颜培兴
(柳州五菱汽车工业有限公司，广西柳州545007 )
摘要：排气制动蝶阀作为一种无衰退的辅助制动系统，由于其结构简单，性能可靠，在使用柴油发动机的栽重汽车及 客车上得到了广泛的应用。但由于传统排气制动蝶阀的缺陷，又限制了它的进一步发展。而恒背压排气制动蝶阀则克服 了传统排气制动蝶阀的缺陷，能最大限度的提高整车的制动功率。另外恒背压排气制动蝶阀还可以与其他类型的辅助制 动器联合使用，以进一步提高整车的制动性能。
关键词：排气制动；无衰减制动；辅助制动
中图分类号：U463.5 文献标识码:A
〇引言
排气制动蝶阀是车辆（特别是重型载重汽车和 大型客车）的一种辅助制动装置，主要用于柴油车，可显著提高车辆的制动性能，不需使用或少使用主 制动器(传统的摩擦制动器)就能将车辆控制在一定 的安全速度范围内，且可以减少主制动器制动毂和 摩擦片的磨损，提高其使用寿命，同时延长主制动器
的维修周期，降低维修成本，提高驾驶的安全性和舒 适性，降低驾驶员的疲劳强度，提高工作效率同时排气制动蝶阀属于无衰退的辅助制动系统，且其本 身并不消耗能量，目前已经成为中重型车辆的标准 配置，并日益向轻型车推广。
1传统排气制动蝶阀的工作原理
排气制动蝶阀一般安装在排气管或涡轮增压器 后端，由单作用的气缸或真空缸带动一个绕中心轴 旋转的阀片组成，其结构如图1所示。阀体两端分别 连接发动机端和排气管端，气缸可以绕中心轴旋转。
车辆正常行驶时，阀片处于打开位置，与气流方 向平行，发动机处于正常的做功状态，废气通过阀体 和排气管排人大气中。当车辆需要减速时，电磁阀接 通，给气缸通气，促使气缸推杆前移，从而推动阀片 绕转轴旋转，关闭发动机排气管，发动机曲轴在车辆 的拖动下被迫进行旋转运动，在压缩和排气行程时，空气在燃烧室内压缩，增加活塞及曲轴的旋转阻力，通过传动系将减速作用传到车轮，以达到降低车速 的目的。
文章编号：1672-545X(2021 )02-0225-04
阀片(关闭位置)
由上述可知，排气制动蝶阀是靠发动机排气端 产生的背压工作的，随着发动机转速的变化而变化，由
于发动机的转速是在一定的范围内变化的，所以 其背压也就不是确定的值。随着发动机转速的提高，其背压也越来越大，超过发动机许可的压力值就会 对发动机本身造成损害，所以通常情况下都是在阀 片上增加泄压孔，以保证最高背压不超过发动机的 许可值。但增加泄压孔的同时又降低了排气制动蝶 阀的灵敏度，尤其是在发动机处于低转速下，制动背 压很难形成，从而导致制动严重滞后，尤其是行驶在 凹凸不平的上下坡时，需要经常使用排气制动，且制 动时间都比较短，由于制动严重滞后，所以往往使其 丧失了制动效果，严重时还会导致事故发生。
2恒压排气制动蝶阀的工作原理
由于传统排气制动蝶阀存在的上述缺陷，限制 了它的进一步发展。再加上不合理的价格竞争让多
收稿日期：2020-11 -27
作者简介：颜培兴（1977-)，男，山东菏泽人，工程师，学士，主要研究方向为汽车制动系统设计计算及开发。
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调汛弹寶^•导向销
数生产厂家放弃了对品质的追求，使许多用户对其 失去了信心，反而造成了资源浪费。随着对车辆安全 性的要求越来越高，开发应用高性能的排气制动蝶 阀显得尤为重要。合理熟练地使用排气制动蝶阀不 仅能够提高车辆的安全，而且还可以节省行车制动 器的使用成本，为用户和社会创造不可估量的效益。
相比传统排气制动蝶阀，恒压排气制动蝶阀由 于制动背压恒定可调，使得其制动性能在发动机整 个转速范围内都能得到充分体现。其结构和工作原 理与传统排气制动蝶阀类似，如图2所示。其基本结 构与传统排气制动蝶阀几乎完全一致，只是在阀体 的适当位置上增加了一个稳压装置。稳压装置的具 体结构及工作原理如图3及图4所示。
图2恒压排气制动蝶阀工作原理示意图
图3稳压装置结构示意图（非工作状态）
-阀体
图4稳压装置结构示意图（工作状态)
由图3可知，稳压装置主要有调压活塞、调压弹 簧及导向销组成。调压活塞可以在活塞腔中自由运 动，且其初始位置被压缩弹簧固定在活塞腔的底部， 导向销用来防止调压活塞径向转动，调压活塞的
前 端与阀片接触，通过更换调压弹簧还可以调整装置 的工作背压。增加稳压装置可以进一步提高并稳定 发动机的制动背压，同时能进一步提高排气制动的 灵敏度，且有利于保护发动机的相关部件，结构简 单、实施方便，性能可靠。
当车辆正常行驶时，气缸或真空缸推杆在弹簧 作用下自动回位，使得阀片与废气气流方向平行，如 图3所示，发动机处于正常做功状态。当车辆需要减 速时，由电磁阀控制气缸或真空缸动作，使阀片关闭 如图4所示。由于阀片沿轴向与阀体之间存在一定 的间隙，当发动机排气量较小，未能达到调压阀所设 定的最低背压时，调压活塞处于最左端的关闭位置， 废气通过阀体与阀片的间隙泄掉。当发动机转速较 高、背压达到或超过设定值时，作用于调压活塞的轴 向推力克服弹簧力推动活塞右移，使得阀片与活塞 之间形成一个类似长方形的条状间隙，多余的废气 从此间隙排出，从而在发动机和排气制动蝶阀之间 维持一个相对稳定的排气背压，给车辆提供稳定可 靠的制动力。由于此时调压活塞受到的轴向推力和
弹簧力处于动平衡状态，所以调压活塞实际上处于 高频往复运动状态，以维持稳定的背压。此外可以根 据需要在调压装置周边的壁上开若干个通风口，以 利于装置散热。而且还可以在阀体上靠近调压活塞 底部的位置开一个或多个容污槽和排污孔，使少量 渗出的积炭积聚在槽内，并在气流的作用下，自动从 排污孔排到蝶阀后端的排气管内。
3恒压排气制动蝶阀相比于传统排气制动蝶 阀的优势
相比传统排气制动蝶阀，恒压排气制动蝶阀由 于增加了稳压装置，可以不必在阀片上再增加泄压 孔，所以在发动机处于低转速时的制动性能要明显 高于传统排气制动蝶阀。另外由于取消了泄压孔，恒 压排气制动蝶阀的建压速度要远远快于传统排气制
动蝶阀，也就意味着其制动更灵敏。图5和图6分别 是传统排气制动蝶阀和恒压排气制动蝶阀的建压情 况比较，从图中明显可以看出，恒压排气制动蝶阀建 压速度要远远快于传统排气制动蝶阀，且排气背压 相比于传统蝶阀也要稳定的多。同时，由于恒压排气
气
流方向
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排气制动
图5传统排气制动蝶阀建压曲线
排气制动
50 '°0
0.5
1
1.5
2 2.5
3
3.5
4
4.5
时间/s
图6恒压排气制动蝶阀建压曲线
另有一份北汽福田的对比试验报告，车型为
BJ 4251SMFJB -J 3，车号为7K 000039的试验车在同一 路段行驶，试验时驾驶员采取相同的驾车操作，选择 相同的档位，在该档位下，利用气制动辅助装置，不 使用脚踏制动，分别对比传统排气制动蝶阀及恒压 式排气制动蝶阀在车速由60 km /h 降至30 km /h 的 平均减速时间及排气管的背压，结果如表1所示。
表1传统排气制动及恒背压排气制动的减速时间对比
制动状态平均减速时间/S
排气管工作压力/kPa
无排气制动26.75传统排气制动14.67290-220百惠恒压排气制动12.21290-270皆可博恒压排气制动
11.67
305-290通过以上对比试验，可以看出使用排气制动比
不使用排气制动的减速时间要短的多，且使用恒压 排气制动比使用传统排气制动效果更明显，背压更 稳定。
制动蝶阀的排气背压比较稳定，可以最大限度地减 小发动机的阀跳，而传统排气制动蝶阀则由于排气 背压非常不稳定，很容易导致发动机的排气门阀跳， 严重时还会导致发动机脱缸，进而损坏发动机。
正是由于恒压排气制动蝶阀的建压速度非常 快，且稳压效果要远远优于传统排气制动蝶阀，所以 恒压排气制动蝶阀不仅可以单独使用，更适合与各 种发动机缓速装置配合使用，以最大限度的提高整 车的制动功率。目前潍柴等发动机厂家已经将恒压 排气制动蝶阀作为匹配其发动机缓速器的标准配 置。根据重汽的一份检验报告（报告编号为：
JL 7041202/KCZJZX 33，试验用样机为杭发生产的 WD 615.99，额定功率302kW /410马力），在发动机转 速分别为2 600 r /min 及2 860 r /min 时，各种辅助制 动的功率及排气背压分别见表2。
表2各种辅助制动型式的制动功率对比
发动机转速/(r /min )
辅助制动型式制动功率/kW汽车制动阀
排气背压/MPa
无辅助制动
-610.0022600
泄气制动-1060.003恒压排气制动+
泄气制动-2300.348无辅助制动
-750.0022860
泄气制动-1240.003情压排气制动+
泄气制动
-265
0.362
由上表可以看出，在发动机转速为2 600 r/min 时，只使用泄气制动，制动功率只有-106 kW ，而增加 了恒压排气制动蝶阀之后，制动功率达到了-230 kW ，整整翻了一倍还多，达到了发动机额定功率的 76.2%。在发动机转速达到2 860 r /min 时，制动功率 甚至达到了-265 kW ，为发动机额定功率的87.7%。 原则上，只要发动机转速不低于1 〇〇〇 r /min ，使用恒 压排气制动蝶阀就能提供较为理想的制动功率，在 车辆下长坡时其优势会更加明显，可以采用较高的 档位，使用较快的安全速度使车辆快速驶下山坡。
4恒压排气制动蝶阀的常见形式及安装要求
恒压排气制动蝶阀由于安装方式不同，其外形 也不相同，但其稳压结构的原理基本上是一致的。常
见的有侧向调压式(见图3及图4)及中心调压式(见 图7夂相比较而言，侧向调压式结构更简单，更容易 实现，而中心调压式则需要在阀片上钻台阶孔，且空 间布局非常紧张，另外由于内腔温度非常高（高温可 以达到700 T ；)，所以对调压杆的材质及加工要求非 常苛刻，成本要比侧向调压式高，且非常容易造成调 压杆卡滞而失效，严重时还会造成发动机脱缸而损 坏。
根据经验，距离发动机排气阀门越近，与排气蝶 阀之间的容积越小，其背压越容易形成，制动性能越
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0|5 3 3
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好，所以恒压排气制动蝶阀一般都是直接安装在涡 轮增压器的出气端，但是由于此处的温度比较高（大 排量发动机此处温度可达700丈），所以要求阀体及 阀片必须使用耐高温材料。
5结论
根据以上论述可知，恒压排气制动蝶阀由于增 加了稳压装置，其制动性能要远远优于常规排气制动蝶
阀，恒压排气制动蝶阀与其他辅助制动系统组 合使用，更能大幅度提高整车的制动性能，降低常规 摩擦制动器的使用频率，提高其使用寿命，从而降低 用户的使用及维护成本。相信随着法规的推动及用 户认知度的提高，其应用必定会越来越广泛0
参考文献：
[丨]何彳二汽车辅助制动装置丨Mj.北京：化学丁.业出版社,2005.
Application and Popularization of Constant Exhaust Brake Valve
YAN Pei-xing
(Liuzhou Wuling Motors Co.,Ltd,Liuzhou Guangxi 545007, China)
Abstract ：As a non-declining Auxiliary Brake System,Exhaust Brake has been widely used in diesel engine trucks and passenger cars because of its simple structure and reliable performance.But because of the traditional Exhaust Brake's flaw,has restricted his further development.The constant pressure Exhaust Brake overcomes the defects of the traditional Exhaust Brake and can maximize the brake power of the whole vehicle.In addition constant pressure Exhaust Brake can also be used in conjunction with other types of auxiliary brake to further improve the vehicle5s braking performanc
e.
Key words:exhaust brake;non-attenuation braking;auxiliary brake
(上接第214页）
面粗糙度，对刀具设施所产生的吃刀量问题分析，然 后确定精度前提下，对刀具的切削速度进行调整，这 样便可一定程度上缓解因粗糙度对量所造成的 影响。同时，应进一步分析出当前操控目标下机械设 备在运行过程中的成本消耗量，有效规避因刀具持 续性消耗所产生的破损问题，进一步降低实际加工 成本，为企业创收更多的经济效益。
4结束语
综上所述，搭载智能系统、集成系统运行的数控 机床，主要是通过内部程序的设定，为终端操控设备 提供数据支撑，以提高操控精准度。对此，在具体应用过程中，必须综合得出与操控相关联的参数，然后 结合设计原则，制定出合理的加工方案，提高实际操 控质量。
参考文献：
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科技创新导报，2017,14(31): 1-2.
Discussion on the Principle and Method of NC Machining Process Design
LIU Li-li
(Liaoning Rail Transit Vocational College,Shenyang 110027, China)
Abstract：In recent years,with the optimization and upgrading of industrial industry,traditional NC machining technology has been unable to meet the development trend driven by technology.Therefore,it is necessary to optimize the design of NC technology and improve the performance of NC application.The paper analyzes the NC machining technology,finds out the characteristics of the NC machining process,and optimizes the processing technology according to its design principle.
Key words:CNC machining;process design;the principle of
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