DCi11发动机制动技术缺陷和应对措施

陈健

摘 要：

DCi11发动机是东风商用车有限公司引进法国雷诺技术，融合当今世界先进技术自主创新研发的一款发动机。DCi11发动机有着同级别卡车更高的安全性能，这与其皆可博发动机制动技术功不可没，皆可博发动机制动技术在使用过程中也存在的一定的问题。

关键词：

发动机制动；DCi11发动机；工作原理

中图分类号：TB

文献标识码：A

doi：10.19311/j.cnki.16723198.2016.10.098

现代货车都是向着大功率，高车速，高效率，低车重，低油耗的方向发展。这对汽车制动系统也是一个很大的挑战，特别是一些大型牵引车在长距离的下坡时，长时间踩着行车制动踏板，制动器的功率比发动机的功率大得多，导致常规制动系统摩擦生热，大量的制动热不宜散出或者散出速度没有产生热量的速度快，致使汽车制动器温度急剧上升，制动器摩擦片失效，这必然使制动力下降，给货车行驶带来了安全隐患。为了保证行车制动的稳定性，DCi11发动机选择了增加一套辅助制动器，即发动机制动。

1 DCi11发动机制动简介

传统的制动系统是独立于发动机而安装在底盘上，属于底盘的四个组成系统之一的制动系统。传统的制动系统包括驻车制动系统和行车制动系统两套独立的制动系统，这两套独立的制动系统都是通过加大汽车车轮的摩擦力矩，限制汽车车轮转速来实现汽车减速或者停车的作用。而发动机制动技术和传统的制动系统完全不同，发动机制动系统是发动机的组成部分，对于DCi11发动机而言，指的是发动机缸盖上相配合的皆可博发动机制动器。图1为皆可博发动机制动器。皆可博制动器不是一个独立的机构，它同发动机的配气机构、涡轮增压器以及控制系统共同作用吸收发动机的转速动力，可以降低汽车发动机的转速，但不能使发动机停转的装置。

2 DCi11发动机制动的工作机理

传统柴油发动机正常工作时一个工作循环有着四个行程，分别是吸气行程、压缩行程、做功行程和排气行程。图2为无发动机制动器发动机的工作循环。在做功行程中，进排气门都关闭，活塞在上止点，气缸内雾化的柴油经压缩行程对燃料加压做功，内能增加，温度上升，压然柴油颗粒。燃料的化学能转化为内能，再将内能转化为活塞向下止点加速的动能，再通过活塞连杆组的作用，将活塞的直线运动动能转化为曲轴的周转运动动能输出。而其余三个行程都是利用发动机曲轴的转动惯量实现转动。也就说在这四个循环中，只有做功行程产生动能做正功，其余三个行程消耗动能做负功。

有发动机制动器的发动机工作循环同普通发动机相似，唯一不同之处就在做功行程终了时，打开排气门，将高压空气释放到排气系统，即“压缩释放”过程。如图3，DCi11发动机的工作循环。发动机制动器的本质就是将产生能量的柴油发动机变成了吸收能量的空气压缩机。工作原理是改变发动机排气门的配气相位，在压缩冲程即将结束时，开启排气门，这样发动机在压缩缸内气体时所做的功，便被释放到排气系统，能量不会返回到活塞上，车辆的冲量通过车轮和传动系统传到发动机，并成为反拖发动机运转。

DCi11发动机拥有着以上作用，皆可博发动机制动器功不可没，图4为DCi11发动机的发动机制动器的结构原理图，主要有电磁阀、控制阀、主动活塞、从等活塞等部件构成。

2.1 皆可博发动机制动器启动工作

电源开关被接通时，和该发动机电子控制装置确定进行时，供给到发动机制动电磁阀的电压将准备，制动电磁阀的电压供给会准备就绪，准备随时启动。之后，当驾驶员松开加速油门踏板，离合器接合，发动机制动电磁阀立即施加电压时，电磁阀被通电时，阀门开启，发动机油流入控制阀，控制阀的压力上移，并且其内部的球形阀离开阀座，使油流入高压电路。主动活塞经受压力开始向外移动，接触摇臂，摆动凸轮转动原因增加次级活塞的压缩回到壳体，从而使刹车油被压回控制阀，从而使球阀阀座，在该装置中，以形成一个液压锁。现在的初级和次级液压活塞路径之间形成密封的液压通路。所以与主活塞的运动和同步次级活塞响应，排气门打开，将压缩的高压气体释放至排气岐管中，使得做功行程转换成压缩释放，实现发动机的制动作用。

2.2 皆可博发动机制动器停止工作

一旦驾驶员压下离合器踏板或节流阀，电磁阀立即中断油压的电压下降时，控制阀使得内弹簧足以其顶端回原位，剩余油的初级和次级电路立即压出在不存在液压时，制动活塞将离开摇臂和阀，从而禁止发动机制动恢复正常工作周期。

3 DCi11发动机制动特性

3.1 安全性

保证车辆下坡可控：使用发动机制动器，可合理控制车速，从而使车辆快速安全的到达坡底。

有效缩短刹车距离：发动机制动器瞬间响应，有效缩短制动时间约1秒钟，当东风天龙卡车以每小时60公里的速度行驶时，可缩短刹车距离长达16米。

避免车轮制动失灵：车轮制动在连续使用3-5分钟后，刹车片温度急剧上升，磨损加剧，制动效果骤降，甚至会导致刹车失灵，存在安全隐患，使用发动机制动器，能够减少85%的车轮制动需求，从而能有效避免因刹车失灵导致的交通事故。

3.2 经济性

减少保养成本：减少刹车片的使用频率，延长刹车片使用寿命，大幅减少刹车片的更换次数。减少轮胎与地面的磨损，提高轮胎的使用寿命。

提高燃油经济性：卡车轻量化，节省制动系统淋水器的安装。下破速度快，上坡更加容易，维持车辆经济行驶速度。

4 DCi11发动机制动的缺陷和应对措施

4.1 DCi11发动机制动技术缺陷

发动机制动技术的使用能够使车辆的使用安全性大大提高，在国外卡车上已经较为普及。在我国只在东风DCi、玉柴6K12等不多的系列卡上得以使用，主要问题是皆可博发动机制动器制造精度较高，生产成本高。

由以上三个数值进行对比发现，发动机的制动力相比发动机正常做工时的力要小得多，故发动机的制动力较小，导致车轮的制动力矩较小。在发动机制动工作时，制动效能随着发动机的转速升高而增加，为了获得较好的制动效能，只能挂低速挡发动机高速旋转，发动机的高速旋转将会带来很多的弊病，如发动机制动时噪音较大，增加驾驶员的紧张感，降低车内人员的舒适性，还会使发动机各部件受力增加或者改变，对发动机的使用寿命有一定影响。

4.2 DCi11发动机制动缺陷应对措施

发动机制动系统是使长下坡车辆速度减小，不能使车辆停止，是一套辅助制动装置，以现代的汽车技术很难将发动机的制动力提高太多。但是噪音在一定程度上还是可以降低的，一般可通过提高发动机各部件的零件精度和表面质量或者提高车内隔音效果，降低发动机的噪音，来提高车内人员的舒适性，降低驾驶员的紧张感。提高发动机核心零件的硬度和韧性，选择合适的零件尺寸，可保证核心零件所受压力增大或者改变时，也能应对自如。

5 结语

DCi11发动机采用发动机制动技术，提高汽车的使用安全性，保证车辆下坡可控，避免车轮制动失效，缩短刹车距离；提高汽车使用时的经济性，减少保养车本，降低汽车油耗，提高轮胎使用寿命。但也存在着一定的缺陷，只要制造企业对零件的精度要求更高，将汽车的隔音效果做得更好，发动机制动技术还是有着非常大的发展前景。随着研究的进一步深入，发动机制动功能将日渐成熟和普及，并逐步走向其它品牌卡车发动机。

参考文献

[1]崔晓娟.发动机制动技术在CA6DL柴油机上的应用开发[D].长春：吉林大学，2007.

[2]东风汽车有限公司商用车发动机厂.DCi11发动机介绍.http：//wenku.baidu.com/view/b1db982d2b160b4e767fcfe1.html，20121031/2016412.