【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(dòng)器介紹 .................................................................... 2 第 節(jié) 鼓式制動(dòng)器 熱衰退概述 ........................................................ 5 第 節(jié) 制動(dòng)器冷卻系統(tǒng)的現(xiàn)狀 ........................................................ 7 第二章 鼓式制動(dòng)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(xiàn)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(dòng)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(dòng)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(dòng)器 是一種常見(jiàn)的制動(dòng)器形式。鼓式制 動(dòng)是早期設(shè)計(jì)的制動(dòng)系統(tǒng)，其剎車(chē)鼓的設(shè)計(jì) 1902 年就已經(jīng)使用在馬車(chē)上了，直到 1920 年左右才開(kāi)始在汽車(chē)工業(yè)廣泛應(yīng)用。不過(guò)對(duì)于重型車(chē)來(lái)說(shuō)，由于車(chē)速一般不是很高，剎車(chē)蹄的耐用程度也比盤(pán)式制動(dòng)器高，因此許多重型車(chē)至今仍使用四輪鼓式的設(shè)計(jì)。隨著摩擦襯片磨損，制動(dòng)蹄與制動(dòng)鼓之間的間 隙增大，需要有一個(gè)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(dòng)兩活塞 7 外移而使兩制動(dòng)蹄饒各自的支承銷(xiāo)轉(zhuǎn)動(dòng)。摩擦因數(shù)的穩(wěn)定性直接影響制動(dòng)器工作的穩(wěn)定性和駕車(chē)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(dòng)襯片在制動(dòng)過(guò)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(dòng)性能的熱衰退上。為了減少溫升，應(yīng)當(dāng)使制動(dòng)轂有較大的熱容量，因 此制動(dòng)轂應(yīng)具有足夠大的質(zhì)量，有些汽車(chē)的制動(dòng)轂外表面還鑄出若干肋片，以增加散熱面積和剛度。制動(dòng)器襯片適宜的工作溫度為 100℃350℃，但一些劣質(zhì)的制動(dòng)器襯片，在頻繁使用摩擦產(chǎn)生的溫度超過(guò) 270℃時(shí)，其摩擦系數(shù)就會(huì)急劇下降，導(dǎo)致制動(dòng)失靈。 制動(dòng)器冷卻系統(tǒng)的研究興于上世紀(jì) 80 年代。制動(dòng)器以摩擦的方式將汽車(chē)的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為熱能，熱量則由制動(dòng)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(guò)踩下剎車(chē)踏板或者控制駕駛室內(nèi)的開(kāi)關(guān)來(lái)控制淋水，噴淋制動(dòng)鼓外沿，以降低制動(dòng)器的溫度，保證汽車(chē)有足夠的制動(dòng)效能。由于在剎車(chē)時(shí)制動(dòng)鼓才會(huì)產(chǎn)生大量的熱，而此時(shí)，傳動(dòng)軸的轉(zhuǎn)速會(huì)下降，導(dǎo)致驅(qū)風(fēng)時(shí)斷時(shí)續(xù)，冷卻效果受到影響，并且空氣的散熱能力有限。針對(duì)與此，要有效防止制動(dòng)性能熱衰退，降低交通事故率，一方面要從制動(dòng)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(guò)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(guò) 感應(yīng)制動(dòng)踏板工況，控制半導(dǎo)體制冷片產(chǎn)生制冷效應(yīng)，并通過(guò)驅(qū)動(dòng)鼓風(fēng)電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生制冷氣流，氣流流經(jīng)加裝在制動(dòng)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(méi)有。另外，由于不同剎車(chē)片的制造工藝方法不同，其摩擦因數(shù)也不同；但對(duì)同一塊剎車(chē) 片來(lái)說(shuō)，摩擦因數(shù)主要是隨溫度的變化而變化。 鼓式制動(dòng)器工作時(shí)溫度變化依賴(lài)于制動(dòng)鼓內(nèi)的熱平衡關(guān)系，熱量的產(chǎn)生來(lái)源于摩擦片同制動(dòng)鼓內(nèi)表面的摩擦過(guò)程，主要的熱量散失方式是對(duì)流散熱和輻射散熱，其中對(duì)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(shí)冷焊成為一體 , 由于摩擦副的相對(duì)運(yùn)動(dòng) , 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(chē)制動(dòng)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(dòng)器在熱衰退檢驗(yàn)試驗(yàn)過(guò)程中制動(dòng)力矩、制動(dòng)鼓溫度及制動(dòng)蹄溫度的測(cè)試結(jié)果。 第 系統(tǒng)的整體設(shè)計(jì)方案 動(dòng)生熱主 要是摩擦片與制動(dòng)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(dòng)鼓外風(fēng)冷片的方式來(lái)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(cè)得的制動(dòng) 鼓 的溫度信號(hào)轉(zhuǎn)變成電壓信號(hào)。 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(hào) 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(dòng)器的溫度不宜超過(guò)250℃。電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器是通過(guò) 調(diào)節(jié)電樞供電電壓的方法容易實(shí)現(xiàn)平滑、無(wú)級(jí)、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(wú)運(yùn)動(dòng)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(gè)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(gè)制冷元件對(duì)的功率很小，但組合成電堆，用同類(lèi)型的電堆串、并聯(lián)的方法組合成制冷系統(tǒng)的話(huà)，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(wàn)瓦的范圍?？梢哉f(shuō)，散熱片的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、材料選擇、制作工藝對(duì)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(shí)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(chǔ)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(zhuān)用電機(jī)，電機(jī)可以在變頻器的驅(qū)動(dòng)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(dòng)，則連接點(diǎn)到車(chē)身或 其他 接地線(xiàn)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(xiàn)束 連接器代碼 連接線(xiàn)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(dòng) 器 自動(dòng)冷卻裝置采用價(jià)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(duì)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(dòng)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(duì)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(wèn)題并找出對(duì)策。 27， 2021 2 QIAO Xiangming amp。 最后感謝各位 老師 在百忙之中對(duì)本論文進(jìn)行評(píng)閱，我相信一定會(huì)從 各位 老師的批評(píng)指正中受到深刻的教益。呂 老師追求真理、獻(xiàn)身科學(xué)