【正文】 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(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 是一種常見的制動(dòng)器形式。 試驗(yàn)表明：該冷卻裝置可有效地對(duì)制動(dòng)鼓進(jìn)行及時(shí)、迅速地冷卻，可防止因制動(dòng)前車速高或車輛超載引起的制動(dòng)性能熱衰退，并且該冷卻裝置安裝方便靈活、自動(dòng)化程度高和成本小等優(yōu)點(diǎn)。制冷氣體由 半導(dǎo)體制冷片 產(chǎn)生，電流由蓄電池提供，鼓風(fēng)設(shè)備由電動(dòng)機(jī)充當(dāng) 。針對(duì)主要影響因素進(jìn)行了試驗(yàn)設(shè)計(jì)，在試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，著重對(duì)電路系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及電動(dòng)機(jī)的 選擇，風(fēng)冷片的設(shè)計(jì)和自動(dòng)化控制的設(shè)計(jì)。本設(shè)計(jì)是通過感應(yīng) 器接收制動(dòng)踏板動(dòng)作信號(hào)，進(jìn)而使自動(dòng)控制空調(diào)系統(tǒng)工作，制冷氣體流經(jīng)制動(dòng)器 散熱器 ，吸收制動(dòng)器的熱量，從而對(duì)制動(dòng)器起到制冷作用。 若有不實(shí)之處，本人承擔(dān)一切相關(guān)責(zé)任。盡我所知，除了文中特別加以標(biāo)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(xué)或其它教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或證書而已經(jīng)使用過的材料。 通過構(gòu)思和設(shè)計(jì)研究出良好的冷卻系統(tǒng)方案，以圖文變現(xiàn)出來。 (3)改變傳統(tǒng)全時(shí)冷卻，通過自動(dòng)化智能設(shè)計(jì)及時(shí)的調(diào)節(jié)風(fēng)量，提高制動(dòng)性能控制的自動(dòng)化程度，減輕駕駛員的操作疲勞強(qiáng)度，保證行車安全。它通過 CPU對(duì)冷卻制動(dòng)鼓的能力進(jìn)行自動(dòng)調(diào)控，其冷卻能力可隨摩擦片溫度實(shí)現(xiàn)自動(dòng)調(diào)節(jié)風(fēng)冷溫度，以防止制動(dòng)器過熱造成的制動(dòng) 性能熱衰退。 五、開題總結(jié) 本課題主要是針對(duì)傳統(tǒng)冷卻系統(tǒng)自動(dòng)化控制程度低，安全操作性差等不足，提出了采用自動(dòng)化控制車載空調(diào)風(fēng)冷卻方法來冷卻制動(dòng)鼓。 北京化工大學(xué)北方學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 3 實(shí)現(xiàn)方法 采集制動(dòng)器熱衰退的相關(guān)數(shù)據(jù)，計(jì)算制動(dòng)對(duì)溫度的敏感程度， 進(jìn)而測(cè)算冷卻裝置的冷卻效率及適用條件。 四、優(yōu)化目標(biāo)及實(shí)現(xiàn) 優(yōu)化目標(biāo) 本題目目的在于優(yōu)化鼓式制動(dòng)器冷卻裝置功用。當(dāng)冷卻水箱內(nèi)的水位低于警戒水位時(shí)報(bào)警器就會(huì)發(fā)出音響報(bào)警，提醒駕駛員及時(shí)加水，確保行車安全。 (3)直流電動(dòng)水泵淋水裝置 汽車制動(dòng)系統(tǒng)的直流電動(dòng)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(dòng)水泵對(duì)過濾后的水產(chǎn)生衡壓揚(yáng)程。但是該裝置存在的問題是：汽車在行駛過程中，一直驅(qū)動(dòng)空氣壓縮機(jī)，造成不必要的發(fā)動(dòng)機(jī)功率損失。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(fēng)裝置強(qiáng)制向制動(dòng)器吹風(fēng)冷卻。 (2)壓縮風(fēng)冷卻 強(qiáng)制風(fēng)冷式車輪制動(dòng)器冷卻系統(tǒng) (解仲華， 1997)。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(dòng)鼓外沿，以降低制動(dòng)器的溫度，保證汽車有足夠的制動(dòng)效能。針對(duì)汽車制動(dòng)的主動(dòng)性安全研究有利于 減少事故發(fā)生，對(duì)生產(chǎn)和生命安全有著積極意義。 汽車的安全性分為主動(dòng)安全和被動(dòng)安全兩種。全世界每年死于道路交通事故的人數(shù)估計(jì)超過 50萬人，傷 1000萬人，而我國(guó)則是世界上交通事戰(zhàn)最嚴(yán)重的國(guó)家。 二、選題說明及意義 選題說明 鼓式制動(dòng)器連續(xù)工作會(huì)造成制動(dòng)性能熱衰退和制動(dòng)鼓燒蝕，表現(xiàn)為：制動(dòng)鼓升溫快，熱應(yīng)力高，制動(dòng)鼓強(qiáng)度下降，剎車時(shí)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(dòng)鼓不能及時(shí)被冷卻，聯(lián)接部件溫度升高，聯(lián)接螺栓易失效；制動(dòng)期間摩 擦材料表層的溫度變化對(duì)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(shí)摩擦片易碎裂，致使制動(dòng)性能熱衰退 。而鼓式制動(dòng)器在現(xiàn)有車輛中仍然有很大的使用比重。這些低等級(jí)公路多分布于山區(qū)．車輛在這些 惡劣 道路上行駛時(shí)，需要頻繁使用制動(dòng)器，甚至需要長(zhǎng)時(shí)間拖剎持續(xù)制動(dòng)．致使制動(dòng)器溫度上升很快，制動(dòng)性能熱衰退現(xiàn)象 明顯 ，嚴(yán) 重時(shí)會(huì)使制動(dòng)能力完全喪失，以至釀成嚴(yán)重的交通事故，給國(guó)家和人民帶來巨大的損失。鼓式制動(dòng)器冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì) 開題報(bào)告 一、 選題背景 隨著我國(guó)汽車 行業(yè) 蓬勃發(fā)展，汽車保有量 逐年 增長(zhǎng)，路交通事故發(fā)生 量也逐年 上升。我國(guó) 地形多變 ，約 有 75％的國(guó)土面積為山區(qū)或丘陵地形，據(jù) 2021年統(tǒng)計(jì)資料，全國(guó)公路總里程為 169． 8萬公里，其中高速公路只有 19437公里，二級(jí)以上公路僅占總里程的 13． 4％，低等級(jí)公路和等外公路占絕大部分 (交通部主頁(yè)， 2021)。 相對(duì)散熱性能較好的盤式制動(dòng)器而言，鼓式制動(dòng)器的散熱性能一直是其軟肋。裝配有鼓式制動(dòng)器的車輛則更易產(chǎn)生制動(dòng)器熱衰退問題，引起事故。 選題意義 隨著汽車保有量的增長(zhǎng)，道路交通事故己成為世界性的社會(huì)問題。嚴(yán)峻的現(xiàn)實(shí)使人們不得不正視汽車安全性問題。其中主動(dòng)安全是指駕駛員通過與車輛協(xié)調(diào)進(jìn)而避免事故的發(fā)生。 三、國(guó)內(nèi)外研究進(jìn)展及現(xiàn)狀 為防止制動(dòng)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(xué)北方學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（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。采用延時(shí)控制噴水，該裝置較簡(jiǎn)單，易改裝，這是目前解決制動(dòng)性能熱衰退常用的方法但是，該 裝置也存在一定的問題：水箱內(nèi)無水時(shí)不易發(fā)現(xiàn)，無水后貯氣筒內(nèi)的壓縮空氣通過水箱由淋水管直接泄漏到大氣中，而貯氣筒內(nèi)的氣壓不能正常上升，致使貯氣筒內(nèi)氣壓不足，造成制動(dòng)系統(tǒng)供給氣壓不足，導(dǎo)致車輛制動(dòng)效能下降甚至失效，出現(xiàn)嚴(yán)重的交通事故 (陳勤彥， 2021)。它是在現(xiàn)有的制動(dòng)器基礎(chǔ)上，在制動(dòng)鼓的外壁上均布徑向展開的翅片，制動(dòng)器底板上裝有環(huán)形噴氣嘴，環(huán)形噴氣嘴正對(duì)著制動(dòng)鼓上的外壁及翅片，環(huán)形噴氣嘴通過風(fēng)管連接壓風(fēng)裝置，壓風(fēng)裝置與汽車變速器上的取力器驅(qū) 動(dòng)連接。該裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易安裝及制造，可避免噴淋冷卻所致的管道阻塞的問題，在小型車方面得到很大應(yīng)用。由于在剎車時(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。由球閥組控制壓力水的流向，分別按駕駛員的意愿輸送到需冷卻部位，降低它們的溫度。此裝置存在自動(dòng)化程度低和淋水量不能調(diào)節(jié)的缺陷。由于現(xiàn)有的各種制動(dòng)器冷卻裝置各有利弊，本題將致力于設(shè)計(jì)更加有效的冷卻裝置。根據(jù)已有的機(jī)械設(shè)計(jì)知識(shí)，進(jìn)行設(shè)計(jì)冷卻裝置，并使用 CAD繪出設(shè)計(jì)圖，并使用軟件編寫自動(dòng)化控制程序，使該制動(dòng)器冷卻系統(tǒng)有效，經(jīng)濟(jì)，人性化地工作。本冷卻系統(tǒng)是一種新型、高效和低耗為一身的智能冷卻系統(tǒng)。 本課題的研究結(jié) 果主要有以下幾個(gè)方面：