DCi11發(fā)動機制動技術缺陷和應對措施

陳健

摘 要：

DCi11發(fā)動機是東風商用車有限公司引進法國雷諾技術，融合當今世界先進技術自主創(chuàng)新研發(fā)的一款發(fā)動機。DCi11發(fā)動機有著同級別卡車更高的安全性能，這與其皆可博發(fā)動機制動技術功不可沒，皆可博發(fā)動機制動技術在使用過程中也存在的一定的問題。

關鍵詞：

發(fā)動機制動；DCi11發(fā)動機；工作原理

中圖分類號：TB

文獻標識碼：A

doi：10.19311/j.cnki.16723198.2016.10.098

現(xiàn)代貨車都是向著大功率，高車速，高效率，低車重，低油耗的方向發(fā)展。這對汽車制動系統(tǒng)也是一個很大的挑戰(zhàn)，特別是一些大型牽引車在長距離的下坡時，長時間踩著行車制動踏板，制動器的功率比發(fā)動機的功率大得多，導致常規(guī)制動系統(tǒng)摩擦生熱，大量的制動熱不宜散出或者散出速度沒有產(chǎn)生熱量的速度快，致使汽車制動器溫度急劇上升，制動器摩擦片失效，這必然使制動力下降，給貨車行駛帶來了安全隱患。為了保證行車制動的穩(wěn)定性，DCi11發(fā)動機選擇了增加一套輔助制動器，即發(fā)動機制動。

1 DCi11發(fā)動機制動簡介

傳統(tǒng)的制動系統(tǒng)是獨立于發(fā)動機而安裝在底盤上，屬于底盤的四個組成系統(tǒng)之一的制動系統(tǒng)。傳統(tǒng)的制動系統(tǒng)包括駐車制動系統(tǒng)和行車制動系統(tǒng)兩套獨立的制動系統(tǒng)，這兩套獨立的制動系統(tǒng)都是通過加大汽車車輪的摩擦力矩，限制汽車車輪轉(zhuǎn)速來實現(xiàn)汽車減速或者停車的作用。而發(fā)動機制動技術和傳統(tǒng)的制動系統(tǒng)完全不同，發(fā)動機制動系統(tǒng)是發(fā)動機的組成部分，對于DCi11發(fā)動機而言，指的是發(fā)動機缸蓋上相配合的皆可博發(fā)動機制動器。圖1為皆可博發(fā)動機制動器。皆可博制動器不是一個獨立的機構，它同發(fā)動機的配氣機構、渦輪增壓器以及控制系統(tǒng)共同作用吸收發(fā)動機的轉(zhuǎn)速動力，可以降低汽車發(fā)動機的轉(zhuǎn)速，但不能使發(fā)動機停轉(zhuǎn)的裝置。

2 DCi11發(fā)動機制動的工作機理

傳統(tǒng)柴油發(fā)動機正常工作時一個工作循環(huán)有著四個行程，分別是吸氣行程、壓縮行程、做功行程和排氣行程。圖2為無發(fā)動機制動器發(fā)動機的工作循環(huán)。在做功行程中，進排氣門都關閉，活塞在上止點，氣缸內(nèi)霧化的柴油經(jīng)壓縮行程對燃料加壓做功，內(nèi)能增加，溫度上升，壓然柴油顆粒。燃料的化學能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，再將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為活塞向下止點加速的動能，再通過活塞連桿組的作用，將活塞的直線運動動能轉(zhuǎn)化為曲軸的周轉(zhuǎn)運動動能輸出。而其余三個行程都是利用發(fā)動機曲軸的轉(zhuǎn)動慣量實現(xiàn)轉(zhuǎn)動。也就說在這四個循環(huán)中，只有做功行程產(chǎn)生動能做正功，其余三個行程消耗動能做負功。

有發(fā)動機制動器的發(fā)動機工作循環(huán)同普通發(fā)動機相似，唯一不同之處就在做功行程終了時，打開排氣門，將高壓空氣釋放到排氣系統(tǒng)，即“壓縮釋放”過程。如圖3，DCi11發(fā)動機的工作循環(huán)。發(fā)動機制動器的本質(zhì)就是將產(chǎn)生能量的柴油發(fā)動機變成了吸收能量的空氣壓縮機。工作原理是改變發(fā)動機排氣門的配氣相位，在壓縮沖程即將結束時，開啟排氣門，這樣發(fā)動機在壓縮缸內(nèi)氣體時所做的功，便被釋放到排氣系統(tǒng)，能量不會返回到活塞上，車輛的沖量通過車輪和傳動系統(tǒng)傳到發(fā)動機，并成為反拖發(fā)動機運轉(zhuǎn)。

DCi11發(fā)動機擁有著以上作用，皆可博發(fā)動機制動器功不可沒，圖4為DCi11發(fā)動機的發(fā)動機制動器的結構原理圖，主要有電磁閥、控制閥、主動活塞、從等活塞等部件構成。

2.1 皆可博發(fā)動機制動器啟動工作

電源開關被接通時，和該發(fā)動機電子控制裝置確定進行時，供給到發(fā)動機制動電磁閥的電壓將準備，制動電磁閥的電壓供給會準備就緒，準備隨時啟動。之后，當駕駛員松開加速油門踏板，離合器接合，發(fā)動機制動電磁閥立即施加電壓時，電磁閥被通電時，閥門開啟，發(fā)動機油流入控制閥，控制閥的壓力上移，并且其內(nèi)部的球形閥離開閥座，使油流入高壓電路。主動活塞經(jīng)受壓力開始向外移動，接觸搖臂，擺動凸輪轉(zhuǎn)動原因增加次級活塞的壓縮回到殼體，從而使剎車油被壓回控制閥，從而使球閥閥座，在該裝置中，以形成一個液壓鎖?，F(xiàn)在的初級和次級液壓活塞路徑之間形成密封的液壓通路。所以與主活塞的運動和同步次級活塞響應，排氣門打開，將壓縮的高壓氣體釋放至排氣岐管中，使得做功行程轉(zhuǎn)換成壓縮釋放，實現(xiàn)發(fā)動機的制動作用。

2.2 皆可博發(fā)動機制動器停止工作

一旦駕駛員壓下離合器踏板或節(jié)流閥，電磁閥立即中斷油壓的電壓下降時，控制閥使得內(nèi)彈簧足以其頂端回原位，剩余油的初級和次級電路立即壓出在不存在液壓時，制動活塞將離開搖臂和閥，從而禁止發(fā)動機制動恢復正常工作周期。

3 DCi11發(fā)動機制動特性

3.1 安全性

保證車輛下坡可控：使用發(fā)動機制動器，可合理控制車速，從而使車輛快速安全的到達坡底。

有效縮短剎車距離：發(fā)動機制動器瞬間響應，有效縮短制動時間約1秒鐘，當東風天龍卡車以每小時60公里的速度行駛時，可縮短剎車距離長達16米。

避免車輪制動失靈：車輪制動在連續(xù)使用3-5分鐘后，剎車片溫度急劇上升，磨損加劇，制動效果驟降，甚至會導致剎車失靈，存在安全隱患，使用發(fā)動機制動器，能夠減少85%的車輪制動需求，從而能有效避免因剎車失靈導致的交通事故。

3.2 經(jīng)濟性

減少保養(yǎng)成本：減少剎車片的使用頻率，延長剎車片使用壽命，大幅減少剎車片的更換次數(shù)。減少輪胎與地面的磨損，提高輪胎的使用壽命。

提高燃油經(jīng)濟性：卡車輕量化，節(jié)省制動系統(tǒng)淋水器的安裝。下破速度快，上坡更加容易，維持車輛經(jīng)濟行駛速度。

4 DCi11發(fā)動機制動的缺陷和應對措施

4.1 DCi11發(fā)動機制動技術缺陷

發(fā)動機制動技術的使用能夠使車輛的使用安全性大大提高，在國外卡車上已經(jīng)較為普及。在我國只在東風DCi、玉柴6K12等不多的系列卡上得以使用，主要問題是皆可博發(fā)動機制動器制造精度較高，生產(chǎn)成本高。

由以上三個數(shù)值進行對比發(fā)現(xiàn)，發(fā)動機的制動力相比發(fā)動機正常做工時的力要小得多，故發(fā)動機的制動力較小，導致車輪的制動力矩較小。在發(fā)動機制動工作時，制動效能隨著發(fā)動機的轉(zhuǎn)速升高而增加，為了獲得較好的制動效能，只能掛低速擋發(fā)動機高速旋轉(zhuǎn)，發(fā)動機的高速旋轉(zhuǎn)將會帶來很多的弊病，如發(fā)動機制動時噪音較大，增加駕駛員的緊張感，降低車內(nèi)人員的舒適性，還會使發(fā)動機各部件受力增加或者改變，對發(fā)動機的使用壽命有一定影響。

4.2 DCi11發(fā)動機制動缺陷應對措施

發(fā)動機制動系統(tǒng)是使長下坡車輛速度減小，不能使車輛停止，是一套輔助制動裝置，以現(xiàn)代的汽車技術很難將發(fā)動機的制動力提高太多。但是噪音在一定程度上還是可以降低的，一般可通過提高發(fā)動機各部件的零件精度和表面質(zhì)量或者提高車內(nèi)隔音效果，降低發(fā)動機的噪音，來提高車內(nèi)人員的舒適性，降低駕駛員的緊張感。提高發(fā)動機核心零件的硬度和韌性，選擇合適的零件尺寸，可保證核心零件所受壓力增大或者改變時，也能應對自如。

5 結語

DCi11發(fā)動機采用發(fā)動機制動技術，提高汽車的使用安全性，保證車輛下坡可控，避免車輪制動失效，縮短剎車距離；提高汽車使用時的經(jīng)濟性，減少保養(yǎng)車本，降低汽車油耗，提高輪胎使用壽命。但也存在著一定的缺陷，只要制造企業(yè)對零件的精度要求更高，將汽車的隔音效果做得更好，發(fā)動機制動技術還是有著非常大的發(fā)展前景。隨著研究的進一步深入，發(fā)動機制動功能將日漸成熟和普及，并逐步走向其它品牌卡車發(fā)動機。

參考文獻

[1]崔曉娟.發(fā)動機制動技術在CA6DL柴油機上的應用開發(fā)[D].長春：吉林大學，2007.

[2]東風汽車有限公司商用車發(fā)動機廠.DCi11發(fā)動機介紹.http：//wenku.baidu.com/view/b1db982d2b160b4e767fcfe1.html，20121031/2016412.