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综述缓速器的发展与未来
作者: 刘道春 来源: 汽车与配件 日期: 2010年第08期

据日前报道,一批装配华越电涡流缓速器的日产柴动力总成出口越南,正式交付给越南某客运公司使用。这是中国自主品牌的电涡流缓速器首次出口到越南。汽车缓速器在发达国家早已被广泛使用,近几年国内几乎所有的高级以上的大中型客车都标配或选装电涡流缓速器,部分重型货车也在试装汽车缓速器。营运客车和货车装备汽车缓速器后,大大提高了车辆的安全性、经济性和舒适性。

1855年,法国物理学家Leon Foucauit发现了电涡流现象。1903年,法国工程师STECKEL申报了世界上第一个电涡流缓速器专利。从20世纪30年代开始,欧洲一些厂商对山区和事故多发地区行驶的商用车使用缓速器的必要性已比较重视。但直到1936年,法国JOURDAIN MONNERET公司才根据法国工程师Raoul SARAZIN的另一项电涡流缓速器专利生产了世界上第一台电涡流缓速器。由于第二次世界大战的原因,缓速器的研发和应用被迫停止。战后法国TELMA公司正式购买了Raoul SARAZIN的电涡流缓速器专利并开始大批量生产电涡流缓速器。并且先后推出了装在传动轴上的A系列缓速器和装在变速器和后桥上的F系列缓速器,使缓速器不仅通过对汽车行驶的安全可靠性,也通过减少汽车制动蹄块和轮毂的磨损及维修费用的降低所展示的经济性,从而得到汽车厂家和汽车用户的接受、认可和欢迎。

汽车缓速器按其扭矩的作用形式可分为一级缓速器(作用在变速器前端的缓速器)和二级缓速器(作用在变速器后端的缓速器)。

一级缓速器有发动机缓速器,包括通过对废气凸轮调节而使发动机变为空气压缩机JACOBS缓速器和直接通过阀门对排气筒内废气封堵FOWA、OETIKER和SMITH缓速器。

一级缓速器由于其制动功率较小,难以达到汽车制动法规的要求而只能和其他缓速器配合使用;并且由于发动机噪声、维修费用和变速器换档时离合器分离过程中缓速器功能失效问题,在最终用户特别是驾驶员那里都难以接受,使其发展受到限制。

二级缓速器有直接装在变速器上的电涡流缓速器和液力缓速器。

二级缓速器的功能不受变速器换档时离合器分离的影响,其可靠性已得到厂家和用户的普遍认可。电涡流缓速器由于其装配的灵活性不仅可以装在变速器上,而且还可以装在传动轴或后桥上,即可以在汽车厂家标配也可以在出厂后加装。液力缓速器一般是变速器厂家在选择变速器时已替最终用户把缓速器选择了。从形式上讲,液力缓速器也只能装在变速器上,出厂加装几乎没有可能。

缓速器行业法规演变

汽车工业的技术发展和应用总是超前于法规的制定和实行。汽车缓速器发展过程也是这样。在20世纪30年代,欧洲的汽车制造厂家和用户首先对行驶在山区和事故多发地区的车辆安装使用缓速器。但直到1954年7月17日,法国公共工程部做出决定,对于行驶在山区和事故多发地区的载质量超过8t的货车必须装配缓速器装置或经过认可的等同装置。这是全世界在汽车缓速器应用的第一条政府法规。

1954年10月,汽车保险公司对20座位以上(含20座位)的客车和8t以上(含8t)的卡车,只要装备缓速器,就可以把保费降5%。1955年6月23日,鉴于缓速器对车辆安全作用,法国允许装配有缓速器的汽车加上不超过500kg额外重量。也就是说,一辆额定为8t的汽车,其实际载质量可达8.5t。这就使装备了缓速器的汽车用户不会因为缓速器自身重量而影响汽车的额定载质量。这样就从立法上即保证汽车交通运输的安全,又保障了装备缓速器的汽车用户的经济效益。1956年6月27日,法国又对1954年7月法规中涉及到的缓速器的等同装置作了详细规定。即无论变速器处于空档或其他档位,缓速器装置能够保证汽车在8%的下坡情况下以40km/h的速度稳定行驶。为了保证这条法规的实施,法国政府还作了如下的试验规定:在满负荷的情况下,车辆在平坦的路面上把速度从40km/h降到20km/h的减速度必须大于0.55~0.60 m/s2。这条法规不仅在理论上提出了要求,并且在试验上具有操作性。1957年6月11日,法国又对每区每省的“被认定行驶困难的山区和事故多发地区”作了详细界定。1965年3月26日,法国又对装备缓速器的汽车,允许其后轴加上不超过400kg的额外载重量。1971年2月3日,法国对装备缓速器的汽车所允许额外载重量的措施放宽到所有车辆(拖车+半挂车,卡车+挂车)。1972年3月10日,法国要求载重等于和大于11t的运输危险品的汽车必须装备缓速器。

其他国家,如德国和摩纳哥也通过立法使客车必须装备缓速器。德国在1955年就引入了制动系统耐久的详细规范,并把缓速器称做“第三刹车”。1972年2月瑞士对缓速器在车辆的缓速性能作了详细规定:在车速从50km/h降到30km/h的过程中,缓速器必须使平均减速度至少达到0.5m/s2。并且规定在此过程中,不得进行换档操作,以避免由于离合器分离而造成车辆失稳。一些国家如荷兰和比利时,因为山区较少,没有明确的政府法规出台,但由于使用缓速器的安全性和积极性和在这些国家注册的车辆能够在其他欧洲国家的自由通行,缓速器的装配也相当普遍。

近年来,重型车辆特别是特大型客车、大型客车和重型货车,因制动过热引起爆胎、制动失灵从而引发的交通事故却在逐年上升,重型车辆配置汽车缓速器作为辅助制动已变得越来越迫切。缓速器对重型汽车、特种车辆和客车来说十分重要。我国交通部颁布的JT/T325《营运客车类型划分及等级评定》明确指出,中型客车中高二级,大型客车中高一级、高二级和高三级客车都必须安装缓速器。

我国汽车缓速器的行业发展

随着我国有关汽车缓速器政策法规的出台,我国汽车缓速器行业也获得了快速发展。汽车缓速器作为一个辅助制动装置,受国内政策影响的因素比较大。在经过了几年的快速发展后,我国汽车缓速器行业发展正处在一个关键阶段。

汽车缓速器在我国已经有40多年的研究和应用历史,但与国外相比国内汽车缓速器行业比国外起步晚了许多。早在1964年上海客车厂曾研制过电涡流缓速器,但由于种种原因,电涡流缓速器在国内的应用并没得到应有的重视。直到上世纪90年代末法国Telma公司、西班牙Frenelsa公司把电涡流缓速器销售到了中国,中国才对汽车缓速器有了认识。

我国电涡流缓速器市场是在2000年底开始启动,2001年进入市场导入期。2001年,我国客车市场接受了约3000台电涡流缓速器。从2003年开始,巨大的市场空间和丰厚的利润促使众多国内汽车零部件供应商纷纷进入汽车缓速器行业。据调查,鼎盛时期国内有70多家企业从事缓速器的生产和研发。由于市场竞争激烈,目前国内尚有20多家企业从事汽车缓速器的研发和生产。主要的缓速器生产企业有上海泰乐玛、上海福伊特、深圳特尔佳、扬州洪泉、淮安惠民(惠德隆)、浙江瑞立、杭州万向传动轴、洛阳凯迈(南峰)、嘉兴纽曼、浙江威德等。近年来,整个汽车缓速器市场的需求量增长迅速。尤其2007年受CJ/T230-2006法规的影响,更导致需求激增。据奥尔威咨询统计,2007年我国客车市场规模为3.2万辆,全国汽车缓速器产量达到4.5万辆。国内电涡流缓速器主要集中在客车市场前装和售后市场,旅游车、长途客车以及公交车是市场比较集中的地方。目前车长10m以上的客运、旅游客车缓速器安装率达到60%~70%,而公交客车(城市客车)的缓速器安装率仅有20%~30%,大型客车总体缓速器安装率达到40%~50%。目前,国内汽车行业使用的汽车缓速器产品90%以上的是电涡流缓速器,少量车辆使用液力缓速器,永磁缓速器还处于试验阶段。

目前,我国汽车缓速器的市场规模还是非常小,我国重型汽车、特种车辆和客车产量虽然规模比较大,但由于缓速器安装率低,导致我国汽车缓速器市场规模总量仍然偏小。在市场规模仍然相当有限的情况下,目前国内仍然还有20多家企业在从事汽车缓速器的生产和研发,甚至还有一些企业从液力缓速器、永磁缓速器的开发来进入这个领域。由于进入企业太多,必然导致市场资源分散。据调查统计,目前国内没有一家汽车缓速器的市场份额超过35%,国内最大的两家缓速器企业深圳特尔佳、上海泰乐玛的市场份额合起来也只有55%。行业集中度低,一方面是由于汽车缓速器市场竞争激烈,市场割据和技术门槛低所致,另一方面,由于国内市场规模本身过于狭小,使一些有实力的企业也难于得到充分的发展。

我国汽车缓速器市场正出现从终端客户市场逐渐向主机配套市场发展的趋势,这表明,汽车缓速器正逐渐成为我国各大客车厂的一种标准配置。但据了解,目前我国汽车缓速器通过终端市场客户来销售的比例仍然很高,达到80%以上;直接通过整车厂来采购的,还只是占到了很小的一部分。这种销售模式绕开了整车严格认证的技术壁垒,对目前尚未成熟的我国汽车缓速器市场来说有极大的促进作用。但从长远来讲,这种模式弊大于利。一是危及国家政策法规的实施效果。据了解,一些客车厂明显表示,既然由客户说了算,装与不装缓速器是客户自己的事情,装什么品牌也是客户自己的事情。所以,对法规强制安装缓速器的事情,就有可能形同虚设。二是将会使一些无实力的企业也能轻而易举进入这个市场。有些整车厂安装过的缓速器品牌很多,很杂,往往一些以前没有听说过的缓速器品牌也突然会被客户要求安装。经过市场激烈竞争,我国汽车缓速器生产企业数量从最高峰时的70家企业减少到20多家企业,一些有实力的企业也因为市场原因相继退出。未来我国汽车缓速器行业将继续进一步洗牌,优胜劣汰的行业重组将是必然。

我国汽车缓速器行业将进行新一轮重组,主要由以下几个因素决定:政策法规短期内不太可能马上出台,目前有限的市场容量无法承受如此数量众多的企业。我国汽车缓速器市场正在发生从终端客户市场逐渐向整车制造商市场过渡的趋势,这一市场发生深刻变化的影响就是对以终端市场为客户的缓速器生产企业。由于整车制造商在技术匹配要求、企业实力、售后服务能力和付款方式都非常严格,对一些无技术、无实力的企业将产生很大的冲击。光押款一项就使无资金实力的企业难于承受。价格竞争仍在继续。一方面,企业之间为了扩大市场,需要通过价格竞争;另一方面,多数用户不能承受目前还处于高位的缓速器产品价格,为了扩大用户群体,缓速器产品的价格还将持续下调。价格下降和成本上升,考验的是每个企业的生存能力。我国汽车缓速器行业将最终维持4~6家左右的企业规模。具备企业实力、产量规模、整车配套的客户资源、特殊行业的用户群体等的条件或者优势的企业才能生存下来。

经过近几年的快速发展,到2007年,我国汽车缓速器行业已经发展到产量4.55万台,年销售金额4~5亿元的规模。但这个规模与2007年我们大中型商用车产量84.39万辆相比,这个数字就显得太小了。我国汽车缓速器行业的进一步发展,需要政策法规方面的突破。

据了解,上海已经对公交车辆安装缓速器有明确的地方规定,所以导致上海公交车辆缓速器的安装比率就很高;北京在公交客车上同样亦有此要求。第二个层次是针对缓速器产品层面。目前国内缓速器产品标准混乱、质量参差不齐。因此,国内制定一个汽车缓速器的行业技术标准,也势在必行。缓速器生产企业需要做好两点措施:一是通过不同的途径提高用户对缓速器使用效益的认识;二是缓速器生产企业要采取切实降低产品成本的措施。目前,国产缓速器价格基本上在8000~10000元之间,国外品牌的价格在2万元左右。这么高昂的产品价格,对大多数用户还是难于接受。

性能优势助液力缓速器胜出

目前来说,国内市场的缓速器一般分为两大类,液力和电涡流。两种产品各有特点,也各有优势。一些对车辆性能有特殊要求的用户,特别是一些专门运营在山区路段的用户,电涡流缓速器的性能还不能完全胜任。由于主要运营的路线,有非常多的连续下坡,电涡流缓速器随着工作时间延长,在几分钟之内工作温度就能达到数百度以上,而且随着温度的上升,缓速效果也快速下降。经常在高温状态工作的电涡流缓速器不仅对变速器产生非常大的影响,自身寿命也受到非常大的影响。在苛刻的使用条件下,两年左右就要换一台新的缓速器。同时,由于电涡流缓速器的工作电流非常大,100~150A的大电流放电,使蓄电池很快损坏,电涡流工作时产生的巨大磁场对车上的电器设备也有非常大的电磁干扰。

在欧洲,目前液力缓速器已经占到整个缓速器市场份额的98%,电涡流缓速器已经被逐渐淘汰。这主要是因为,早在上世纪60年代,欧洲就开始制定了有关长效制动的法规ECE R-13。其中,要求大于16t的卡车和大于5t且座位数达到8座的客车,在仅使用辅助制动系统的前提下,能够保证在长达6km坡度为7%的下坡中,始终保持30km/h的恒速。这一法规很大程度上提高了车辆行驶的安全性能,同时也推进了缓速器这一行业的发展。由于对缓速器长时间工作的效能要求非常苛刻,所以暴露出电涡流缓速器特性方面的先天不足,导致了市场向液力缓速器的倾斜。现在,我国大型客车安装各类缓速器的数量正在快速增长(包括发动机排气制动、液力缓速器、电涡流缓速器),其中真正能够达到欧盟标准的只有20%。

液力缓速器最大的好处就是可以长时间提供恒定制动力,并且节能环保。根据统计数据显示,液力缓速器不仅能大大提高车辆的制动安全性,而且安装缓速器的车辆比未安装缓速器的车辆换档次数可减少36%,车辆平均车速能够提高5.9%,使驾驶员可以更加安心地平稳驾驶,提升运营效益。液力缓速器在绝大部分工况下可代替行车制动器进行工作,行车制动器的工作次数可以减少70%以上,使制动器摩擦片的寿命提高10~50倍。行车制动器得到了保护,有利于驾驶员只是遇到紧急状况时才利用行车制动器,免除了制动毂在高温后淋水可能产生的开裂及轮胎高温爆胎危险,节省了送修时间及用车费用。

虽然缓速器价格不菲,但由于可以显著提高安全性并减少行车制动器的磨损,能够最大限度延长制动摩擦片的使用寿命,不少车辆在使用缓速器后制动摩擦片的使用寿命普遍达到了80万km左右。如果没有缓速器,几万公里就需要更换制动摩擦片,仅2~3年保养制动系统的费用就能抵消安装液力缓速器的成本。不仅如此,使用缓速器对于环境保护也有一定的作用,通过减少制动器的使用可以减少80%的制动粉尘排放,同时也减少了制动片摩擦产生的噪声。不论是从安全、效益还是环保方面,液力缓速器都非常值得推广。随着一批物美价廉的液力缓速器产品出现,将有更多车主和乘客享受到这一技术带来的安全与环保。

辅助制动技术越来越成为大型车辆运营安全不可缺少的技术手段,受到越来越多的运营商的重视,一些国家和地区的一些法规甚至把这种配置作为标准配置。在欧洲,根据ECE R-13标准的要求,液力缓速器的应用发展经历了从高档客车到中档客车,再到卡车领域的过渡,液力缓速器取代电涡流的原因除了安全性,最重要的一点其实还有它的经济性。从全寿命使用成本上看,液力缓速器具有绝对的优势。旅游客运公司两三年收回投资没问题,在有些线路上,光省摩擦片一项就可在一年内将购置成本省回来。越来越多的客车用户会理解这一技术带来的安全性和经济性。在德国,16t以上卡车市场则是100%安装了液力缓速器。在南非,首先在高档客车上100%应用,然后是在卡车上25%的应用。在墨西哥,100%的高档客车使用,然后开始在卡车上使用;在智利,在高档客车上应用率达到85%的,在卡车应用市场份额达到20%。在中国,得益于中国经济的高速发展,高档客车发展很快,客车用户很早就开始关注和使用缓速器,其稳定的性能和可靠的特点得到了广泛的认同,正在进行着与西欧市场相类似的进程,一些高档客车上纷纷采用液力缓速器,应用范围正在从高档客车向中高档客车过渡,相信在不久的将来,也会向卡车业务领域扩展,缓速器必然在中高档客车、卡车上得到越来越多的应用。目前75%的高档客车使用液力缓速器,很多中高档客车也开始装配使用,而卡车则开始试装。

(转载请注明来源: 汽车制动网/chebrake.com 责任编辑:elizabeth)

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