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电涡流缓速器、液力缓速器等汽车缓速器产品应用到重型车辆后,安全性、经济性、舒适性已经获得了广大交通运输单位特别是公交公司的一致认可。
在欧、美、亚洲等各发达国家,电涡流缓速器等汽车缓速器产品已被相关法律强制应用于公交巴士、旅游客车、中型和重型货车等制动强度较大的各类重型车辆上,市场供求状况稳定,产品技术成熟,行业集中度高。
相对而言,中国汽车缓速器行业比国外起步晚了许多,行业中还没有统一的国家产品标准、质量标准,国家对汽车缓速器产品的应用仅限于交通部、建设部出台的部门规章,因此行业内各生产厂家的产品标准各不相同,产品质量参差不齐。
产品市场前景虽然广阔,但目前产品市场的增长幅度较为温和,行业发展需要进一步规范。
随着我国经济快速发展,我国公路状况不断改善,汽车车速也不断提高,然而近年来重型车辆特别是特大型客车、大型客车和重型货车,因制动过热引起爆胎、制动失灵从而引发的交通事故却在逐年上升,例如北京八达岭高速公路和天津京津塘高速公路由于长下坡而事故频发,重型车辆配置汽车缓速器作为辅助制动已变得越来越迫切。
随着人们对交通运输、旅游出行的安全问题越来越关注,各级政府对运输安全责任的高度重视,我国的汽车缓速器行业已逐渐成为交通部、建设部等中央部门高度重视的新兴行业。
汽车缓速器的种类主要包括:
发动机制动/排气制动装置、电涡流缓速器、液力缓速器和永磁式缓速器、自励式缓速器等,其中应用最为广泛的是电涡流缓速器和液力缓速器。
(1)汽车缓速器简介
①发动机制动/排气制动装置
在发动机排气管中装置阀门,当阀门关闭时,把发动机作为空气压缩机来工作。
在排气冲程中,排气歧管中的空气受到压缩,发动机获得负功,从而产生制动力。
发动机制动/排气制动装置结构简单,安装方便;
减少压缩空气的消耗,以保证紧急制动的安全。
这种辅助制动装置在我国早期有过应用,国内一些载重汽车厂家都采用过发动机排气制动装置。
但这种制动方式应用于汽油发动机时,必须在化油器和进气歧管间装设空气旁通管路,并在旁通管路内设置阀门,以使这一阀门和排气管阀门连动,比柴油发动机排气制动装置结构复杂,效果也较差,实际应用较少。
排气制动装置会使车辆行驶时的噪音有较大增加。
②液力缓速器
液力缓速器是通过连接在传动轴上的转子旋转带动液体转动,使液体的动能增加,然后冲击定子上的叶片,造成动能损失并转化为热能,来消耗汽车的动能,起到制动作用。
优点:
1、液力缓速器制动力矩一般在3000N*m以上,适用于12米以上客车和40吨以上货车等高速、大功率车辆,路面适应性强。
2、液力缓速器一般采用水冷方式,制动温度较低,也比较适合运载危险品的专用车辆。
缺点:
1、液力缓速器结构复杂、在低速时制动能力差,工作响应时间相对较长,2、空转时有能量损失,控制要求高,附加油耗大。
3、液力缓速器的成本较高、仅在特大型高档车辆上安装应用。
目前国内还没有成熟的液力缓速器制造厂家(深圳特尔佳和扬州洪泉已有液力缓速器研发机型),德国的ZF公司、VOITH(福伊特)公司和美国通用汽车ALLISON变速箱公司等是全球著名的液力缓速器生产厂家。
目前既单独生产并销售液力缓速器,可以安装于不同类型车辆,又生产自带液力缓速器自动变速箱的公司仅有VOITH(福伊特)公司;
液力缓速器可以与自动变速箱分离销售的有美国通用汽车ALLISON变速箱公司;
其他厂家均以液力缓速器、自动变速箱一体化后销售。
③电涡流缓速器
电涡流缓速器是利用电磁学原理把汽车行驶的动能转化为热能散发掉,从而实现减速和制动作用的装置。
1、结构简单,性价比高;
制动力矩范围广,可达400~3500N*m,适合于各类大中型(5t~50t)的车辆,2、制动反映时间短(仅有40ms,比液力缓速器的响应速度快20倍),无明显时间滞后;
3、工作时噪声很小;
车辆在低速运行时,也可产生较高的制动力矩;
4、易实现自动控制,制动力矩的大小可以通过控制励磁电流来调节,;
5、还具有故障率低,维修方便,可靠性高等优点。
制动减速能力和使用时间长短受转子温度升高、缓速器周围气流条件和环境温度的影响,并且要消耗一定的电能,但目前仍然是国内外使用最广泛的辅助制动系统。
④永磁式缓速器
永磁式缓速器是采用永久磁铁进行励磁,取代了电涡流缓速器中的电磁铁。
这种缓速器可大幅度的实现轻量化、小型化;
几乎不消耗电力(仅电磁阀耗电);
连续使用定子不会过热,能持续不断保持制动力的稳定性和持久性;
在高速范围内制动力也不会降低,且传动轴转速越高,制动力越大;
保养简单,只需定期检查空气间隙即可。
磁铁周向转动式永磁式缓速器结构紧凑、体积小、重量轻,是目前国外市场开发的主流产品之一。
但永磁铁产生的磁场有限,故所产生的制动力矩较小,制动力矩一般小于500N*m,不能提供大小不同的制动力矩。
另外,因采用永磁稀土材料,目前价格昂贵。
目前国内还没有厂家生产永磁式缓速器产品。
⑤自励式缓速器
自励式缓速器是一种无需外接电源,具有自发电功能的辅助制动装置。
这种缓速器能够把汽车的惯性转化为制动力矩来克服惯性,也就是利用惯性来发电,然后形成励磁磁场,进行缓速制动。
自励式缓速器主要由定子、转子、控制器及驱动器四个部分组成。
该缓速器综合了上述缓速器的优点,质量最轻,体积最小且制动力矩具有可调性;
具有自发电功能,无须增加或加大汽车发电机和蓄电池;
节省能量,安装、维护简单;
环保。
但自励式缓速器产生的磁场有限,故所产生的制动力矩较小(制动力矩一般小于500N*m);
制造工艺比较复杂;
散热效果比较差。
上述五种缓速器中,以电涡流缓速器和液力缓速器的应用最为广泛。
(2)国外汽车缓速器发展状况
在欧美、日本等发达国家,电涡流缓速器等汽车缓速器产品已被相关法律强制使用于公交巴士、旅游客车、中型和重型货车等制动强度较大的各类重型车辆上,市场供求状况稳定,产品技术成熟,行业集中度高。
目前国外汽车缓速器的主要产品为电涡流缓速器和液力缓速器,它们根据各自所适用的工作环境分别主导各自的市场。
目前国外汽车缓速器生产厂家主要有法国的TELMA公司、德国的VOITH公司、ZF公司、KLOFT公司,西班牙的弗瑞纳萨(FRENRLSA)公司和克莱姆(KLAM)公司以及日本的东京部品工业(TOKYOBUHIKOGYO)和五十铃/住友(ISUZU/SUMITOMO)等,其产品已发展成多系列,适用于各种类型的车辆。
上述厂家中法国的TELMA公司是世界最大的电涡流缓速器制造商,VOITH(福伊特)公司是世界最大的液力缓速器制造商。
(3)国内缓速器行业的发展状况
国内汽车缓速器行业比国外起步晚了许多,目前行业中还没有统一的国家产品标准、质量标准,国家对汽车缓速器产品的应用仅限于交通部、建设部出台的相关规章。
因此行业内各个生产厂家的产品标准各不相同,产品的质量参差不齐,行业发展需要进一步规范。
由于我国汽车工业以及道路交通的建设相对落后,车辆的载重能力、发动机功率和速度都不高,使用主制动(摩擦制动)基本能够满足汽车制动的安全要求,加上汽车消费者的经济承受能力有限,购买力水平不高,因此各类汽车缓速器在国内研制、生产和应用较晚。
早期,国内汽车辅助制动系统曾采用过发动机制动/排气制动装置。
随着改革开放的深入以及基础设施的大力建设,国内汽车工业近10年来飞速发展,道路质量不断提升,发动机的功率越来越大,发动机制动/排气制动装置存在的制动力不足和不适用于汽油发动机的特性已使其无法满足重型车辆实际运行的要求。
1990年代末法国TELMA公司、西班牙FRENRLSA公司等国外先进厂家把电涡流缓速器销售到了中国,中国汽车缓速器市场开始进入导入期。
目前,国内汽车行业使用的汽车缓速器产品主要为电涡流缓速器,少量车辆使用液力缓速器。
(4)国内汽车缓速器行业的发展趋势
综合国际、国内的行业发展状况,可以看出我国汽车缓速器行业的发展趋势如下:
1、在销售领域,汽车缓速器将会逐步面向中型和重型货车(含半挂车)以及对安全性和可靠性要求较高的特种车辆(如专用车、军车等)市场。
目前,我国汽车缓速器绝大部分用于公交车辆、旅游客车以及长途客车等车辆上。
由于中型和重型货车市场尚未出台有关应用法规,并且该市场回款期较长、可接受成本较低,目前货车缓速器市场的销售量很少。
然而,货车市场空间却大于客车市场数倍以上。
随着汽车缓速器制造规模、工艺、技术的不断提升,成本的进一步降低,加上政策法规的支持,开拓货车市场的局面将到来。
2、在技术领域,国内汽车缓速器的品种将由现阶段仅能生产单一的电涡流缓速器向生产液力缓速器等多品种、多功能发展。
各种汽车缓速器生产厂家将通过不断的技术创新,研发和生产更高层次的、性能更加优越的、集成数据记录通讯等功能的、产品体积更加小巧、产品重量更加轻的汽车缓速器。
3、在产品技术升级方面,随着汽车工业制造水平的提高,计算机系统的大量导入,汽车产品将逐渐向电子化、智能化方向发展。
与此相对应,汽车缓速器产品的控制以及功能的发挥也将趋于机电一体化、智能化,实现与行车电脑(ECU)进行数据通讯与数据交换。
4、行业内的企业整合将在所难免。
随着原材料价格的不断上涨,产品质量要求的不断提高,汽车缓速器产品国家标准的出台导致产品技术门槛的提高,实力较弱、规模小的厂家必然退出缓速器行业。
在行业面临重新洗牌的背景下,行业整合的趋势将不可避免。
2、产业政策和法律法规
(1)、产业发展政策
《中国汽车产业“十一五”规划纲要》明确提出:
我国将着力增强汽车产业的创新能力,大力引导汽车产业加大自主品牌产品的研发和推向市场的力度,扩大自主品牌的市场份额,提高自主品牌的产业竞争力。
《汽车产业发展政策》指出,要培育一批有比较优势的零部件企业实现规模生产并进入国际汽车零部件采购体系,积极参与国际竞争。
汽车零部件企业要适应国际产业发展趋势,积极参与主机厂的产品开发工作。
在关键汽车零部件领域要逐步形成系统开发能力,在一般汽车零部件领域要形成先进的产品开发和制造能力,满足国内外市场的需要,努力进入国际汽车零部件采购体系。
引导社会资金投向汽车零部件生产领域,促使有比较优势的零部件企业形成专业化、大批量生产和模块化供货能力。
对能为多个独立的汽车整车生产企业配套和进入国际汽车零部件采购体系的零部件生产企业,国家在技术引进、技术改造、融资以及兼并重组等方面予以优先扶持。
《当前优先发展的高技术产业化重点领域指南(2007年度)》确定了当前应优先发展的信息、生物、航空航天、新材料、先进能源、现代农业、先进制造、先进环保和资源综合利用、海洋十大产业中的130项高技术产业化重点领域。
其中在第107项“先进制造业中的汽车关键零部件产业”中明确将电涡流缓速器列为优先发展的重点领域。
(2)、有关法律法规
目前我们国家对汽车缓速器安装应用的规定仅限于交通部、建设部出台的部门规章,上述部门规章对客车安装缓速器作出了相关规定,目前我国尚未出台货车是否安装缓速器的相关规定。
上述相关规定主要包括:
①交通部于2006年10月1日发布,自2007年1月1日起实施的JT/T325-2006号《营运客车类型划分及等级评定》
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