让制动来避免引擎超速运转

2015年6月9日

大型的机械设备对发动机的制动性能要求达到了极致。集成速度限制器能够消除引擎在受压情况下产生的热量。

行走机械设备行业的普遍趋势是机械设备变得越来越大、越来越重而且越来越快速 - 同时机械设备采用的柴油引擎越来越小。由于许多机械设备完全依赖引擎的制动性能，制造商采取了众多方法来防止引擎超速运转。

这是一次非常有效的讨论。减小引擎排量是应对四级排放标准的一个响应。优化机械设备的液压传动性能可以在消耗更少引擎动力的情况下达到相同或者更好的驱动性能。但这样会造成另一个问题：

较大的机械设备采用较小的引擎，设备在高速运转时的制动性能会随之降低。

现在的紧迫问题是，较小引擎的制动性能不足 - 或拖拽转矩不足 - 会使其在超速运转时更易受损，存在损坏或故障风险。

“OEM 尝试了多种方法来解决引擎超速运转问题，比如降低性能和新增零部件来消除制动能量，或者采用更加智能的控制器。” 丹佛斯美国区销售经理 Chad Daniel 说道。

“但是通常这些方法成本太高，效果不理想或者，性能降低超出了可接受范围。”

安全制动不失效率

驱动系统研发工程师 Simon Nielsen 是丹佛斯研发如何实现安全制动而不失效率解决方案的团队成员。

“这是我们经常和客户谈及的问题，尤其是农用撒播设备和收割机市场，目前这些领域所采用机械设备的速度可以超过 60km/h [37mph]。

OEM 对制动性能的要求通常取决于相应的规定或标准。即便是安装了传统制动系统，液压传动系统通常仍被作为主要的制动系统。”

“如果液压系统的制动要求超出了引擎本身的制动能力，那么要想在不导致引擎超速运转的前提下满足这些要求，只能通过其他办法来降低车辆的动能和势能。”

功能多样且经过验证的技术

目前，丹佛斯优化液压传动系统的途径通常包含基于H1技术的轴向柱塞泵和弯轴马达。H1泵的集成速度限制(ISL)功能。

正是考虑到这点，丹佛斯研发了H1泵的集成速度限制(ISL)功能。集成速度限制(ISL)功能包括先导减压阀和旁通节流孔，这些特征集成在泵的后端盖中，无需占用系统的额外空间或者更改系统的管路连接。

集成速度限制（ISL）技术最初用在90系列泵，是纯粹的液压机械技术。这很适合电动控制、液压控制或机械控制的重载闭式泵与定量马达或变量马达搭配。此外，对已有的机械设备进行改装也非常方便。Nielsen 在谈到其工作原理时说。

“内置速度限制（ISL）技术使泵到引擎的扭矩输入受到限制。这意味着在输入到泵的能量中，三分之一用于为引擎提供制动能量，同时使其保持在引擎速度限制内，剩余三分之二的能量则通过传统系统得以消除。”

“这使得在避免引擎超速运转的同时保持高液压制动性能成为可能。”

制动距离减半

在美国爱荷华州丹佛斯应用研发中心进行的紧急制动测试中，一辆大型满载的农用撒播车从58km/h[36mph]的速度到制动只用了5.6秒。由于采用了集成速度限制(ISL)功能，引擎转速低于或保持在 3100 rpm。

“因为撒播车必须要在水箱装满液体的情况下通过该测试，所以该测试对设备性能的要求非常苛刻。我们能够看到，集成速度限制(ISL)技术常常通过一个或两个甚至三个因素来提高车辆的最大液压制动能量。在多数情况下，制动距离至少减少了一半。”Nielsen 说道。

此外，机械设备操作员也能感受到集成速度限制(ISL)技术带来的好处。如果没有内置速度限制（ISL）技术，操作员只能通过技术和判断能力来确保机械设备保持在制动性能限制速度内。集成速度限制(ISL)技术代替操作员来接管了这个问题，因此操作员可以全心投入正常工作。

在目前市场上的引擎超速保护解决方案中，虽然集成速度限制(ISL)技术最初是丹佛斯在十多年前针对 90 系列泵研发的成果，但至今该技术仍处于顶尖技术之列。 高效率、自动化而且功能多样，能够满足 符合四级排放标准的大型车辆的要求 - 同时避免了过去替代方案的缺点。