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汽車(chē)緩速器的發(fā)展和法規(guī)探討

發(fā)布時(shí)間:2008年01月27日 00:00 作者:劉增崗 張炳榮 李京 來(lái)源:

  一、汽車(chē)緩速器的發(fā)展歷程

  (一)汽車(chē)緩速器的誕生

  1855 年,法國(guó)物理學(xué)家LeonFoucauit先生發(fā)現(xiàn)了電渦流現(xiàn)象。1903年,法國(guó)工程師STECKEL先生申報(bào)了世界上第一個(gè)電渦流緩速器專(zhuān)利。從20 世紀(jì)30年代開(kāi)始,歐洲一些廠(chǎng)商對(duì)山區(qū)和事故多發(fā)地區(qū)行駛的商用車(chē)使用緩速器的必要性已比較重視。但直到1936 年,法國(guó)JOURDAIN MONNERET 公司才根據(jù)法國(guó)工程師RaoulSARAZIN的另一項(xiàng)電渦流緩速器專(zhuān)利生產(chǎn)了世界上第一臺(tái)電渦流緩速器。由于第二次世界大戰(zhàn)的原因,緩速器的研發(fā)和應(yīng)用被迫停止。戰(zhàn)后,法國(guó)TELMA公司正式購(gòu)買(mǎi)了Raoul SARAZIN的電渦流緩速器專(zhuān)利并開(kāi)始大批量生產(chǎn)電渦流緩速器。并且先后推出了裝在傳動(dòng)軸上的A系列緩速器和裝在變速箱和后橋上的F系列緩速器,使緩速器不僅通過(guò)對(duì)汽車(chē)行駛的安全可靠性,也通過(guò)減少汽車(chē)剎車(chē)蹄塊和輪轂的磨損及維修費(fèi)用的降低所展示的經(jīng)濟(jì)性,從而得到汽車(chē)廠(chǎng)家和汽車(chē)用戶(hù)的接受、認(rèn)可和歡迎。而JOURDAIN MONNERET 公司因?qū)@謾?quán)行為受到司法判決于1951年停止生產(chǎn)緩速器。與此同時(shí),在歐美國(guó)家,其他形式的汽車(chē)輔助制動(dòng)裝置如發(fā)動(dòng)機(jī)緩速器和液力緩速器也相繼問(wèn)世并得到發(fā)展和應(yīng)用。

 

  對(duì)商用車(chē)而言,隨著汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)功率的增高、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的降低、車(chē)速的加快和車(chē)載質(zhì)量的提高,汽車(chē)行駛的安全問(wèn)題變得異常嚴(yán)峻。

  汽車(chē)的主制動(dòng)方式仍然為摩擦制動(dòng),盡管制動(dòng)蹄塊和輪轂的摩擦性能的改善對(duì)一次性剎車(chē)距離的縮短有所進(jìn)步,但對(duì)長(zhǎng)時(shí)間或距離下坡和頻繁制動(dòng)的情況,其制動(dòng)耐久性并無(wú)明顯改觀(guān)。許多先進(jìn)的電子技術(shù)如制動(dòng)防抱系統(tǒng)ABS、電子制動(dòng)系統(tǒng)EBS 以及拖動(dòng)控制系統(tǒng)ASR 的采用在摩擦制動(dòng)系統(tǒng)的有效能力范圍內(nèi)使其可靠性大大提高,但對(duì)制動(dòng)器的溫度過(guò)高和制動(dòng)器的磨損卻無(wú)幫助。

  (二)汽車(chē)緩速器的類(lèi)型和分類(lèi)

  汽車(chē)緩速器按其扭矩的作用形式可分為一級(jí)緩速器(作用在變速箱前端的緩速器)和二級(jí)緩速器(作用在變速箱后端的緩速器)。

  一級(jí)緩速器有發(fā)動(dòng)機(jī)緩速器,包括通過(guò)對(duì)廢氣凸輪調(diào)節(jié)而使發(fā)動(dòng)機(jī)變?yōu)榭諝鈮嚎s機(jī)JACOBS 緩速器和直接通過(guò)閥門(mén)對(duì)排氣筒內(nèi)廢氣封堵FOWA、OETIKER和SMITH緩速器。一級(jí)緩速器由于其制動(dòng)功率較小,難以達(dá)到汽車(chē)制動(dòng)法規(guī)的要求而只能和其他緩速器配合使用;并且由于發(fā)動(dòng)機(jī)噪聲、維修費(fèi)用和變速箱換擋時(shí)離合器分離過(guò)程中緩速器功能失效問(wèn)題,在最終用戶(hù)特別是駕駛員那里都難以接受,使其發(fā)展受到限制。

  二級(jí)緩速器有直接裝在變速箱上的電渦流緩速器和液力緩速器。

  二級(jí)緩速器的功能不受變速箱換擋時(shí)離合器分離的影響,其可靠性已得到廠(chǎng)家和用戶(hù)的普遍認(rèn)可。電渦流緩速器由于其裝配的靈活性不僅可以裝在變速箱上,而且還可以裝在傳動(dòng)軸或后橋上,即可以在汽車(chē)廠(chǎng)家標(biāo)配也可以在出廠(chǎng)后加裝。液力緩速器一般是變速箱廠(chǎng)家隨箱配置的一種緩速器,因此廠(chǎng)家在選擇變速箱時(shí)已替最終用戶(hù)把緩速器選擇了。從形式上講,液力緩速器也只能裝在變速箱上,出廠(chǎng)加裝也幾乎沒(méi)有可能。

  二、有關(guān)汽車(chē)緩速器的法規(guī)

  汽車(chē)工業(yè)的技術(shù)發(fā)展和應(yīng)用總是超前于法規(guī)的制定和實(shí)行。汽車(chē)緩速器發(fā)展過(guò)程也是這樣。在20世紀(jì)30年代,歐洲的汽車(chē)制造廠(chǎng)家和用戶(hù)首先對(duì)行駛在山區(qū)和事故多發(fā)地區(qū)的車(chē)輛安裝使用緩速器。

  但直到1954年7月17日,法國(guó)公共工程部做出決定,對(duì)于行駛在山區(qū)和事故多發(fā)地區(qū)的載質(zhì)量超過(guò)8t的貨車(chē)必須裝配緩速器裝置或經(jīng)過(guò)認(rèn)可的等同裝置。這是全世界在汽車(chē)緩速器應(yīng)用的第一條政府法規(guī)。

  1954年10月,汽車(chē)保險(xiǎn)公司對(duì)20 座位以上(含20座位)的客車(chē)和8t 以上(含8t)的卡車(chē),只要裝備緩速器,就可以把保費(fèi)降5%。

  1955年6月23 日,鑒于緩速器對(duì)車(chē)輛安全作用,法國(guó)允許裝配有緩速器的汽車(chē)加上不超過(guò)500kg額外重量。也就是說(shuō),一輛額定為8t的汽車(chē),其實(shí)際載質(zhì)量可達(dá)8.5t。這就使裝備了緩速器的汽車(chē)用戶(hù)不會(huì)因?yàn)榫徦倨髯陨碇亓慷绊懫?chē)的額定載質(zhì)量。這樣就從立法上即保證汽車(chē)交通運(yùn)輸?shù)陌踩?,又保障了裝備緩速器的汽車(chē)用戶(hù)的經(jīng)濟(jì)效益。

  1956年6月27日,法國(guó)又對(duì)1954年7 月法規(guī)中涉及到的緩速器的等同裝置作了詳細(xì)規(guī)定。即無(wú)論變速箱處于空擋或其他擋位,緩速器裝置能夠保證汽車(chē)在8% 的下坡情況下以40km/h 的速度穩(wěn)定行駛。為了保證這條法規(guī)的實(shí)施,法國(guó)政府還作了如下的試驗(yàn)規(guī)定:在滿(mǎn)負(fù)荷的情況下,車(chē)輛在平坦的路面上把速度從40km/h 降到20km/h 的減速度必須大于 0.55~0.60 m/s2。

  這條法規(guī)不僅在理論上提出了要求,并且在試驗(yàn)上具有操作性。

  1957 年6 月11 日,法國(guó)又對(duì)每區(qū)每省的“被認(rèn)定行駛困難的山區(qū)和事故多發(fā)地區(qū)”作了詳細(xì)界定。 1965年3月26日,法國(guó)又對(duì)裝備緩速器的汽車(chē),允許其后軸加上不超過(guò)400kg的額外載重量。

  1971 年2 月3 日,法國(guó)對(duì)裝備緩速器的汽車(chē)所允許額外載重量的措施放寬到所有車(chē)輛(拖車(chē)+半掛車(chē),卡車(chē)+掛車(chē))。

  1972年3月10日,法國(guó)要求載重等于和大于11t的運(yùn)輸危險(xiǎn)品的汽車(chē)必須裝備緩速器。

  其他國(guó)家,如德國(guó)和摩納哥也通過(guò)立法使客車(chē)必須裝備緩速器。德國(guó)在1955年就引入了剎車(chē)系統(tǒng)耐久的詳細(xì)規(guī)范,并把緩速器稱(chēng)做“第三剎車(chē)”。

  1972年2月,瑞士對(duì)緩速器在車(chē)輛的緩速性能作了詳細(xì)規(guī)定:在車(chē)速?gòu)?0km/h 降到30km/h 的過(guò)程中,緩速器必須使平均減速度至少達(dá)到0.5m/s2。并且規(guī)定在此過(guò)程中,不得進(jìn)行換擋操作,以避免由于離合器分離而造成車(chē)輛失穩(wěn)。

  一些國(guó)家如荷蘭和比利時(shí),因?yàn)樯絽^(qū)較少,沒(méi)有明確的政府法規(guī)出臺(tái),但由于使用緩速器的安全性和積極性和在這些國(guó)家注冊(cè)的車(chē)輛能夠在其他歐洲國(guó)家的自由通行,緩速器的裝配也相當(dāng)普遍。

  1971 年,歐洲共同體正式使用具有剎車(chē)耐久概念的71/320/CEE法規(guī)。對(duì)載重10t以上的貨車(chē)和8位乘客以上的客車(chē)必須經(jīng)過(guò)下坡耐久試驗(yàn)。我們不妨用圖1來(lái)說(shuō)明這兩類(lèi)試驗(yàn):在圖1 中下坡耐久試驗(yàn)滿(mǎn)負(fù)荷的貨車(chē)在6%的下坡道上,不得使用剎車(chē)裝置,貨車(chē)能以30km/h 的穩(wěn)定速度下坡。

  滿(mǎn)負(fù)荷的客車(chē)在7 % 的下坡道上,不得使用剎車(chē)裝置,客車(chē)能以30km/h 的穩(wěn)定速度下坡。

 

  TELMA AC系列緩速器

  歐洲這條法規(guī),對(duì)緩速器的效果作了詳細(xì)規(guī)定,而對(duì)緩速器的類(lèi)型沒(méi)作要求。也就是說(shuō),車(chē)輛無(wú)論采用何種緩速器,只要達(dá)到下坡耐久要求,就可以出廠(chǎng)使用。實(shí)際上,發(fā)動(dòng)機(jī)緩速器已經(jīng)達(dá)不到上述試驗(yàn)要求。而只能和電渦流緩速器或液力緩速器配合使用。

  這條法規(guī)經(jīng)過(guò)1974 年的完善,并根據(jù)由6 家公司專(zhuān)家組成的專(zhuān)委會(huì)于2003和2004年向國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)ISO提交,并形成ISO/TC/SC2 草案。

  這6家公司為:

  1.三大汽車(chē)公司為Daimler-Benz Chrysler、IVECO 和MAN。

  2.三大緩速器公司為T(mén)ELMA、VOITH TURBO 和ZF由此可以看出,這6家公司代表了當(dāng)今汽車(chē)緩速器行業(yè)的發(fā)展水平。

  歐盟成員國(guó)必須遵守這條法規(guī)。但這只是低限,一些國(guó)家由于歷史原因和特定的地理環(huán)境及道路狀況,使用了更嚴(yán)厲的國(guó)家法規(guī)。一些國(guó)家的法規(guī)實(shí)施情況和條件詳見(jiàn)表1。

  三、中外有關(guān)緩速器的法規(guī)比較和探討

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  歐洲法規(guī)的形成經(jīng)過(guò)了50 多年的實(shí)踐,已正在向國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)過(guò)渡。但應(yīng)該看到,汽車(chē)市場(chǎng)對(duì)緩速器的要求已大大地超過(guò)了法規(guī)的要求了。

 

  1.車(chē)輛即使達(dá)到這條法規(guī)的要求,即能以30km/h 的速度下坡6km,最終客戶(hù)也不會(huì)買(mǎi)這樣的車(chē)。

  因?yàn)檫@樣的車(chē)速,老板就沒(méi)有經(jīng)濟(jì)效益可言。因此,歐洲汽車(chē)廠(chǎng)家的內(nèi)部規(guī)定都是以60km/h 的速度下坡6km,以提高其競(jìng)爭(zhēng)力。

  2.隨著汽車(chē)行業(yè)的規(guī)范化,用ISO-TS16949 審核供應(yīng)商已經(jīng)普及,無(wú)開(kāi)發(fā)能力的緩速器供應(yīng)商將被拒之門(mén)外。比如,1998 年,西班牙有12個(gè)緩速器廠(chǎng)家,到現(xiàn)在只有2 家。

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  我國(guó)交通部在1997 年頒布了JT/T325《營(yíng)運(yùn)客車(chē)類(lèi)型劃分及等級(jí)評(píng)定》標(biāo)準(zhǔn),于2002年進(jìn)行了修訂,規(guī)定在大型、中型的高二、高三級(jí)營(yíng)運(yùn)公路客車(chē)上必須安裝緩速器,我國(guó)在1999年發(fā)布的國(guó)家強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)GB12676-1999《汽車(chē)制動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、性能和試驗(yàn)方法》,它采用了ECE 第13 號(hào)法規(guī)(ECER13)《關(guān)于M、N、O 類(lèi)機(jī)動(dòng)車(chē)制動(dòng)的統(tǒng)一規(guī)定》中制動(dòng)系Ⅱ型和Ⅱ A 型試驗(yàn)制動(dòng)性能的規(guī)定,對(duì)裝有緩速器的車(chē)輛的制動(dòng)性能及其試驗(yàn)方法作了規(guī)定。這些規(guī)定盡管比國(guó)外的法規(guī)晚,但對(duì)我國(guó)緩速器行業(yè)的發(fā)展和車(chē)輛行駛的安全起到了積極的作用。

  由于上述標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定及對(duì)緩速器作用的進(jìn)一步認(rèn)識(shí),我國(guó)汽車(chē)緩速器生產(chǎn)廠(chǎng)家和緩速器產(chǎn)量的急劇增加,在市場(chǎng)上也形成了緩速器行業(yè)無(wú)序的競(jìng)爭(zhēng)情況。一些并沒(méi)有能力開(kāi)發(fā)的生產(chǎn)緩速器的廠(chǎng)家盲目上馬,對(duì)車(chē)輛性能、質(zhì)量和安全產(chǎn)生了消極影響,因此必須進(jìn)一步制定有關(guān)緩速器產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn),以規(guī)范緩速器的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)與試驗(yàn),提高產(chǎn)品質(zhì)量及車(chē)輛的安全性,為此建設(shè)部參照《道路車(chē)輛-汽車(chē)和掛車(chē)連續(xù)制動(dòng)系統(tǒng)—試驗(yàn)程序》(ISO/WD12161Roadvehicle-Endurance braking systems ofmotor vehicle and fowed vehicles-Test procedures)于2004年制訂了行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《城市客車(chē)緩速器制動(dòng)性能要求與試驗(yàn)方法》,并且正在計(jì)劃制訂汽車(chē)緩速器的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。

  另外,由于我國(guó)還沒(méi)有針對(duì)貨車(chē)裝備緩速器的法規(guī),2005年12月4 日發(fā)生在北京八達(dá)嶺高速上的重大事故和2006年1月21日發(fā)生在韶關(guān)京珠高速上的客車(chē)車(chē)毀人亡的嚴(yán)重交通事故都是后隨貨車(chē)剎車(chē)失靈造成的。所以,貨車(chē)裝備緩速器的法規(guī)也刻不容緩。

  目前,一些客車(chē)廠(chǎng)家,緩速器廠(chǎng)家和研究單位為促成行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了不懈努力,但至今沒(méi)有見(jiàn)到正式文本頒布。筆者建議涉及到路面交通安全的各部委,協(xié)調(diào)有關(guān)緩速器行業(yè)的廠(chǎng)家和研究單位,組織專(zhuān)委會(huì),盡快出臺(tái)即能反映緩速器的緩速效果,又具有試驗(yàn)方法的可操作性的法規(guī)。

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