隨著我國(guó)高速公路網(wǎng)向西部拓展,山區(qū)高速公路里程迅速增加,長(zhǎng)大下坡路段屢見(jiàn)不鮮。今年5月通車(chē)的四川省雅安—西昌高速公路(雅西高速)最長(zhǎng)連續(xù)下坡路段里程長(zhǎng)達(dá)51公里,落差1515米,成為目前中國(guó)高速公路第一長(zhǎng)坡,世所罕見(jiàn),其運(yùn)行安全為公眾關(guān)注。
在四川省交通運(yùn)輸廳高速公路管理局和公安廳高速交警支隊(duì)支持下,公路交通安全四川省高校重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室組織了重型貨車(chē)和半掛列車(chē)的超長(zhǎng)下坡行駛試驗(yàn),探討液力緩速器和發(fā)動(dòng)機(jī)緩速器對(duì)國(guó)內(nèi)山區(qū)高速公路和主流貨車(chē)的適應(yīng)性,以推動(dòng)我國(guó)貨車(chē)主動(dòng)安全性能的提升,為山區(qū)高速公路長(zhǎng)大下坡路段行車(chē)安全提供技術(shù)支持。
多車(chē)參與測(cè)試
本次試驗(yàn)的試驗(yàn)車(chē)輛包括:
陜汽F2000 6×4,型號(hào)SX3255DR 434C。裝用西安康明斯ISM345 30發(fā)動(dòng)機(jī),最大功率345馬力。匹配法士特9JS 180A 9擋變速器。驅(qū)動(dòng)橋主減速比5.73。試驗(yàn)總重25噸(標(biāo)準(zhǔn)裝載)和32.5噸(超限30%)。配裝Jacobs(皆可博)發(fā)動(dòng)機(jī)緩速器。
半掛列車(chē)試驗(yàn)總重55噸,拖帶的半掛車(chē)型號(hào)為YE840101 K。兩輛牽引車(chē)分別為陜汽F3000 6×4和北奔V3 6×4。
陜汽F3000 6×4,型號(hào)為SX 4257 NR 324C,裝用西安康明斯ISM 11E4 385發(fā)動(dòng)機(jī),最大功率385馬力。匹配法士特12 JSD 180 TA 12擋變速器。驅(qū)動(dòng)橋主減速比3.7。配裝Voith(福伊特) VR 115CN液力緩速器和Jacobs發(fā)動(dòng)機(jī)緩速器。發(fā)動(dòng)機(jī)散熱器為東風(fēng)貝洱散熱器,散熱面積39平米。
北奔V3 6×4,型號(hào)為ND 4250 B 33JT,裝用濰柴WP12.375 E40發(fā)動(dòng)機(jī),最大功率375馬力。匹配法士特12 JS 200 TA 12擋變速器。驅(qū)動(dòng)橋主減速比4.11。配裝Voith VR 115CN液力緩速器和Wevb發(fā)動(dòng)機(jī)緩速器。發(fā)動(dòng)機(jī)散熱器為貝洱散熱器,散熱面積30.1平米。
雅西高速地處青藏高原和四川盆地結(jié)合帶,全長(zhǎng)240公里,設(shè)計(jì)車(chē)速80公里/小時(shí)。全程有三處超長(zhǎng)連續(xù)下坡:泥巴山南坡、泥巴山北坡和拖烏山北坡,長(zhǎng)度分別為26公里、33公里和51公里。其中拖烏山北坡路段連續(xù)下坡51公里,為全國(guó)高速公路之最,冬季結(jié)冰路段長(zhǎng)16.6公里。采用瀝青混凝土路面,隧道內(nèi)為水泥混凝土路面。最大縱坡度4.82%,平均縱坡度2.97%。
試驗(yàn)結(jié)果理想
陜汽F2000 6×4重型貨車(chē)試驗(yàn)總重25噸時(shí),下坡用7~8擋,開(kāi)啟Jacobs發(fā)動(dòng)機(jī)緩速器,Ⅰ~Ⅱ擋交替使用。最高車(chē)速76.1公里/小時(shí),平均車(chē)速62.8公里/小時(shí)。全程車(chē)輪制動(dòng)鼓最高溫度不超過(guò)90℃。
陜汽F2000 6×4重型貨車(chē)試驗(yàn)總重32.5噸時(shí),下坡用7~8擋,開(kāi)啟Jacobs發(fā)動(dòng)機(jī)緩速器,Ⅰ~Ⅱ擋交替使用。最高車(chē)速73.6公里/小時(shí),平均車(chē)速56.2公里/小時(shí)。全程車(chē)輪制動(dòng)鼓最高溫度不超過(guò)90℃。
陜汽F3000 6×4牽引車(chē)拖帶半掛車(chē),試驗(yàn)總重55噸,下坡用9~10擋。在坡度較大路段,Voith液力緩速器和Jacobs發(fā)動(dòng)機(jī)緩速器共同作用;大部分路段,Voith液力緩速器單獨(dú)作用;全程液力緩速器水溫保護(hù)功能少量啟動(dòng)。最高車(chē)速70.5公里/小時(shí),平均車(chē)速55.9公里/小時(shí)。全程車(chē)輪制動(dòng)鼓最高溫度不超過(guò)100℃。
在下坡試驗(yàn)過(guò)程中,試驗(yàn)人員特意將Voith液力緩速器關(guān)閉,使Jacobs發(fā)動(dòng)機(jī)緩速器開(kāi)到2擋且單獨(dú)工作,發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速為1800~2000轉(zhuǎn)/分,車(chē)速在20秒鐘內(nèi)從53.9公里/小時(shí)增加到69.7公里/小時(shí)。
北奔V3 6×4牽引車(chē)拖帶半掛車(chē),試驗(yàn)總重55噸。在坡度較大路段,Voith液力緩速器和Wevb發(fā)動(dòng)機(jī)緩速器共同作用;大部分路段,Voith液力緩速器單獨(dú)作用;全程液力緩速器水溫保護(hù)功能未啟動(dòng)。液力緩速器的巡航速度定為56公里/小時(shí),使用8~11擋,最高車(chē)速65.5公里/小時(shí),平均車(chē)速56.3公里/小時(shí)。液力緩速器的巡航速度定在60公里/小時(shí),使用9~11擋,最高車(chē)速67.2公里/小時(shí),平均車(chē)速60.8公里/小時(shí)。全程車(chē)輪制動(dòng)鼓最高溫度不超過(guò)80℃。
由于目前一般貨車(chē)在下超長(zhǎng)坡時(shí)都會(huì)通過(guò)淋水來(lái)降低車(chē)輪制動(dòng)鼓溫度,這導(dǎo)致隧道內(nèi)路面濕滑。而液力緩速器和發(fā)動(dòng)機(jī)緩速器的持續(xù)制動(dòng)力僅作用在驅(qū)動(dòng)軸上,為防止側(cè)滑,在隧道內(nèi)試驗(yàn)車(chē)輛有時(shí)需要踩剎車(chē)控速。另外,在彎道處也要點(diǎn)剎控速。但全程中剎車(chē)的次數(shù)是有限的,試驗(yàn)車(chē)輛的車(chē)輪制動(dòng)器性能保持良好,可直到坡底不會(huì)失效。因此,試驗(yàn)車(chē)輛在下中國(guó)高速公路第一長(zhǎng)坡過(guò)程中不再需要淋水降溫。
淋水降溫原本是權(quán)宜措施,容易導(dǎo)致制動(dòng)鼓損壞,又給車(chē)輛增加了淋水水箱負(fù)擔(dān),或者在上坡時(shí)增加油耗,或者在下坡前停車(chē)加水,延誤運(yùn)輸效率。此外,冬季淋水降溫易造成路面結(jié)冰,影響行車(chē)安全。
參試配置適應(yīng)我國(guó)需求
試驗(yàn)結(jié)果表明,參試車(chē)輛液力緩速器和發(fā)動(dòng)機(jī)緩速器的配置可以適應(yīng)我國(guó)山區(qū)高速公路長(zhǎng)下坡和主流貨車(chē)的需求。在限定總重下,高速公路上的下坡車(chē)速可以適應(yīng)車(chē)流速度,避免因車(chē)速過(guò)低而引發(fā)事故,也可有效提升物流速度,確保干線物流時(shí)效。
為了與高速公路使用工況對(duì)比,測(cè)試項(xiàng)目組選擇了與雅西高速公路并行的普通公路G108線進(jìn)行發(fā)動(dòng)機(jī)緩速器性能測(cè)試。試驗(yàn)車(chē)為陜汽F2000 6×4重型貨車(chē),總重32.5噸,測(cè)試路段全長(zhǎng)41公里,落差1280米,平均縱坡度3.12%。試驗(yàn)車(chē)平均車(chē)速為29.7公里/小時(shí),制動(dòng)鼓最高溫度196℃。下坡過(guò)程中使用4~6擋,Jacobs緩速器Ⅰ~Ⅱ擋交替使用,發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速為1300~1800 轉(zhuǎn)/分。
由于普通公路上交通狀況較為復(fù)雜,車(chē)流速度較低,而發(fā)動(dòng)機(jī)緩速器安裝在變速器之前,故可通過(guò)變更變速器擋位,調(diào)整持續(xù)制動(dòng)效果來(lái)適應(yīng)。
據(jù)悉,此次參試的Voith液力緩速器是提供給整車(chē)廠家、配裝在出廠新車(chē)上,價(jià)格在3.2萬(wàn)元左右。如果在現(xiàn)有的貨車(chē)上配裝,則要增加一筆可觀的改裝費(fèi)用。隨著市場(chǎng)對(duì)液力緩速器和發(fā)動(dòng)機(jī)緩速器的關(guān)注從經(jīng)濟(jì)效果(如節(jié)約車(chē)輪制動(dòng)器的維修費(fèi)用)拓展到安全效果上來(lái),可以期待液力緩速器和發(fā)動(dòng)機(jī)緩速器的市場(chǎng)會(huì)逐漸擴(kuò)大,生產(chǎn)廠家也會(huì)陸續(xù)增多,售價(jià)有望降低。
受費(fèi)用限制,液力緩速器和發(fā)動(dòng)機(jī)緩速器在我國(guó)普遍采用仍有一個(gè)過(guò)程,必須逐步推進(jìn)才能切實(shí)奏效,避免急于“催熟”市場(chǎng)。建議先在長(zhǎng)途大客車(chē)和危險(xiǎn)品運(yùn)輸貨車(chē)以及特殊要求的車(chē)輛(如救援、消防、國(guó)防)上要求配裝;先在山區(qū)高速公路運(yùn)營(yíng)車(chē)輛上要求配裝,再陸續(xù)推廣。
關(guān)注經(jīng)濟(jì)層面時(shí),液力緩速器和發(fā)動(dòng)機(jī)緩速器質(zhì)量的高低只影響到經(jīng)濟(jì)效果的好壞。但從安全層面考慮,液力緩速器和發(fā)動(dòng)機(jī)緩速器質(zhì)量的高低將影響到交通安全,可能導(dǎo)致事故,是致命的。因此,各種類(lèi)型緩速器和發(fā)動(dòng)機(jī)緩速器產(chǎn)品除了在實(shí)驗(yàn)室條件下嚴(yán)格試驗(yàn)外,還必須到實(shí)際路況,尤其是到我國(guó)高速公路第一長(zhǎng)坡的道路條件下通過(guò)行駛試驗(yàn)以確保安全。
