重型商用车液力缓速器冷却系统设计

管勇博，李璋靓，何毓

（陕西重型汽车有限公司，陕西 西安 710200）

重型商用车液力缓速器冷却系统设计

管勇博，李璋靓，何毓

（陕西重型汽车有限公司，陕西 西安 710200）

∶介绍重型商用车匹配液力缓速器车型冷却系统的布置、设计的相关要求和安装注意事项。

∶液力缓速器；冷却系统；设计

10.16638/j.cnki.1671-7988.2016.09.014

CLC NO.: U463.53+3Document Code:AArticle ID: 1671-7988 (2016)09-35-03

概述

液力缓速器，也称液力减速器，通常安装在变速器与传动轴之间，它依靠工作轮内液流的作用将车辆的动能转化为液体的热能，再通过散热器散热的方式实现车辆的制动，提高车辆行驶安全性。液力缓速器是液力耦合器的一种派生类型，虽然它并非传动件，而是耗能减速的制动原件[1]。当要进行缓速制动时，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，产生缓速作用。它依靠工作轮腔内液体循环流动对定轮叶片的冲击作用，将车辆动能转化为液体热能，再通过一定冷却散热方式将热能散发出去，从而实现车辆减速制动[2]。缓速器停止工作时，由于油液离心作用被挤出工作腔，缓速器失去制动作用。液力缓速器的工作原理示意图如图1所示[3]。

现国内重型商用车液力缓速器较多运用于牵引车上，自卸车、载货车、专用车等车型也越来越多客户要求加装液力缓速器。本文以法士特液力缓速器为例，说明缓速器冷却布置的要领。

图1　液力缓速器工作原理示意图

1、液力缓速器冷却系统布置

带有液力缓速器的车辆，冷却系统主要结构如图2所示。

液力缓速器冷却系统零部件数量和种类多，各类零部件的设计和安装均应遵守一定的准则和经验。

1.1液力缓速器的选用

市场上有并联和串联两种缓速器，见图3根据市场使用反馈，采取合适本企业的缓速器。例如某公司的车型原来匹配并联和串联缓速器后来统一为并联缓速器大大减少了零件的品种，减少了物流和生产组织压力。

图2　缓速器冷却系统三维示意图

图3　缓速器类型

1.2冷却模块的选用

缓速器热交换器串联在发动机冷却水路中，所需散热量超过发动机的散热量，因此需要选用散热量更大的冷却模块，因此应选用大一型号的散热模块，以保证冷却液不过热。通常可在原有散热器基础上将芯子加宽或加大（中冷器可不加大）即可满足缓速器使用条件。某车型缓速器冷却模块见图4。

图4　冷却模块

1.3膨胀箱的选用

膨胀箱膨胀容积为冷却液总容积的6%左右，计算总容积时应计算包括散热器、常规发动机冷却水路、缓速器管路和缓速器内部水室在内的容积，计算出冷却系统总容积。膨胀箱容积应占冷却液总容积应得11%-17%，即可满足使用要求，不会出现反水现象。某车型缓速器用膨胀箱结构见图5。

图5　膨胀箱

1.4冷却系统钢管的设计

管路设计应平顺，尽量减少折弯，减少冷却液流动水阻。[4]钢管折弯角在合理范围内应尽量大，在空间允许的情况下一般选择不小于管径的1.5倍，刚管的直段需大于50mm,以扁安装胶管过度和卡箍的打紧。刚管两端应设计滚筋，管口与胶管过盈配合，滚筋突出管子表面0.5到2mm左右，增强密封性，预防冷却液泄露。非特殊情况钢管的设计不允许拼焊，需采用由折弯机折弯一次成型的钢管。缓速器管路较长，每根钢管应至少设计一个支架以保证缓速器水管安装可靠。装配到车辆的冷却水管须避免带电，与发动机接口应对齐[5]。

图6　钢管件结构

1.5胶管的设计和安装

胶管应具有良好的密封性，耐老化性。常用的胶管材料为EPDM，部分受力大的局部区域胶管可选用内氟外硅胶管。胶管系列化设计，胶管插入深度不小于45mm,以保证链接的可靠性。图7列举了两种常用材料，左边胶管材料为EPDM，右边胶管材料为内氟外硅。

图7　胶管

1.6支架的设计

支架设计应固定于动力总成（发动机、变速器、缓速器）上，不允许固定于车架上。固定长于1m的钢管时支架应增加翻边或加强筋增加支架强度。图8示例是一款带有翻边和加强筋的缓速器管路支架。

图8　一种缓速器管路支架

1.7卡箍的选用

卡箍应选用带有预紧力的卡箍，如部分T型卡箍。拧紧力矩大的卡箍方便装配力矩控制，力矩小的卡箍装配难度大，工具采购困难，容易打紧力过大，使卡箍撕裂或滑脱起不到打紧作用，导致车辆行驶过程中脱落漏水。图9列举了一种常见的T型卡箍结构。

图9　一种T型卡箍结构

1.8其他总体设计方案注意事项

1）冷却水路布置不能超过发动机的最高点，并与驾驶员的座舱有一空间。

2）必须保证冷却系统和水管可靠通风。

3）缓速器水管与热源件的距离大于50mm。

[1] 秦娜.吴光强.双离合器式自动变速器液压系统分析与建模［J］.汽车科技.2009,(4):48-51.

[2] 王守诚,容一鸣.液压与气压传动［M］.北京:北京大学出版社,2008.

[3] 张玉玺,程秀生,刘维海,等.液力缓速器的实验研究[J].工程机械,2007（11）.

[4] 马建,陈萌删,余强,缓速器对汽车制动稳定性影响评价[J].交通运输工程学报,2002,2（1）:2015-109.

[5] 姚仲鹏,王新国.车辆冷却传热[M].北京:北京理工大学出版社,2001.

Heavy duty commercial vehicle hydraulic retarder cooling system design

Guan Yongbo, Li Zhangliang, He Yu
(Shaanxi Heavy Duty Automobile CO. Ltd, Shaanxi Xi'an 710200)

The paperintroduces the layout of heavy duty commercial vehicle hydraulic retarder cooling system, the design requirement and the installation notes.

Hydraulic retarder; cooling system; design

∶U463.53+3

∶A

∶1671-7988 (2016)09-35-03

管勇博（1984-），男，助理工程师，就职于陕西重型汽车有限公司汽车工程研究院。主要从事发动机冷却系统和进气系统设计。