ZF液力缓速器

重型汽车行驶在山路，在下很长坡道时，由于车体巨大的惯性，若长时间使用脚刹车控制车速，刹车片很容易过热。有数据表明：刹车片温度达到250℃时，制动效能就会降低到正常情况下的十分之一！这时候想控制车辆减速或停车，根本就不可能了！

CCTV10《死亡高速调查》片段

国家法规GB7258-2017要求总质量≥12吨的货车及总质量＞3.5吨的危险货物运输货车一定配有缓速器或其他辅助制动装置。其目的就在于降低脚刹车负荷，提升车辆运行安全性。

液力缓速器具有制动功率大，可靠性高等其他辅助制动装置（如发动机制动）无法比拟的优势，近年来装车率逐步提高。

一、液力缓速器结构

ZF-Intarder 3液力缓速器可配装在ZF 12挡自动变速箱或16挡手动变速箱上。它安装在变速箱后部，与变速箱输出轴并联安装，且与变速箱共用润滑（工作）油液。

液力缓速器的主要机械部件包括定子、转子、增速齿轮组、齿轮轴、主换向阀、壳体、油泵、热交换器等。

ZF液力缓速器结构

ZF缓速器结构演示

二、缓速器的工作原理

在传动轴驱动下，转子旋转将油液甩向转子外边缘，然后油液冲击定子叶片，之后返回转子旋转中心方向，然后再被甩向外边缘，如此不断循环形成的液流对转子旋转产生阻力，即产生了制动作用，制动扭矩的大小与缓速器充液压力成正比。

液力缓速器结构与液力耦合器十分相似，好比一个输出轴被固定的耦合器。由于输出轴被固定，这个“耦合器”工作时一直处于打滑（过载）状态，不断地将机械能转化为热能，热量被工作油液吸收，最终通过发动机冷却系统散发到大气中去。

缓速器工作时形成的液流

缓速器工作演示

三、液力缓速器液压系统

1、系统组成

液压系统由油泵、主换向阀、开关阀、控制阀、排空阀、吸滤器、热交换器、安全阀、减损装置等组成。

Intarder 3液压系统（缓速器关闭）

开关阀：用于控制系统工作。当它通电时，缓速器内部充液，缓速器开始工作；断电时，缓速器充液油路被切断，缓速器就退出了工作。

控制阀：又称比例阀，用于控制系统的压力，调节制动功率大小。控制阀由PWM信号控制，控制阀输出压力作用于液压泵的弹簧端，油泵输出压力与弹簧端压力成正比。

主换向阀：用于油路切换控制。它是个二位多路换向阀，其位置受开关阀控制。开关阀断电时，主换向阀在弹簧作用下处于下位，缓速器供油通道被切断，排空通道被接通；开关阀通电时，主换向阀在油压作用下上移，接通缓速器供油通道。

排空阀：在缓速器退出工作时打开，将缓速器内部的压力油液排空。

减损装置：由两个液压活塞和受活塞驱动的两个半圆钢片组成。

当缓速器不工作时，两液压活塞在弹簧力作用下向转子旋转中心方向移动，带动两个隔离钢片嵌入到转子和定子之间，切断转子与定子之间的涡流，从而降低缓速器能量损失。

当缓速器工作时，两个液压活塞受液压驱动压缩弹簧径向外移，带动两个隔离钢片退入缓速器壳体切槽中，不再对涡流产生影响。

罐装阀：用于系统快速充液。

安全阀：系统压力过高时，开启泄压，为系统提供保护。

吸滤器：用于滤除油液中的杂质，变速箱换油时，滤芯需要一起更换。

2、缓速器关闭时

开关阀断电处于上位，主换向阀下端面油液通过开关阀排空，主换向阀在弹簧作用下处于下位。油泵通过吸滤器从变速箱抽吸油液，油液流经热交换器后，再通过主换向阀、节流孔、开关阀，最后回流到变速箱底部。由于油泵弹簧室没有油压，油泵输出压力较低。油泵驱动的低压循环，满足变速箱和缓速器润滑和散热需要。

缓速器不工作时的油液循环

3、缓速器打开时

开关阀通电打开，阀芯压缩弹簧下移，油泵输出的压力油液经过开关阀流至主换向阀下端面，推动主换向阀移至上位，缓速器充液通道被接通，完成对缓速器充液。

缓速器充液完成后，转子旋转产生泵油作用（相当于一个油泵），在离心力作用下缓速器靠近转子外边缘的油口出油，靠近旋转中心的油孔进油，油液的循环路径是：缓速器出油口→主换向阀下部→热交换器→主换向阀上部→缓速器进油孔。油泵供油通道并联在循环回路中，根据输出功率需要，对油压进行调节。

缓速器工作时的油液循环

四、液力缓速器电控系统

液力缓速器电控系统组成如下图所示。

欧曼GTL车型液力缓速器电路

1、开关信号

组合开关右手柄用于缓速器控制，开关有OFF、B、1、2、3、4共6个位置。将手柄推至最前方位置为关闭挡；手柄向后拨第一个位置为B挡（恒速挡），在此挡位时，制动扭矩根据车速控制需要随时进行调节，以保持车速恒定；再向后拨动手柄依次为1、2、3、4挡，缓速器输出功率是固定的，且依次增大。各挡开关信号见下表：

缓速器开关各挡信号

开关信号首先通过硬线传递给E模块,然后再通过CAN线传递到缓速器ECU。

2、传感器

油压传感器：为ECU提供油压信号，以监控缓速器制动扭矩。

油温传感器：检测缓速器油温，此信号用于系统保护。当缓速器油温超过145℃时，缓速器开始限制制动功率；油温大于165℃时，功率降为0。

水温传感器：检测热交换器出口水温，此信号用于系统保护。当水温超过95℃时，缓速器开始限制制动功率；超过115℃时，缓速器制动功率降为0。

液力缓速器系统的传感器和执行器

3、执行器

开关阀：用于控制缓速器工作。开关阀通电，缓速器工作；开关阀断电，缓速器退出工作。

比例阀：又称控制阀，用于制动功率控制，其通电电流与工作油压成正比。

4、ECU

ECU接收开关和传感器信号，并进行处理和运算，来完成对缓速器工作的控制。ECU通过CAN与整车通信，系统具有自诊断功能，当系统发生故障时，会存储故障码。

安装于缓速器热交换器上的ECU

五、液力缓速器冷却水路

液力缓速器水路循环如下图所示。配备缓速器车型，缸盖回水经过旁通水阀或缓速器热交换器才能进入节温器壳体。

欧曼配备ZF缓速器车型水路循环图

旁通水阀（蝶阀）安装于节温器下壳体上，它由发动机ECU控制，为电控气动执行器。

当不启用缓速器时，通过弹簧作用使气动缸活塞杆缩回，摇臂驱动蝶阀轴使蝶阀保持在开启位置。

开启缓速器后，发动机ECU为旁通水阀电磁阀通电，电磁阀打开、为气动缸充气，在压缩空气的作用下，活塞杆伸出，驱动摇臂将蝶阀关闭。

旁通水阀执行机构

1、缓速器关闭时：

旁通水阀打开，缓速器热交换器不参与水循环，水路大小循环和无缓速器车型完全一致。

温度低时冷却液通过小循环水管回到水泵入口，冷却液不经过水箱散热，以快速提升水温。当温度升高、节温器开启后，冷却液流经水箱进行散热，以实现对发动机水温控制。

缓速器关闭时水路循环

2、缓速器开启时：

旁通水阀关闭，缓速器热交换器参与水循环，以满足缓速器散热的需要。

缓速器开启时水路循环

ZF液力缓速器集成设计，结构紧凑，与变速箱共用油液，性能稳定，正在逐步成为山区作业卡友的首选下坡神器！