【正文】
慣性的作用,前輪的負荷通常占汽車全部負荷的 70%80%,前輪制動力要比后輪大,后輪起輔助制動作用鼓式制動器,因此轎車生產(chǎn)廠 家為了節(jié)省成本,就采用前盤后鼓的制動方式。而由于散熱性能差,在制動過程中會聚集大量的熱量。 北京化工大學北方學院畢業(yè)設(shè)計(論文) 2 第一 章 課題背景 第 鼓式制動器 介紹 鼓式制動也叫塊式制動,是靠制動塊在制動輪上壓緊來實現(xiàn)剎車的。 制動塊 的制動效能和散熱性都要差許多,鼓式制動器的制動力穩(wěn)定性差,在不同路面上制動力變化很大,不易于掌控。將該冷卻裝置推廣運用,將會獲得一定的經(jīng)濟、社會效益。為了提高駕駛的安全性,進行了自動控制設(shè)計。 本人簽名: 年 月 日 北京化工大學北方學院畢業(yè)設(shè)計(論文) II 鼓式制動器冷卻系統(tǒng)設(shè)計 摘 要 為解決裝備鼓式制動器的汽車制動性能熱衰退而引起的制動失效,本文設(shè)計了制動系抗熱衰退自控冷卻裝置。 北京化工大學北方學院畢業(yè)設(shè)計(論文) I 誠信申 明 本人聲明: 我所呈交的本科畢業(yè)設(shè)計(論文)是 本 人在導師指導下對四年專業(yè)知識而進行的研究工作及全面的總結(jié)。 本課題的研究結(jié) 果主要有以下幾個方面: (1)了解制動性能熱衰退機理,對制動器的生熱和散熱進行分析計算,確定導致制動性能熱衰退主要因素 (2)通過對傳統(tǒng)冷卻系統(tǒng)的總結(jié)分析,改變其動力源,采用人工智能的控制方法。根據(jù)已有的機械設(shè)計知識,進行設(shè)計冷卻裝置,并使用 CAD繪出設(shè)計圖,并使用軟件編寫自動化控制程序,使該制動器冷卻系統(tǒng)有效,經(jīng)濟,人性化地工作。此裝置存在自動化程度低和淋水量不能調(diào)節(jié)的缺陷。由于在剎車時制動鼓才會產(chǎn)生大量的熱,而此時,傳動軸的轉(zhuǎn)速會下降,導致驅(qū)風時斷時續(xù),冷卻效果受到影響,并且空氣的散熱能力有限。它是在現(xiàn)有的制動器基礎(chǔ)上,在制動鼓的外壁上均布徑向展開的翅片,制動器底板上裝有環(huán)形噴氣嘴,環(huán)形噴氣嘴正對著制動鼓上的外壁及翅片,環(huán)形噴氣嘴通過風管連接壓風裝置,壓風裝置與汽車變速器上的取力器驅(qū) 動連接。 三、國內(nèi)外研究進展及現(xiàn)狀 為防止制動性能熱衰退,主要有以下四種方案: (1)氣壓淋水冷卻 北京化工大學北方學院畢業(yè)設(shè)計(論文) 2 氣壓淋水冷卻系統(tǒng)主要借助貯氣筒內(nèi)的高壓空氣壓迫高位水箱內(nèi)的水,通過電磁閥來控制噴水,淋水箱頂部裝有調(diào)壓閥和氣壓閥。嚴峻的現(xiàn)實使人們不得不正視汽車安全性問題。裝配有鼓式制動器的車輛則更易產(chǎn)生制動器熱衰退問題,引起事故。我國 地形多變 ,約 有 75%的國土面積為山區(qū)或丘陵地形,據(jù) 2021年統(tǒng)計資料,全國公路總里程為 169. 8萬公里,其中高速公路只有 19437公里,二級以上公路僅占總里程的 13. 4%,低等級公路和等外公路占絕大部分 (交通部主頁, 2021)。這些低等級公路多分布于山區(qū).車輛在這些 惡劣 道路上行駛時,需要頻繁使用制動器,甚至需要長時間拖剎持續(xù)制動.致使制動器溫度上升很快,制動性能熱衰退現(xiàn)象 明顯 ,嚴 重時會使制動能力完全喪失,以至釀成嚴重的交通事故,給國家和人民帶來巨大的損失。 二、選題說明及意義 選題說明 鼓式制動器連續(xù)工作會造成制動性能熱衰退和制動鼓燒蝕,表現(xiàn)為:制動鼓升溫快,熱應(yīng)力高,制動鼓強度下降,剎車時容易破裂;接觸表面溫度分布不均勻,應(yīng)力增加,易磨損;制動鼓不能及時被冷卻,聯(lián)接部件溫度升高,聯(lián)接螺栓易失效;制動期間摩 擦材料表層的溫度變化對摩擦因數(shù)有很大的影響,摩擦片溫度過高,石棉材料 (粘合劑 )熱分解,摩擦因數(shù)降低,并且剎車時摩擦片易碎裂,致使制動性能熱衰退 。 汽車的安全性分為主動安全和被動安全兩種。根據(jù)調(diào)壓閥設(shè)定的氣壓,壓縮空氣從淋水箱的頂部給水加壓,駕駛員通過踩下剎車踏板或者控制駕駛室內(nèi)的開關(guān)來控制淋水,噴淋制動鼓外沿,以降低制動器的溫度,保證汽車有足夠的制動效能。一方面通過展開的翅片向周圍環(huán)境散發(fā)熱量;另一方面用壓風裝置強制向制動器吹風冷卻。 (3)直流電動水泵淋水裝置 汽車制動系統(tǒng)的直流電動水泵淋水裝置 (李冠男, 2021),其特征是將冷卻水箱裝的水經(jīng)過水箱 出水口接的管道至過濾器,再由直流電動水泵對過濾后的水產(chǎn)生衡壓揚程。 四、優(yōu)化目標及實現(xiàn) 優(yōu)化目標 本題目目的在于優(yōu)化鼓式制動器冷卻裝置功用。 五、開題總結(jié) 本課題主要是針對傳統(tǒng)冷卻系統(tǒng)自動化控制程度低,安全操作性差等不足,提出了采用自動化控制車載空調(diào)風冷卻方法來冷卻制動鼓。 (3)改變傳統(tǒng)全時冷卻,通過自動化智能設(shè)計及時的調(diào)節(jié)風量,提高制動性能控制的自動化程度,減輕駕駛員的操作疲勞強度,保證行車安全。盡我所知,除了文中特別加以標注和致謝中所羅列的內(nèi)容以外,論文中創(chuàng)新處不包含其他人已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果,也不包含為獲得北京化工大學或其它教育機構(gòu)的學位或證書而已經(jīng)使用過的材料。本設(shè)計是通過感應(yīng) 器接收制動踏板動作信號,進而使自動控制空調(diào)系統(tǒng)工作,制冷氣體流經(jīng)制動器 散熱器 ,吸收制動器的熱量,從而對制動器起到制冷作用。制冷氣體由 半導體制冷片 產(chǎn)生,電流由蓄電池提供,鼓風設(shè)備由電動機充當 。 關(guān)鍵詞 : 鼓式制動器 冷卻系統(tǒng) Drum brake cooling system design 北京化工大學北方學院畢業(yè)設(shè)計(論文) III Abstract To address equipment, drum brakes, brake thermal performance brake failure caused the recession, the paper design of the braking system controlled cooling heat design is received by the brake pedal movement sensor signal, thereby enabling automatic control air conditioning system work, placed in the brake cooling gas into the position of the radiator, the heat absorption of the brake, and thus play a brake cooling. This article first recession mechanism of heat from the braking performance, analyzes the brake heat and cooling process, heat balance, heat fade braking performance result obtained factors, heat and cooling is calculated, the test has played a guiding major influencing factors for experimental design, based on the test, focusing on circuit design and motor selection, aircooled chip design and design order to improve driving safety, for the automatic control gases generated by the semiconductor chip cooling, the current provided by the battery, the electric motor acts as blast project also carried out system design, including: the overall cooling control system design, hardware design and selection, circuit design. Results show that: the cooling device can be effectively carried out in time for brake drums and quickly cooling to prevent high speed by braking or vehicle prior to braking performance thermal overload caused recession, and easy installation of the cooling device flexibility, high degree of automationand the cost is the use of the cooling device, it will be some economic and social benefits. Keywords: drum brake cooling system 目 錄 北京化工大學北方學院畢業(yè)設(shè)計(論文) IV 前 言 ................................................ 1 第一章 課題背景 ........................................ 2 第 節(jié) 鼓式制動器介紹 .................................................................... 2 第 節(jié) 鼓式制動器 熱衰退概述 ........................................................ 5 第 節(jié) 制動器冷卻系統(tǒng)的現(xiàn)狀 ........................................................ 7 第二章 鼓式制動器強制風冷卻系統(tǒng)設(shè)計概述 .................. 9 第 節(jié) 課題的提出及意義 ................................................................ 9 第 節(jié) 研究的內(nèi)容及技術(shù)要求 ...................................................... 10 第 節(jié) 系統(tǒng)具體技術(shù)路線及實現(xiàn)的功能 ....................................... 10 第 節(jié) 空氣冷卻的優(yōu)缺點 .............................................................. 11 第三章 冷卻系統(tǒng)的設(shè)計原理及整體方案 ..................... 12 第 節(jié) 制動性能熱衰退機理分析 .................................................. 12 第 節(jié) 冷卻系統(tǒng)散熱定量分析 ...................................................... 13 第 節(jié) 系統(tǒng)的整體設(shè)計方案 .......................................................... 16 第 節(jié) 制冷材料性質(zhì)分析 .............................................................. 19 第 節(jié) 風冷翅片性質(zhì)分析 .............................................................. 21 第四章 冷卻系統(tǒng)設(shè)計參數(shù)及圖紙 .......................... 23 第 節(jié) 電動機的選定 ...................................................................... 23 第 節(jié) 電路圖 ................................................................................. 24 第五章 結(jié)論與展望 ....................................... 29 第 節(jié) 課題成果 .............................................................................. 29 北京化工大學北方學院畢業(yè)設(shè)計(論文) V 第 節(jié) 課題存在的不足 .