文|余說百事

編輯|余說百事

隨著汽車技術的發展和道路條件的改善，現代汽車的車速越來越高，發動機功率越來越大，汽車的載重能力即汽車質量也有了很大的增加。

而汽車的運行阻力以及車輛內部的摩擦損失越來越小，這就意味著車輛自身的減速能力降低。

隨著汽車保有量的急劇增加，道路行車密度日益增大，導致交通事故不斷發生，己引起了公眾對道路交通安全的密切關注。這些因素對汽車制動裝置提出了更加苛刻的要求。

汽車輔助制動系統的作用隨著汽車技術的發展和道路條件的改善，現代汽車的車速越來越高，發動機功率越來越大，汽車的載重能力即汽車質量也有了很大的增加。

而汽車的運行阻力以及車輛內部的摩擦損失越來越小，這就意味著車輛自身的減速能力降低。

另一方面，隨著汽車保有量的急劇增加，道路行車密度日益增大，導致交通事故不斷發生，己引起了公眾對道路交通安全的密切關注。

這些因素對汽車制動裝置提出了更加苛刻的要求。

對整車質量較大的商用汽車而言，雖然、等先進技術的采用大大提高了制動系統的性能。

但制動器的溫度過高和制動片的磨損仍然是困擾其制動系統的兩大問題，前者嚴重影響了制動效能同時加速了制動器磨損，后者帶來了使用成本的增加。

尤其是頻繁制動的城市公交客車和長年行駛在山區的載貨汽車、長途大型客車，普遍存在制動器摩擦片使用壽命短。

由于車輪輪毅發燙產生的熱衰退致使制動性能下降，以及輪胎易分層造成早期爆裂的弊病，嚴重者有時甚至危及乘客和財產的安全。

因此，為了保證現代高速重載車輛的制動安全性能，在大型商用車上增加輔助制動裝置己是不可或缺并成為一種發展趨勢。

輔助制動裝置的作用就是使汽車在不使用或少使用行車制動器的情況下，使汽車速度降低或保持某一速度，但不能將車輛緊急制停，這種作用稱為緩速作用。

輔助制動裝置中用以產生制動力矩對車輛起緩速作用的部件稱為緩速器。緩速器作為車輛的輔助制動部件又稱第三制動系統。

通過作用于原車的傳動系統而減輕原車制動系統的負荷，使車輛均勻減速，以提高車輛制動系統的可靠性，延長制動系統的使用壽命。

并能因此大幅降低車輛使用成本發動機制動技術及其應用情況汽車發動機拖動和排氣緩速器的研究歷史比較長。

發動機是車輛的心臟，通常作為動力輸出設備為車輛的工作提供能量支持。

由于發動機運轉時需要克服自身內部的機械摩擦損失等，當切斷發動機供油，離合器結合的時候，依靠發動機制動的工作機理及性能分析研究汽車的運動帶動發動機運轉。

此時發動機被動運轉時的功率消耗對于車輛有減速效果，即為發動機拖動作用。

由于發動機拖動的制動能力非常有限，因此人們不斷的對發動機被拖動時的工作過程進行研究，并采用多種方法來影響或改變這一工作過程，以期提高發動機作為制動器的工作效率’。

其中改進方法之一就是通過關閉排氣管道來增加發動機的排氣背壓，從而增強制動效果，這種類型的制動器即為發動機排氣緩速器。

發動機排氣緩速器最早出現在第一次世界大戰期間的阿爾卑斯山區，使用排氣緩速器可以將制動能力提高一倍左右。

發動機排氣緩速器的發展歷史較長，并由于其結構簡單、緊湊、安裝方便、成本低廉等一系列優點得到廣泛的應用。

目前幾乎所有的重型載貨汽車和大型客車上都可以選裝發動機排氣緩速器。發動機排氣緩速器在國內的應用也已經相當普遍，各種國產的重型載貨汽車或大中型客車都裝配有或可以選裝發動機排氣緩速器。

國內對于發動機排氣緩速器的研究始于八十年代，目前已經取得一定的研究成果，很多廠家擁有了對發動機排氣緩速器的生產以及開發能力。

如湖北力美制動元件股份有限公司、浙江萬安集團、玉環汽車附件廠、浙江博力機電制造有限公司、東風汽車裝備公司汽車零部件公司、玉環榮達機械有限公司等。

當發動機在被拖動過程中將排氣門始終打開某一較小的開度時，也可以使制動效果得到一定程度的增加，稱為發動機泄漏緩速器。

在世紀年代，康明斯公司的創始人等人認為對發動機制動能力的開發程度遠遠低于發動機的制動潛力，于是通過對發動機工作過程的調整，發明了發動機減壓緩速器。

年月第一批裝備了發動機減壓緩速器的汽車出現在市場上，隨后陸續開發了各種型號的發動機減壓緩速器以匹配不同品牌的發動機。

經過余年的不斷開發、改進和在各種品牌發動機、各種車輛上的裝車使用，大量的實際使用結果表明，發動機減壓緩速器在技術上是可行的。

并且采用發動機減壓緩速器完全能夠滿足車輛輔助制動的需求，保證了汽車的制動安全性能，同時提高了平均行駛速度，獲得了良好的運輸經濟效益。

發動機制動技術在國內外研究情況對于發動機制動能力的利用由來己久，人們通過各種方法對發動機的工作過程進行影響。

不斷增加發動機制動工作時的制動功率，使發動機在制動工作時可以產生與發動機燃燒工作時大小相當的功率，甚至可以比發動機正常燃燒工作時發出的功率更高。

目前國內對于發動機制動能力的利用還停留在發動機排氣緩速器的應用水平，發動機減壓緩速器最初只是在進口的整車上或者車輛上配置的進口發動機上出現。

近兩年來，國內一些公司以技術引進或合作等形式也開始了發動機減壓緩速器的研究和開發，如濰坊柴油機廠、無錫柴油機廠等。

另外，重慶良馬發動機制動器有限公司與廣西玉柴機器集團有限公司合作，通過對國外產品的研究，仿制開發了發動機減壓緩速器，目前已取得初步成果。

雖然國外的一些公司對于發動機制動能力的利用水平較高，技術實力雄厚而且產品趨于成熟，但出于對自身技術資料和潛在市場的保護，國外各發動機緩速器的生產公司很少公開發表自身產品的技術資料。

因此，國內要開發具有自主知識產權、性能優良而且可靠性高的發動機緩速器，還有很多工作要做。發動機減壓緩速器的自動控制發動機泄漏緩速器利用發動機進行制動的技術途徑多種多樣。

除以上幾種發動機緩速器之外，市場上還出現了以下幾種在壓縮和膨脹過程中始終開啟排氣門的發動機泄漏緩速器。

現分別介紹如下德國公司通過對排氣緩速器的改進，在搖臂系統中內置潤滑油道，形成了新的排氣泄漏緩速器。

潤滑油道支柱調節螺釘單向閥，活塞圖公司的新型發動機泄漏緩速器。

發動機制動的工作機理及性能分析研究這種排氣泄漏緩速器的工作原理為當排氣緩速器的蝶形閥關閉時。

排氣管內產生較高的排氣背壓，此時當活塞位于進氣行程下止點時，缸內壓力較低，排氣門兩側產生較大的壓差，產生開度較小的排氣門二次開啟。

由于潤滑油通過油道進入小活塞和搖臂之間的空隙，并被支柱和單向閥密封，使得排氣門的這一開度在接下來的壓縮和膨脹行程中始終保持，從而使缸內充量在壓縮和膨脹行程中外泄。

減少膨脹行程中充量對活塞的做功，增加了發動機的制動功率。奔馳公司的發動機緩速器工作原理與詩公司基本相同。

如圖所示，只是采用獨立的減壓小氣門。當排氣蝶形閥關閉時，在減壓氣門頭部由于壓差產生作用力。

同時利用高壓氣體驅動位于減壓氣門桿頭部的氣動活塞，使減壓氣門在制動時打開，連通排氣管和燃燒室。

在這種發動機緩速器中，減壓氣門在發動機的四個沖程中始終保持開啟狀態。

根據前面的分析可以知道，通過調整發動機減壓緩速器的工作擋位和變速器的擋位，可以使汽車在不同的坡度上以希望的穩定車速下坡。但此時駕駛員必須不斷地判斷道路坡度的大小。

并根據坡度和希望的車速調整變速器擋位以及發動機減壓緩速器的擋位，勞動強度較大。

因此本文擬采用自動控制的方式保證汽車在各種坡度的道路上下坡時都能穩定在希望的車速附近。

為了計算不同發動機轉速下的制動功率，首先用最小二乘法對圖中發動機減壓緩速器各擋位下的制動功率進行擬合，并給出了“制動系數’、“制動能力利用系數”等定義以評價對于發動機制動能力的利用水平建立了發動機拖動，發動機排氣緩速器、發動機泄漏緩速器、發動機減壓緩速器的數學模型。

以及發動機泄漏緩速器與發動機排氣緩速器聯合工作時的數學模型，通過數值計算方法分析了每一種發動機緩速器的工作性能、對于發動機制動能力的利用程度以及相關參數對發動機緩速器的性能影響。

本文通過對發動機制動技術和發動機緩速器排氣緩速器、泄漏緩速器、減壓緩速器等的工作過程與作用機理的介紹，分析了發動機作為制動裝置在汽車輔助制動系統中的作用以及目前國內外對于發動機制動能力的開發和利用情況通過對發動機工作過程的研究。

分析了發動機制動時增加發動機制動功率的方法，提出了發動機制動工作時的最佳工作過程通過對發動機拖動、發動機排氣緩速器、發動機減壓緩速器。

發動機泄漏緩速器等發動機制動方式的模擬計算和實驗分析，表明發動機拖動時的制動能力最小，這是因為發動機拖動工作時產生的制動功率中一部分為機械損失功率，一部分為換熱損失、泵氣損失功率等，在發動機拖動情況下，缸內指示功率最小，對發動機的制動能力利用程度最低。