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商用车排气制动特性验证试验分析
作者: 未名 来源: 汽车测试网 日期: 2021年8月2日

排气制动作为商用车辅助制动的一种,其经济型、可靠性、实用性都是其它辅助制动无法比拟的,俗称为车辆的第三制动。排气制动的正确使用可大大减少行车制动的使用,从而减少制动片的磨损,大大降低制动片连续制动过热导致的行车安全风险,所以应当在了解排气制动原理的同时了解排气制动的特性,从而更好的使用这个功能。本文以3款装有排气制动的车辆为测试主体,利用整车底盘测功机获取车辆在正常带挡滑行和开启排气制动滑行时的数据进行计算分析,从而为排气制动的正确使用方式提供参考。
 
排气制动的原理
排气制动的实现是通过在发动机排气歧管和消声器之间增加一个排气制动阀片,该阀片可以通过气缸的运动位置控制角度,将发动机的排气管不同程度关闭。这样,发动机活塞在进行压缩和排气行程时,会因为排气以及发动机内部的高气压而增加阻力,阻力又通过曲轴、飞轮以及整车传动系统传递到车辆驱动轮,从而使车辆的速度降低。气缸使用整车提供的气压驱动,整车的压缩气通过电磁阀通气接头进入气缸,由电磁阀控制气量从而控制开度(见图1)。
 

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排气制动的优点
通过上述的排气制动原理我们了解到,排气制动是通过增加发动机活塞运动时的阻力来实现车辆的制动。制动过程需要经过车辆的传动机构,从发动机飞轮到变速箱、传动轴、减速器、车轮。排气制动启动时,车辆可以实现不踩刹车制动,从而大大减少车辆制动片的磨损,降低车辆因制动片磨损过高或过热产生的刹车失灵现象。以下就通过试验来探究此问题。
 
通过试验验证排气制动的效率
3.1 试验设计
通过对装有排气制动的车辆在整车底盘测功机上进行带挡的滑行试验,首先将车辆轮胎压力调整至车辆制造商推荐值,试验时在发动机的排气制动打开和关闭两种状态各进行3次滑行试验。测量车辆从50km/h减速至30km/h的过程和30km/h减速至15km/h过程中的车速、时间,分析车辆在开启排气制动时的制动效果。测试过程中挡位依据车辆正常驾驶习惯选择。
 
3.2 试验对象
本次试验随机选取国内主流型号的3款装有发动机排气制动的整车,且3台车的吨位不同,发动机功率段不同,在整车底盘测功机上进行试验。底盘测功机为美国宝克公司生产,试验对象信息详见表1。
 
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3.3 试验过程
3.3.1 确定3台车的道路阻力系数
第一台车和第二台车采用行业推荐滑行阻力系数测试,第三台车采用实际道路滑行阻力系数。阻力系数为车辆在满载行驶时所受的阻力,包括风阻、轮胎滚动阻力、车辆内部阻力,计算公式为
 
F=A+Bv+Cv2
 
3.3.2 试验准备
将车辆固定在底盘测功机上,设置相应的阻力系数,并将车辆预热30min。3台车的阻力系数详见表2。
 
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3.3.3 试验过程
按照正常车辆驾驶状况,关闭和打开发动机排气制动,将车辆加速至50km/h,然后在带挡情况下将油门完全松开,速度下降每隔1km/h记录一次时间,直到车速小于30km/h,重复3次;然后将车辆加速至30km/h,按照上述方法滑行至20km/h,记录速度和时间。
 
3.3.4 实验数据分析
在整车底盘测功机上,对3台车的排气制动情况进行测试分析,通过测得的车辆速度和时间来计算车辆的减速度,公式如下
 
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对3台车的制动力进行分析,可以发现:
(1)不同功率段的发动机排气制动引起的车辆减速度的大小和趋势基本相同。
(2)排气制动在车速50-30km/h的速度区间内,按照正常的驾驶习惯挂挡并且滑行过程中,不进行减挡操作,减速度的峰值大约为0.3m/s2 ,减速度会随着车速的降低而降低。
(3)排气制动在车速30-20km/h的速度区间内,按照正常的驾驶习惯挂挡并且滑行过程中,不进行减挡操作,减速度的峰值大约为0.45m/s2 ,减速度会随着车速的降低而降低。
 
总结
排气制动作为辅助制动方式可以有效降低车辆的行驶速度。在不换挡位的条件下,速度逐渐降低的过程中,排气制动的效果也会随着车速的降低而降低;低速挡位下的排气制动效果要大于高速挡位下的排气制动效果。所以在实际行驶过程中,如有需要排气制动的情况,应根据实际车速进行减挡操作,使排气制动达到最佳效果。
来源:ATC汽车底盘

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

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