牵引车匹配液力缓速器散热能力分析

肖殿东，李晓亮

（陕西法士特齿轮有限责任公司，陕西 西安 710077）

1 引言

随着车主对行车安全特别是重载常下坡下长坡工况认识的不断提高和道路法规GB7258 的实施，液力缓速器作为最有效的行车辅助制动装置，越来越受到卡车、客车主机厂和终端用户的青睐，主机厂匹配液力缓速器是大势所趋。液力缓速器缓速制动时将车辆的动能转化为液力缓速器工作液的热能，整车散热系统通过热交换器将液力缓速器工作液热量带走并散发，从而可以实现液力缓速器长时间大功率辅助制动。液力缓速器瞬间制动功率可达600kW，持续制动功率300kW 以上，液力缓速器功能的发挥很大程度上取决于整车的散热系统[1][2]。本文主要论述牵引车配置液力缓速器时整车散热能力匹配。

2 牵引车配置液力缓速器整车散热能力分析

液力缓速器最常用的功能是恒速功能，即在不使用主制动（刹车）情况下，车辆在下坡过程中定速巡航，缓速器不超温不报警不退出，整车散热功率应大于等于缓速器制动功率。牵引车下坡定速巡航，电喷发动机不喷油不做功，车辆下坡过程中，车辆势能减少功率应与总制动功率+轮胎滚动阻力功率+风阻功率相平衡[3]。即：

P势能减少功率=P总制动功率+ P滚动阻力+P风阻

P势能减少功率= F下滑力v/1000 （kW）

F下滑力=Gi，G 为满载整车总重（N），i 为坡度，G=mg，即：

P势能减少功率=mgiv/1000，m 为整车总质量（kg），g 为重力加速度，取g=9.8，其中v 单位为m/s，换算成km/h 则：

P势能减少功率= 0.278mgiv/1000=0.000278mgiv ≈0.00272miv（kW）

取滚动阻力系数为0.01，则P滚动阻力=0.01Gv=0.01mgv≈0.1mv，其中v 单位为m/s，P滚动阻力单位为W，换算成km/h和kW，则：

P滚动阻力≈0.0000278mv （kW）

CD为风阻系数，取CD为0.9，A 为汽车正面投影面积，取A 约为7m2，则：

P风阻=0.9*7/76140*v3≈0.000083v3（kW），v单位为km/h。

当液力缓速器工作时，根据试验经验：

下表为在转毂试验台上测试的部分发动机摩擦功、排气制动和缸内制动功率：

表1 转毂试验台上测试的部分发动机摩擦功、排气制动和 缸内制动功率对比表

牵引车高速工况较多，满载总质量49 吨，坡度最大6%，一般平均坡度最大4%-5%，下坡车速一般50-60km/h，使用液力缓速器进行下坡定速巡航时，要求发动机转速不小于1500rpm。以满载49 吨，平均坡度4.5%，下坡车速60km/h，发动机转速1500rpm 为例，若液力缓速器持续下坡巡航不高温不报警退出，则发动机1500rpm 时整车散热应满足：

3 案例分析

以国内某汽车厂车型甲为例，其匹配WP13 550 发动机，配置排气制动，匹配法士特FHB400 缓速器，未匹配缸内制动。1500rpm 时，整车散热功率实测约222kW。由上表可知，1500rpm 时发动机摩擦功约70kW，排气制动功率约110kW。满足P散热≥259.4-70-0.2*110=167.4kW。该车型总重49 吨，在元磨高速、雅西高速、夏蓉高速等国内高速60km/h 启用液力缓速器下坡巡航，均未出现高温液力缓速器退出情况，液力缓速器效果很好，该款车型销量持续增长。

国内某汽车厂车型乙，其匹配WP12 375 发动机，配置排气制动，匹配法士特FHB400 缓速器，未匹配缸内制动。1500rpm 时，整车散热功率实测约180kW。由上表可知，1500rpm 时发动机摩擦功约56kW，排气制动功率约79kW。不满足P散热≥259.4-56-0.2*79=187.4kW。该车型总重49 吨，在元磨高速、西汉高速等坡度大的路段60km/h 启用液力缓速器下坡巡航，会出现高温液力缓速器退出报警情况，液缓效果略差，该款车型销量一般。

4 结论

液力缓速器功能的发挥主要取决于整车散热，针对国内高速现状，经理论分析提出牵引车匹配液力缓速器时整车散热经验公式：

并通过实例验证该匹配算法的合理性，对主机厂匹配液力缓速器时散热配置有一定指导意义。