【正文】 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(xué)北方學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（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(qiáng)制風(fēng)冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)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(shí)現(xiàn)的功能 ....................................... 10 第 節(jié) 空氣冷卻的優(yōu)缺點(diǎn) .............................................................. 11 第三章 冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原理及整體方案 ..................... 12 第 節(jié) 制動性能熱衰退機(jī)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(jì)方案 .......................................................... 16 第 節(jié) 制冷材料性質(zhì)分析 .............................................................. 19 第 節(jié) 風(fēng)冷翅片性質(zhì)分析 .............................................................. 21 第四章 冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)參數(shù)及圖紙 .......................... 23 第 節(jié) 電動機(jī)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(xué)北方學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） V 第 節(jié) 課題存在的不足 .................................................................. 29 第 節(jié) 課題展 望 .............................................................................. 29 第 節(jié) 課題 總結(jié) .............................................................................. 30 參考文獻(xiàn) ............................................... 31 致 謝 ............................................... 33 北京化工大學(xué)北方學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 1 前 言 鼓式制動器 是一種常見的制動器形式。鼓式制 動是早期設(shè)計(jì)的制動系統(tǒng)，其剎車鼓的設(shè)計(jì) 1902 年就已經(jīng)使用在馬車上了，直到 1920 年左右才開始在汽車工業(yè)廣泛應(yīng)用。不過對于重型車來說，由于車速一般不是很高，剎車蹄的耐用程度也比盤式制動器高，因此許多重型車至今仍使用四輪鼓式的設(shè)計(jì)。隨著摩擦襯片磨損，制動蹄與制動鼓之間的間 隙增大，需要有一個調(diào)整間隙的機(jī)構(gòu)。主缸 4 將產(chǎn)生高壓油液經(jīng)油管 5 流入輪缸 6 中，推動兩活塞 7 外移而使兩制動蹄饒各自的支承銷轉(zhuǎn)動。摩擦因數(shù)的穩(wěn)定性直接影響制動器工作的穩(wěn)定性和駕車的安全性，其中，熱穩(wěn)定性是一項(xiàng)重要的指標(biāo)，它是指制動襯片在制動過程中所表現(xiàn)出的摩擦因數(shù)隨溫度而變化的特性，主要反映在制動性能的熱衰退上。為了減少溫升，應(yīng)當(dāng)使制動轂有較大的熱容量，因 此制動轂應(yīng)具有足夠大的質(zhì)量，有些汽車的制動轂外表面還鑄出若干肋片，以增加散熱面積和剛度。制動器襯片適宜的工作溫度為 100℃350℃，但一些劣質(zhì)的制動器襯片，在頻繁使用摩擦產(chǎn)生的溫度超過 270℃時，其摩擦系數(shù)就會急劇下降，導(dǎo)致制動失靈。 制動器冷卻系統(tǒng)的研究興于上世紀(jì) 80 年代。制動器以摩擦的方式將汽車的動能轉(zhuǎn)化為熱能，熱量則由制動器吸收并散失。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。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(dǎo)致驅(qū)風(fēng)時斷時續(xù)，冷卻效果受到影響，并且空氣的散熱能力有限。針對與此，要有效防止制動性能熱衰退，降低交通事故率，一方面要從制動器的結(jié)構(gòu)和摩擦材料改進(jìn)上著手，改善其抗熱衰退的性能；另一方面，通 過降低摩擦片的工作溫度以改善其抗熱衰退的性能。本冷卻系統(tǒng)通過 感應(yīng)制動踏板工況，控制半導(dǎo)體制冷片產(chǎn)生制冷效應(yīng)，并通過驅(qū)動鼓風(fēng)電動機(jī)產(chǎn)生制冷氣流，氣流流經(jīng)加裝在制動鼓外壁的風(fēng)冷翅片，產(chǎn)生制冷效應(yīng)?？諝饫鋮s的優(yōu)點(diǎn)有以下幾條： 1. 不需要 水直接 用作冷卻介質(zhì)，因此用在水上的費(fèi)用高，如生水、補(bǔ)充水及水處理用化學(xué)藥品的費(fèi)用都沒有。另外，由于不同剎車片的制造工藝方法不同，其摩擦因數(shù)也不同；但對同一塊剎車 片來說，摩擦因數(shù)主要是隨溫度的變化而變化。 鼓式制動器工作時溫度變化依賴于制動鼓內(nèi)的熱平衡關(guān)系，熱量的產(chǎn)生來源于摩擦片同制動鼓內(nèi)表面的摩擦過程，主要的熱量散失方式是對流散熱和輻射散熱，其中對流散熱量約占總散熱量的 80％，輻射散熱量約占總散熱量的 5％～ 10％(David B． H， 2021)。二是在一定的壓應(yīng)力和局部高溫條件下 , 摩擦副微凸體接觸點(diǎn)瞬時冷焊成為一體 , 由于摩擦副的相對運(yùn)動 , 使這些局部粘結(jié)點(diǎn)分離 ,克服結(jié)點(diǎn)粘結(jié)的阻力便形成了摩擦力的一部分 。金屬摩擦片的硬度要比摩擦材料的大得多 , 因此 ,機(jī)械切削和塑性變形大都發(fā)生在摩擦材料的表層。 目前汽車制動鼓的常用材料為鑄鐵 H1200、 HT250、 HT300，不同鑄鐵的化學(xué)成分和組分，大體上在一定范圍內(nèi)變化。下表為鼓式制動器在熱衰退檢驗(yàn)試驗(yàn)過程中制動力矩、制動鼓溫度及制動蹄溫度的測試結(jié)果。 第 系統(tǒng)的整體設(shè)計(jì)方案 動生熱主 要是摩擦片與制動鼓摩擦引起的，然而直接冷卻摩擦片難以實(shí)現(xiàn)，所以在本課題的研究中，用采集摩擦片的表面溫度，并用冷卻制動鼓外風(fēng)冷片的方式來間接冷卻摩擦片。 北京化工大學(xué)北方學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 17 圖 冷卻系統(tǒng)工作圖 熱電偶溫度傳感器把測得的制動 鼓 的溫度信號轉(zhuǎn)變成電壓信號。 北京化工大學(xué)北方學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 18 圖 傳感器信號 由 3． 2冷卻系統(tǒng)散熱定量分析 中得到的結(jié)論， 鼓式制動器的溫度不宜超過250℃。電動機(jī)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器是通過 調(diào)節(jié)電樞供電電壓的方法容易實(shí)現(xiàn)平滑、無級、寬范圍、低損耗的要求 。它是一種產(chǎn)生負(fù)熱阻的制冷技術(shù)，其特點(diǎn)是無運(yùn)動部件，可靠性也比較高。在接頭處，電流方向是從 N 至 P，溫度下降并且吸熱，這就是冷端；而在 另 一個接頭處，電流方向是從 P 至 N，溫度上升并且放熱，因此是熱端。 半導(dǎo)體制冷片的單個制冷元件對的功率很小，但組合成電堆，用同類型的電堆串、并聯(lián)的方法組合成制冷系統(tǒng)的話，功率就可以做的很大，因此制冷功率可以做到幾毫瓦到上萬瓦的范圍?？梢哉f，散熱片的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、材料選擇、制作工藝對風(fēng)冷散熱器的性能起著決定性的作用，也是判斷風(fēng)冷散熱器性能時需要注意的第一要素。 北京化工大學(xué)北方學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 22 儲熱多，即在去熱不良的狀態(tài)下，可以吸收較多的熱量而自身溫度升高較少。 本系統(tǒng)風(fēng)冷翅片采用環(huán)形設(shè)計(jì)。實(shí)際上為變頻器設(shè)計(jì)的電機(jī)為變頻專用電機(jī)，電機(jī)可以在變頻器的驅(qū)動下實(shí)現(xiàn)不同的轉(zhuǎn)速與扭矩，以適應(yīng)負(fù)載的需求變化。 接地 (1) 接地 (2) ? 如果有電流從蓄電池的正極向 負(fù)極流動，則連接點(diǎn)到車身或 其他 接地線的連接情況如下。 路中的電氣部件。 表 常用連接器 連接器代碼 連接線束 連接器代碼 連接線束 C02 IGNITION SWITCH (I) C05 前部（ F） 儀表板（ I） C04 儀表板（ I） 前部（ F） F01 主熔斷器盒 北京化工大學(xué)北方學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 27 圖 位置圖 1 圖 位置圖 2 北京化工大學(xué)北方學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 28 圖 位置圖 3 圖 位置圖 4 北京化工大學(xué)北方學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 29 第五 章 結(jié)論與展望 第 課題成果 該制動 器 自動冷卻裝置采用價低、性能可靠的單片機(jī)系統(tǒng)實(shí)施控制，采用熱電偶溫度傳感器對溫度進(jìn)行變換，系統(tǒng)具 有較高的可靠性。 (2)深入研究噴霧冷卻技術(shù)，使其能更好應(yīng)用于制動器冷卻。 第 課題 總結(jié) 本冷卻能力自控裝置的設(shè)計(jì)及試驗(yàn)研究主要包括以下幾項(xiàng)工作： (1)對傳統(tǒng)冷卻系統(tǒng)的冷卻效果及控制方法進(jìn)行分析和總結(jié)，找出系統(tǒng)應(yīng)用中存在的問題并找出對策。 27， 2021 2 QIAO Xiangming amp。 最后感謝各位 老師 在百忙之中對本論文進(jìn)行評閱，我相信一定會從 各位 老師的批評指正中受到深刻的教益。呂 老師追求真理、獻(xiàn)身科學(xué)