稳定车辆速度，有效提高车辆的控制性能，可以保证车辆在山区下坡路上的行驶安全性、降低了刹车系统的使用频次，减轻制动系统的磨损程度，使整车运营成本降低，提高了使用经济性，司机不用或可减少在下坡路上浇水冷却轮胎，刹车次数大幅减少，减轻了驾驶劳动强度，增加了驾乘舒适性。传统的排气制动装置是在发动机排气管路中安装一碟阀和转动机构，通过关闭该碟阀增大排气行程阻力，利用发动机的排气作为辅助制动源，阻止发动机运转而产生制动作用，以达到控制车速的目的。泄气制动器是建立在传统的排气辅助制动装置之上，当蝶阀关闭时，柴油机在汽车重力的拖动下类似于压缩机工作，而泄气制动器通过控制排气门的行程，实排气门在发动机制动过程中保持打开一个间隙来提高发动机的制动功率，进一步将汽车的前进动能转化为制动功率，提高整车的制动功率，保证行车安全性。当制动状态下的发动机处于排气冲程时，排气门被打开，泄气制动器的执行活塞在液压油的作用下也跟着下移，并且液压腔中充满了不可压缩的润滑油，当排气冲程结束，排气门有关闭的趋势，但此时进油单向阀关闭，阻止排气门关闭，保持排气门继续打开，从而泄露掉燃烧室内的压缩混合气体，使极少的能量返回发动机活塞，并依靠排气制动装置产生的背压来增加进排气功耗，以增加制动功率。四、 泄气制动器与排气蝶阀制动组合与发动机相配时所需发动机的相关参数泄气制动器与排气蝶阀制动组合的设计是要根据发动机参数进行专业设计的，发动机的参数不一致可能会影响制动效果，为了保证制动组合达到最优制动状态，建议客户填写下表。项目参数值备注单缸排量（L）、行程/缸数柴油机冲程数/额定转速（rpm）停止供油单缸排气冲程，活塞在下止点附近最高缸内压力/温度（bar/）最高允许排气背压（指增压器限制等）活塞在上至点时单汽缸至增压废气涡轮出口之间的容积(L)涡轮增压器废气侧最高排气温度()排气门正面承压面积（燃烧室一侧）排气门背面承压面积排气门升程（m）排气门弹簧刚度（N/m）压缩比/发动机缸罩内温度泄气制动器与蝶阀的安装位置及安装部位的联系尺寸建议蝶阀安装在增压器废气排气侧，这样制动效果最理想。另外要保证发动机已预留出向泄气制动器供油的油路通道，如果发动机内部没有油路空间，也可以采用外部供油，但要预留出油管接头。五、 泄气制动器与排气蝶阀组合匹配方案：1、 排气蝶阀的匹配方案：拟开发的专门配套用恒压排气制动阀针对发动机在转速1000rpm-2600rpm，能起到较好的辅助制动效果。另外，泄气制动器对排气制动阀的背压要求稳定，压差小。其他性能参数：工作寿命：不低于100万次，工作环境温度：-50200，蝶阀工作温度：不高于700，气缸最大工作压力：不大于0.98MPa。2、 泄气制动器匹配方案：在排气蝶阀能满足泄气制动器工作要求的前提下，安装泄气制动器。泄气制动器与排气蝶阀联合作用下的制动功率目标值如下：（以上数据采用9.726L直列六缸发动机做模拟，压缩比为17:1，额定转速2600rpm,发动机参数不同，上述数据也会有所变化）六、 试验标准： 除了对照匹配方案的目标值在发动机试验台架上做制动功率和制动背压测定外，整车也可通过以下几种方式对辅助制动效果加以测定：（1）下坡试验：即在坡度为7%，坡长6Km的坡道上，不采用任何主制动器的情况下，单车额定满载，控制车速在60Km/h，打开辅助制动，车辆能以稳定的60Km/h速度正常行驶到坡底。（2）制动减速度的测定试验：发动机处于额定转速下，选定变速箱档位，使该档位在单车额定满载的情况下，车速控制在50Km/h，采用辅助制动减速，在减速至40Km/h期间，制动减速度不小于0.65mm/s2。（3）道路试验：在单车满载的情况下，车辆变速器分别接入、档，汽车加速到最高速，然后发动机熄火，辅助制动下，不脱档滑行到最低稳定车速，得到车速与时间的变化关系。应符合下表的要求：七、 泄气制动器+排气蝶阀的安装及其他要求 1、 蝶阀安装及其他配套件要求a. 排气制动蝶阀建议安装在发动机蜗轮增压器废气排气口一侧，这样便于迅速建立排气背压；b.排气蝶阀控制缸进气口联接螺纹为NPT1/4，确保进气管路公称通径大于等于5且长度不大于600mm，配套电磁阀公称通径大于等于5且电磁阀开启响应时间不大于15ms；c.车辆提供储气罐等气源压力不得低于0.49MPa；d.排气制动蝶阀及其配套件整体响应时间（即从接到制动信号到蝶阀关闭的时间）不超过0.2s；e.确保排气制动蝶阀配套联接件密封可靠。2、泄气制动器安装的其他要求：a.安装