福伊特液力缓速器技术介绍

福伊特液力缓速器技术介绍福伊特液力缓速器技术介绍 福伊特液力缓速器的由来福伊特液力缓速器的由来 福伊特公司自 1870 年开始从事流体动力学研究 1961 年 福伊特第 1 台液力缓速器成功 的用于行驶在美国洛杉矶山脉 重达 1 万 t 以 2 206 kw 柴油机为动力的火车上 在坡度为 3 长达数千米的坡路上穿山 越岭 几乎无磨损的安全运行 赛特拉 SETRA 豪华客车的创始人奥托 凯斯鲍尔得知这一 消息后 立即要求福伊特 Voith 公司为其客车开发缓速器 并于 1968 年开发出用于大 客车的液 力缓速器 从那时开始 福伊特对无磨损缓速技术以及相关领域进行了持之以恒的研究和广泛深入的 试验 不断改进和创新推出新产品 并与世界上众多汽车制造商合作 精益求精 满足用 户需求 至 2009 年 已生产液力缓速器达 60 万台 深受用户欢迎 福伊特液力缓速器的特点和功效福伊特液力缓速器的特点和功效 1 1 安装使用福伊特液力缓速器能提高运营效率 降低成本 确保行驶更加安全安装使用福伊特液力缓速器能提高运营效率 降低成本 确保行驶更加安全 汽车的安全性一直以来都很重要 特别是在汽车运输业蓬勃发展的今天 要求车辆有 更高的运营效率 因此车载质量增加 车速提高 车辆行驶的动能成指数曲线增加 车速从 40 km h 提高到 80 km h 车辆动能增加 4 倍 行车制动器的制动能力由于受多 种因素的限制不能同步提高 下长坡长时间持续制动和高速制动时 制动器遭受巨大 动能转变成热能的强负荷 制动衬片和制动鼓的温度可高达 1 000 在这样高的温 度下 不仅制动能力下降 而且制动鼓极易龟裂 制动衬片严重磨损或烧损 致使制 动器寿命降低 早期损坏 增加维修成本 甚至威胁行车安全 先进的盘式制动器质 量轻 性能好 维修费用低 但由于摩擦面积小 遭受制动时巨大动能产生的热负荷 使其表面的温度比鼓式制动器还要高 磨损严重 同样不能满足坡路持续制动和高速 强力制动的要求 而液力缓速器吸收制动能量最高能够达到 90 可以保持车辆以高的 平均车速行驶 有效的辅助行车制动器 从而提高车辆的运营效率 降低维修成本 使行驶更安全 实践证明 液力缓速器具有令人满意的效果 因此成为高等级商用车 辆的首选 2 福伊特液力缓速器的特点福伊特液力缓速器的特点 铝合金壳体 结构紧凑 质量轻 单位质量缓速力矩可达 50 Nm kg 缓速力矩范围宽 可在 2 000 4 000 Nm 范围内选择 R120 3 型最大缓速力矩可达 2 000 Nm R133 2 型可达 4 000 Nm 液力缓速器与发动机缓速联合工作 可以获得最佳的缓速组合 由于液力缓速器自身有自己的供油系统 可以在最短的时间内使大量的车辆动能转 变为热能 通过发动机的冷却系统散掉 不仅没有过热问题 而且还可以在车辆下长 坡过程中保持发动机的热状态 既节省燃料又保护发动机 液力缓速器利用发动机的冷却系统散热 工作时 发动机处于怠速工况 温度一般 不会超过 140 缓速力矩不会随温度升高而下降 保持稳定的缓速能力 是真正的 持续制动装置 无论是下长坡 在盘山公路上 在城市走走停停的行驶中 缓速产生 的热量都能通过自身的热交换器和发动机冷却系统散掉 不会对周围的部件产生热影 响 因此安装液力缓速器时不需要任何隔热措施 也不会增加发动机的热负荷 液力缓速器在换挡的瞬间 仍保持缓速作用 缓速作用是连续的 这又提高了行驶 的安全性 在 ABS 将要起作用时 缓速器会自动退出运行 因为安装了缓速器 会保证行车制动经常处于有效状态 行车更放心 可以以较高 的平均速度行驶 更加安全 高效 理论上 液力缓速器能吸收 90 的车辆制动时的动能 通常可以延长制动衬片的寿命 6 8 倍或更长 福伊特液力缓速器的产品系列福伊特液力缓速器的产品系列目前福伊特液力缓速器的产品根据安装方式分 2 大类 一类是 串联安装在驱动线中 3 主要产品有 R120 3 型和 R133 2 型 另一类是并联安装在驱动线中 缓速器与变速器 组装或一体 通过中间齿轮实现动力连接 主要产品有 Go R115E R115 与沃尔沃变速 器配套的 VR3250 与戴姆勒 克莱斯勒变速器配套的 R115H 与 Eaton 变速器配套的 115H 福伊特 R120 3 型缓速器是一种适用于中型客车和货车的理想的缓速器 比如轿车运载 车 单厢货车 饮料运输车 大件货物运输车 中型客车等 福伊特 R133 2 型缓速器是适用于旅游客车 重型货车及其他特种车辆的功率最大的缓 速器 其主要特点是质量轻 缓速力矩大 R115H 型缓速器是一种高转速比的缓速器 随不同的齿轮速比其转速最高时比传动轴 的转速高一倍 R115 型缓速器体积极紧凑 而且其缓速力矩在低转速时也相当高 比如在传动轴的转速 为 500 r min 时 缓速力距为 2 000 Nm 如同所有其他福伊特缓速器一样 它拥有与 变速器独立的供油系统 R115H 型缓速器与变速器的组合将不会影响到紧急转向助力泵 转速表齿轮和传动轴 的装配 也不需作任何的改动 表 1 福伊特系列产品主要技术参数 技术数据技术数据 R R 120 3 R120 3 R 120S120SR133 2R115H 作用于传动轴上的最大缓速力 矩 Nm 2 0004 0003 200 缓速器最大转速 r min 3 000 4 8002 8005 000 缓速挡位数 包括恒速级 555 设备质量 包括法兰 热交换 器 不包括机油 kg 658563 单位质量缓速力矩 比值 缓 速力矩 机器质量 包括机油 304750 Nm kg 福伊特液力缓速器的工作原理和结构福伊特液力缓速器的工作原理和结构 1 1 能量原理能量原理 液力缓速器基于能量转换原理 与其他的制动方式一样 都是将车辆的动能转变为热能 然后散到大气中 车辆下坡时具有的动能为W动能 则 W动能 mgL G f 或 1 2 mV2 mgH 其中 m 车辆质量 kg g 重力加速度 m s2 V 平均车速 km h H 坡道高度 m G 坡度 f 滚动阻力系数 L 行驶距离 m 制动器或缓速器单独工作时 就是要将车辆的动能转换成热能散掉 保持制动或缓速的能 力 图图 6 6为行车制动器 电磁缓速器 液力缓速器的不同散热过程 对于液力缓速器来 说 只要冷却系统有足够的散热能力 其缓速能力则是无限的 液力缓速器通过发动机冷 却系统散热 图图 7 7 由于液力缓速器和发动机不同时工作 因此 在正常情况下 不 会增加发动机的热负荷 下长坡后可以立即停车 驻车 显然液力缓速器的散热更为有效 因而成为缓速能力最稳定的缓速器 2 2 福伊特液力缓速器的结构原理福伊特液力缓速器的结构原理 以并联安装的 Go R115E 缓速器为例来说明液力缓速器的基本结构和工作过程 115E 型液力缓速器 由转子 定子 输入轴 齿轮副 热交换器 油槽 独立供应系统 等 组成 见图图 8 8 缓速器经螺栓与变速器联接成一个整体 传动轴转动时驱动齿轮副使输 入轴转动 输入轴通过花键与转子连接 当要进行缓速时 控制系统将油槽中的介质 机油 泵入定子和转子之间的工作腔 油对转子产生阻力 使传动轴转速慢下来 随着传动轴转 速下降 车速也慢下来 产生缓速作用 当解除缓速作用时 控制系统将油释放至油槽 在结构上保证工作腔无油时也不会有阻尼 保证缓速器不会在车辆行驶时产生阻力多消耗 燃料 由于工作液在运动中使进出口形成压力差 促使介质循环 流经热交换器时 车辆动能转 变成的热量被来自发动机冷却系统的冷却水带走而散掉 缓速力矩的大小取决于工作腔内介质 机油 的压力和数量 以及传动轴的转速 油槽中的 介质由比例阀控制的压缩空气压入工作腔 压缩空气的压力不同供入工作腔的介质量也不 同 从而产生缓速力矩也不同 图图 9 9为介质充满系数 f 变化时缓速力矩变化的曲线图 f 1 时 产生最大缓速力矩 n 为传动轴转速 nN 为缓速器的额定转速 M 对应传动轴 转速下的缓速力矩 MN 为缓速器相应额定缓速力矩 f 0 时为空挡 工作腔中无介质 无 缓速力矩 f 0 25 0 50 0 75 1 将缓速强度由小到大分为 4 级 当压缩空气压力恒定 时 将产生恒定的缓速力矩 实现车辆在坡路上的恒速行驶 图中用点划线表示 福伊特液力缓速器的特性福伊特液力缓速器的特性 1 1 液力缓速器的特性液力缓速器的特性 4 种常用的液力缓速器的特性曲线见图图 1010 缓速力矩随传动轴转速变化 也随进油压力 和进油量而变化 图 10 是当 f 1 0 时缓速力矩随传动轴变化的特性曲线 这些液力缓速器 在 800 2 500 r min 传动轴转速时都有很高的缓速力矩 车辆的制动系统应设计为行车制 动器 缓速器 发动机缓速联合工作的系统 并使经常性制动的绝大部分能量由缓速器吸 收 制动减速度变化在 0 3g 以下时 车辆动能的 90 由缓速器吸收 仅有少量的能量由行 车制动吸收 操纵机构设计还要保证在紧急情况下行车制动器和缓速器同时工作 2 2 液力缓速器与发动机缓速的联合工作液力缓速器与发动机缓速的联合工作 液力缓速器与发动机缓速联合工作 可以得到最佳的缓速组合 图图 1111 发动机缓速 低速时有良好的减速能力 转速上升时 液力缓速器缓速能力强 二者联合工作能够产生 最佳效果 3 3 液力缓速器的性能要求液力缓速器的性能要求 福伊特液力缓速器的性能符合 ECE R13 法规 II 类车辆 12 t 的载货车 和 IIa 类车辆 5 t 和 超过 8 座的长途客车 的检测要求 根据能量转换原理 以规定的方法 路试或台试 在不超 过规定的时间 12 min 内 吸收并散掉在规定距离 6 km 规定坡度 IIa 类车辆 7 以 30 km h 的车速下坡车辆所具有的等效能量 Waiss 表 2 为规定的数值 公式 1 用于 II 类车辆 公式 2 用 IIa 类车辆 表 2 ECE R13车速 km h 路坡度 行驶距离 km 滚动阻力系 数 II30661 IIa30761 WdissII mg6000 0 06 0 01 1 WdissIIa mg6000 0 07 0 01 2 其中 m 车辆总质量 满载时 其中 g 重力加速度 该项标准制定于 20 世纪 60 年代 是根据当时的情况制订的 经过几十年的发展 车辆总 质量不断增加 车速提高 这项规定已不能满足目前行车安全的要求 目前这项标准的修 订正在进行中 福伊特福伊特 Voith Voith 液力缓速器的安装与操作液力缓速器的安装与操作 1 1 安装安装 由于液力缓速器通过发动机的冷却系统散热 因此无论液力缓速器是并联还是串联安装 均需要安装与发动机冷却系统相通的冷却水管 液力缓速器仅控制系统消耗电能 电能消 耗微小 线路连接简单 与 CAN 总线兼容 并联型液力缓速器的安装 这种类型的液力缓速器已与变速器组装成一体 安装时相当于安装变速器 把变速器安装 到发动机上 缓速器也一同安装上去了 这种安装方式不需改变传动轴的尺寸 串联型液力缓速器的安 与变速器贴附安装 与变速器贴附安装是通过一个安装架贴附在变速器的输出端 见图 4 左上图 缓速器一端 通过花键毂与变速器第二轴连接 另一端通过连接法兰与传动轴连接 液力缓速器 变速 器和传动轴在同一轴线上 缓速器占有一段轴向尺寸 因此需要改变传动轴的长度 液力 缓速器质量轻 一般不需加中间支撑 独立安装缓速器不紧贴变速器安装 二者经中间轴连接 图 4 左下图 但缓速器 变速 器 传动轴三者仍在同一轴线上 缓速器仍旧占有轴向尺寸 因此 也需要改变传动轴的 长度 还需要增加中间支撑 2 2 操作操作 福伊特液力缓速器 图图 1212 主要由缓速器本体 电控装置 电子控制单元 操纵装置以 及诊断电脑 非车载 等部分组成 缓速器的操纵装置可以装置在转向柱管上也可以装置成 与行车制动踏板联动 最终怎样装置由用户 整车制造商和福伊特公司协商确定 操纵装 置操作手柄有 6 个位置 即 0 1 2 3 4 5 如图图 1313所示 0 位是缓速作用解除 无缓速作用 1 位是恒速级 控制车辆恒速下坡 2 3 4 5 位将缓速能力分为 4 级 即 25 50 75 100 缓速能力依次增加 第 5 位最高 最高的技术效果是什么呢 下坡时的操作 图图 1414 下坡时使用恒速级 下坡时用缓速器和行车制动调节车速至所要保持的车速 例如 30 km h 车速到达 30 km h 时 拨缓速操作手柄至 1 位 车辆会恒定在该车速下坡行驶 若 车速快起来 利用车制动辅助缓速器使车速降至恒定车速 电控装置具有记忆功能 操作 手柄拨至 1 位 恒速级 时的速度会被记忆 当操作手柄拨离 1 位后 记忆会删除 因此 进入平路 操作手柄拨至 0 位 记忆将被删除 操作手柄在 1 位时 再拨至其他位置不能 增加缓速作用 下坡时除了选择恒速级外 还可以先换入低挡 逐级拨下操作手柄 调节车速 有预见使 车辆减速之前 最好先换入低挡 然后在运用缓速器 这样效果更好 平路上行驶时的操作 图图 1515 平路上行驶除紧急制动外可以利用缓速器调节车速 保持车距 在要停车之前利用缓速器 减速 当车辆将停时在利用行车制动停车 危险路面上行驶时的操作 图图 1616 冰雪路面 连续转弯 泥泞路面等均被视为紧急减速可能会出现危险的路面 在这种路面 上要慎用缓速器 要小心逐级的操作 不可迅速拨至高位 对于没有 ABS 的车辆在这种危 险路面上不要运用缓速器 对于有 ABS 的车辆 缓速器在 ABS 激活前会自动断开 福伊特水介质缓速器福伊特水介质缓速器 福伊特水介质缓速器 Voith Aquatarder 体积小 质量轻 安装在发动机上 用水作介质 与发动机的冷却系统共用同一介质 从而省去油 水的热交换过程 也就省去了热交换器 水介质缓速器主要由壳体 转子 定子 水泵等组成 如图图 1717 和图和图 1818所示 水路 系统见图图 1919 新产品 水介质缓速器简化了散热过程 油介质缓速器和水介质缓速器散 热过程的比较见图图 2020 图 10 缓速力矩范围 图 11 液力缓速器与发动机缓速的联合工作 图 12 福伊特液力缓速器系统 图 13 液力缓速器操作手柄与指示灯 图 14 下坡时利用恒速级的操作 图 15 平路行驶时缓速器的操作 图 16 危险路面上行驶时缓速器的操作 图 17 水介质缓速器的结构 1 图 18 水介质缓速器的结构 2 图 19 水介质缓速器的水路系统图 图 20 水介质缓速器散热过程的比较 福伊特液力缓速器上海销售经理 86 廉小姐 一汽解放 中国重汽 沃 尔 沃 大运重卡 陕汽重卡 江 铃 北汽福田 斯堪尼亚 德 国 曼 东风柳汽 长安重汽 北 京 牌 东风商用 北奔重卡 江 淮 广汽日野 上海汇众 五 十 铃 奔 驰 庆铃汽车 红 岩 郑州日产 时代汽车 联合卡车 东风股份 华 菱 徐工汽车 通用五菱 五 征 吉奥汽车 重汽王牌 雷 诺 乐观开拓者乐观开拓者 福伊特缓速器迈进卡车领域福伊特缓速器迈进卡车领域 类型 转载 来源 中国卡车网 作者 李欢欢 责任编辑 王纪伟 发布时间 2010 年 12 月 10 日 近日 有关国家出台在卡车上安装辅助制动装置的规定 机动车运行安全技术条 件 GB7258 法规的各种消息不断传出 一时间行业内外都纷纷揣测 国家是否要 扶持缓速器进入卡车市场 中国卡车网记者特意就此事采访了福伊特驱动技术系统 华南区销售子公司总经理彭振军先生 谈及此事 彭总显得很冷静 不管国家是否 出台政策扶持 我们都将脚踏实地继续做我们该做的事 福伊特 voith 缓速器迈进卡车领域的节点缓速器迈进卡车领域的节点 目前 我国卡车行业运营状态显得有些浮躁 相当大比例的卡车主采取一种 短平快 的方式运作 即投入较低成本买一辆车 连续高强度工作 不求车辆长 期服役 要求短期内尽快回本 彭总对记者说 这就像让你向一个不开会的人推 销西装一样难 他没有需求 任何营销手段都无法奏效 对于大多数卡车用户来说 缓速器应该属于高端零部件 不管从实际需求还是 消费意识上讲 要他们接受缓速器都不是一件轻而易举的事情 像福伊特这样的高 端零部件企业看重的潜在用户是注重产品全生命周期投资回报率的消费者 他们的 消费往往更加理性 彭总告诉记者 他就曾经遇到这样一位有心人 一位开了三十几年卡车的老司机 阅车无数 对卡车各个零部件非常熟悉 这位经验丰富的司机深知开车安全第一 曾主动找到福伊特要买缓速器 并且给技术人员开出了详细的配置单 他甚至比技 术人员更清楚哪些配件搭配在一起才能发挥各自最大的作用 彭总带着一丝钦佩地 说 这样的有心人实在太少了 所以我们要做的工作还有很多 做我们该做的事做我们该做的事 价格昂贵一直是缓速器不被