摩擦生熱,物理老師講的,如此簡(jiǎn)單的道理,讓我們的生活多了如此多的樂(lè)趣,有多少藍(lán)孩紙就是靠搓搓手,捂捂手獲得TA的芳心。
然而有一種摩擦生熱卻沒(méi)有這么美妙,眾所周知汽車在行駛中不可避免的要采取制動(dòng)措施,拜各位物理學(xué)家和生活常識(shí)所賜,目前汽車制動(dòng)全靠摩擦產(chǎn)生的阻力,然而車輛制動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的熱量大到可以引發(fā)爆胎,造成事故。同時(shí),制動(dòng)器長(zhǎng)時(shí)間過(guò)熱會(huì)造成熱衰減,同樣會(huì)導(dǎo)致剎車失靈。
那么問(wèn)題來(lái)了,現(xiàn)階段有沒(méi)有很好的辦法,可以不完全依靠摩擦就能讓車輛減速呢?
答案是有的。機(jī)智的人類早已經(jīng)從兩個(gè)方面來(lái)想辦法解決這個(gè)大問(wèn)題,一個(gè)方向是從動(dòng)力源頭出發(fā),即發(fā)動(dòng)機(jī)缸內(nèi)制動(dòng);另一個(gè)方向是從傳動(dòng)系統(tǒng)入手,這就是液力緩速器。下邊我們分別來(lái)聊聊這兩條技術(shù)路線。
排氣制動(dòng)
發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)最初并不是主動(dòng)的制動(dòng)行為,而是指駕駛員在車輛行駛中,松開(kāi)油門(mén)踏板,但不踏下離合器,利用發(fā)動(dòng)機(jī)的壓縮行程產(chǎn)生的壓縮阻力,內(nèi)摩擦力和進(jìn)排氣阻力對(duì)驅(qū)動(dòng)輪形成制動(dòng)作用,也就是老司機(jī)常說(shuō)的“拖檔走”。不過(guò)隨著技術(shù)的進(jìn)步,生產(chǎn)制造的水平不斷提高,發(fā)動(dòng)機(jī)在怠速狀態(tài)下的制動(dòng)力越來(lái)越小。
與其被動(dòng)的阻力不夠用了,何不對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行改造,令其產(chǎn)生阻力呢?在這種設(shè)計(jì)思路之下,排氣制動(dòng)技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。
排氣制動(dòng)是通過(guò)排氣制動(dòng)蝶閥,對(duì)氣缸排出的廢氣產(chǎn)生阻力,進(jìn)而產(chǎn)生制動(dòng)力。排氣制動(dòng)蝶閥安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)排氣軟管后段,當(dāng)需要發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)時(shí),氣壓通過(guò)排氣制動(dòng)蝶閥的工作缸,使工作缸內(nèi)的氣活塞動(dòng)作,從而帶動(dòng)推桿使蝶閥閥片轉(zhuǎn)動(dòng)90度,關(guān)閉排氣軟管,使發(fā)動(dòng)機(jī)排氣受阻,當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)排氣受阻時(shí),反向使得發(fā)動(dòng)機(jī)缸體內(nèi)的活塞在排氣行程受阻,該阻力作用即為發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)作用,此制動(dòng)力通過(guò)車輛的傳動(dòng)系統(tǒng)傳遞給車輪,進(jìn)而減慢車速,
該制動(dòng)方式可以減少制動(dòng)系統(tǒng)的工作時(shí)間,降低制動(dòng)系統(tǒng)的磨損,延長(zhǎng)其使用壽命,更重要的是排氣制動(dòng)可有效減少制動(dòng)系統(tǒng)的熱衰減,杜絕爆胎或制動(dòng)失靈的發(fā)生。
電渦流緩速器
然而面對(duì)重車長(zhǎng)距離下坡,排氣制動(dòng)所能產(chǎn)生的制動(dòng)力會(huì)略顯不足,加之一直有未經(jīng)證實(shí)的觀點(diǎn)認(rèn)為此方式或多或少的會(huì)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生影響,緩速器成為了另一個(gè)選擇。
緩速器目前分為兩大主要流派,一種是電渦流緩速器,另一種是液力緩速器。這兩種緩速器從名字就可以看出采取了不同的技術(shù)路線。
電渦流緩速器安裝在汽車變速箱與驅(qū)動(dòng)橋之間,通過(guò)電磁感應(yīng)原理實(shí)現(xiàn)無(wú)接觸制動(dòng)。作為車輛的輔助制動(dòng)系統(tǒng),是制動(dòng)系統(tǒng)的必要補(bǔ)充,但不能取代主制動(dòng)系統(tǒng)。
電渦流緩速器一般由定子、轉(zhuǎn)子及固定支架組成。緩速器工作時(shí),定子線圈內(nèi)通電產(chǎn)生磁場(chǎng),而轉(zhuǎn)子隨傳動(dòng)軸一起旋轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)子切割定子產(chǎn)生的磁力線,從而在轉(zhuǎn)子盤(pán)內(nèi)部產(chǎn)生渦旋狀的感應(yīng)電流。這樣,定子就會(huì)向轉(zhuǎn)子施加一個(gè)阻礙轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的電磁力,從而產(chǎn)生制動(dòng)力矩。電渦流緩速器所產(chǎn)生的制動(dòng)力矩,可由激磁電流控制裝置來(lái)調(diào)節(jié)。通過(guò)線圈的激磁電流越大,磁場(chǎng)越強(qiáng),制動(dòng)力矩就越大。同時(shí),渦流在具有一定電阻的轉(zhuǎn)子盤(pán)內(nèi)部流通,由于電阻的熱效應(yīng)會(huì)把電能轉(zhuǎn)化為熱能,車輛行駛的動(dòng)能就通過(guò)電磁感應(yīng)和電阻發(fā)熱最終轉(zhuǎn)化為熱能散發(fā)。
電渦流緩速器能夠承負(fù)汽車運(yùn)行中絕大部分制動(dòng)負(fù)荷,使車輪制動(dòng)器溫升大為降低以確保車輪制動(dòng)器處于良好工作狀態(tài),進(jìn)而緩解或避免車輛跑偏、傳統(tǒng)剎車失靈和爆胎等安全隱患。
同時(shí),電渦流緩速器能夠在一個(gè)相當(dāng)寬的轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)提供強(qiáng)勁的制動(dòng)力矩,而且低速性能良好。車速在10公里/小時(shí)的時(shí)候,緩速器就能提供緩速制動(dòng);車速達(dá)到20公里/小時(shí),緩速器就能達(dá)到最大的制動(dòng)力矩。
另外,電渦流緩速器是一個(gè)相對(duì)獨(dú)立的反應(yīng)靈敏的輔助制動(dòng)系統(tǒng),它的轉(zhuǎn)子與傳動(dòng)軸緊固在一起,任何時(shí)候都能按司機(jī)的意愿提供制動(dòng)力矩,因而它的性能優(yōu)于發(fā)動(dòng)機(jī)排氣制動(dòng)。并且其采用電流直接驅(qū)動(dòng),無(wú)中間環(huán)節(jié),其操縱響應(yīng)時(shí)間非常短,僅40毫秒。
在使用過(guò)程中,由于電渦流緩速器的定子和轉(zhuǎn)子之間沒(méi)有接觸,不存在磨損,因而故障率極低,平時(shí)除了做好例行檢查,保持清潔以外,其他工作很少,所以維修費(fèi)用極低。而且,由于電渦流緩速器能夠承擔(dān)車輛大部份制動(dòng)力矩,因而能夠延長(zhǎng)輪制動(dòng)器的使用壽命,降低用于車輛制動(dòng)系統(tǒng)的維修費(fèi)用,提高經(jīng)濟(jì)效益。據(jù)統(tǒng)計(jì),安裝電渦流緩速器的車輛,其車輪制動(dòng)器壽命至少可以延長(zhǎng)4-7倍,輪胎壽命延長(zhǎng)20%。
液力緩速器
而液力緩速器是利用液體阻尼產(chǎn)生緩速作用的裝置。液力緩速器的定子又是緩速器殼體,與變速器后端或車架連接,轉(zhuǎn)子通過(guò)空心軸與傳動(dòng)軸相連,轉(zhuǎn)子和定子上均鑄出葉片。
液力緩速器工作時(shí),借助于控制閥的操縱向油池施加壓力,使工作液充人轉(zhuǎn)子和定子之間的工作腔內(nèi)。轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)通過(guò)工作液對(duì)定子作用一個(gè)轉(zhuǎn)矩,而定子的反轉(zhuǎn)矩即成為轉(zhuǎn)子的制動(dòng)轉(zhuǎn)矩,其值取決于工作腔內(nèi)的液量和壓力(視控制閥調(diào)定的制動(dòng)強(qiáng)度檔位而定),以及轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速。
汽車動(dòng)能消耗于工作液的摩擦和對(duì)定子的沖擊而轉(zhuǎn)換為熱能,使工作液溫度升高。工作液被引入熱交換器中循環(huán)流動(dòng),將熱傳給冷卻水,再通過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)散出。
通過(guò)這種方式,在經(jīng)過(guò)液力緩速器的制動(dòng)作用后,在傳動(dòng)系統(tǒng)上形成制動(dòng)力,該制動(dòng)力傳遞給車輪,即可降低車速。
無(wú)論是發(fā)動(dòng)機(jī)排氣制動(dòng),還是緩速器的運(yùn)用,都是以減少使用傳統(tǒng)制動(dòng)系統(tǒng)使用頻率為目的,進(jìn)而減少制動(dòng)系統(tǒng)過(guò)熱帶來(lái)的事故隱患。
雖然目前很多運(yùn)輸人的車上都在用淋水器解決發(fā)熱的問(wèn)題,然而淋水器所帶來(lái)的道路濕滑、散熱效果不佳等問(wèn)題也一直飽受詬病,雖然加裝了上述設(shè)備導(dǎo)致初次采購(gòu)成本會(huì)有所增加,但是在使用中產(chǎn)生的效益和安全保障是顯而易見(jiàn)。
運(yùn)輸人,你心動(dòng)了么?
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