【正文】 ／ N178。而經過數(shù)次制動之后，制動器平均溫度大致達到 300℃。這里以轎車為例計算制動鼓的溫升。 1/2Mv021/2Mv12=Q=588kJ 通過實例分析可以得出制動器生熱量主要由制動前車速和車輛總質量決定，另外，制動時 間也是重要因素 ,實際制動過程中制動間隔時間約為 20s。冷卻系統(tǒng)原理：制動踏板制動信號采集器根據制動踏板狀態(tài)對冷卻系統(tǒng)發(fā)出信號， 半導體制冷片 接收電流并產生制冷效應，電動機 帶動風扇鼓風，冷卻氣流流經制動鼓 ，帶走制動產生的熱量，為制動 器產生冷卻效應。同時制動器由于制動蹄與制動鼓摩擦，將車輛動能轉換為內能，釋放熱量，溫度產生變化。電動機鼓風產生氣流，流經通電的半導體制冷片，氣流溫度下降。制動器溫度傳感器再次感知制動器溫度，從而達到閉環(huán)控制，直至制動器溫度達到設定值。經過低噪音、低漂移、單電源放大運算器將此電壓信號放大，然后，經與設定值進行比較，如果設定值小于采集到的信號值， 則 發(fā)出命令，使 電動機 動作，對制動 鼓鼓風 降溫。 制動鼓溫度 傳感器的選擇及安裝位置的確定針對制動溫度變化范圍及制動器的結構特點，選擇了熱電偶作為溫度檢測傳感器。故采集溫度信號的溫度傳感器（因熱電偶回路需接入導線和測量儀表）不能直接安裝在制動 鼓 上。因為鼓式制動器的內部是封閉的，制動過程中產 生的熱量不能較快散逸，而熱電偶傳感器與制動 鼓 工作表面非常接近，所以能夠較精確的檢測出制動 鼓 上的溫度。而經過數(shù)次制動之后，制動器平均溫度大致達到 300℃。 將冷卻系工作溫度設定值設定為200℃ 。系統(tǒng) CPU由單片機充當。 圖 單片機 北京化工大學北方學院畢業(yè)設計（論文） 19 單片機輸出電壓信號至電動機轉速調節(jié)器。 轉速調節(jié)器將輸入的 電壓信號后根據調理電路和放大電路將其變成電阻值 ，改變流經電動機的電流值，從而產生變頻調速作用。 采用 風冷翅片 散熱器 ， 將制動器發(fā)熱量直接傳導到更大面積的翅片上，然后借助 冷卻 空氣，將熱量散發(fā)至周圍環(huán)境的空氣中，散熱器上的散熱片 (翅片 )提供了換熱的擴展表面。 半導體制冷片，也叫熱電制冷片，是一種熱 泵 。利用 半導體 材料的 Peltier 效應，當直流電通過兩種不同半導體材料串聯(lián)成 的電偶時，在電偶的兩端即可分別吸收熱量和放出熱量，可以實現(xiàn)制冷的目的。 半導體熱電偶由 N 型半導體和 P 型半導體組成。 P 型材料電子不足，有正溫差電勢；當電子從 P 型穿過結點至 N型時，結點的溫度降低，其能量必然增加，而且增加的能量相當于結點所消耗的能量。直接接觸的熱電偶電路在實際應用中不可用，所以用 另外的 連接方法來代替，實驗證明，在溫差電路中引入第三種材料（銅連 接片和導線）不會改變電路的特性。把一個 P 型半導體元件和一個 N 型半導體元件聯(lián)結成一對熱電偶，接上直流電源后，在接頭處就會產生溫差和熱量的轉移。 因此是半導體致冷片由許多 N型和 P 型半導體之顆?；ハ嗯帕卸桑?N／ P 之間以一般的導體相連接而成一完整線路，通常是銅、鋁或其他金屬導體，最後由兩片陶瓷片像夾心餅乾一樣夾起來，陶瓷片必須 絕緣且導熱良好，外觀如 圖 所示 。 半導體制冷片具有兩種功能，既能制冷，又能加熱，制冷效率一般不高，但制熱效率很高，永遠大于 1。 半導體制冷片是電流換能型片件，通過輸入電流的控制，可實現(xiàn)高精度的溫度控制，再加上溫度檢測和控制手段，很容易 實現(xiàn)遙控、程控、計算機控制，便于組成自動控制系統(tǒng)。 半導體制冷片的反向使用就是溫差發(fā)電，半導體制冷片一般適用于中低溫區(qū)發(fā)電。 半導體制冷片的溫差范圍，從正溫 90℃到負溫度 130℃都可以實現(xiàn)。 該 冷卻系冷卻介質為 冷卻空氣 ， 是風冷卻系。所以本系統(tǒng)中通過對制動鼓加裝風冷翅片，使摩擦產生的熱量傳導至風冷翅片，冷卻氣流與風冷翅片的接觸面積將比直接冷卻制動鼓增加數(shù)倍。 雖然風冷散熱器中“風”起著至關重要的作用，但沒有優(yōu)秀的散熱片作為基礎，“風力”則無從發(fā)揮。 散熱片擔負著將發(fā)熱物體產生的熱量散失到周圍空氣中的使命，是風冷散熱器中的熱量傳導通道。其中任何一種作用無法發(fā)揮，或未完全發(fā)揮，都可能導致散熱性能的大幅降低，甚至完全喪失。性能優(yōu)秀的散熱片，其吸熱底應滿足四個要求：吸熱快、儲熱多、熱阻小、去熱快。 為了達到這種效果，就要求吸熱底與發(fā)熱設備結合盡量緊密，令金屬材料與發(fā)熱設備直接接觸，最好能夠不留任何空隙。 提出此要求的目的是為了應付發(fā)熱設備功率突然提升，或風扇停轉等散熱器性能突然喪失的狀況。因此，散熱片的儲熱能力就是其抑制發(fā)熱設備溫度激增的能力，對散 熱效果并沒有直接的影響。 散熱片的整體熱阻就是由與發(fā)熱設備的接觸面開始逐層累計而來，吸熱底內部的熱傳導阻抗是其中不可忽視的一部分。 去熱快，即能夠將從發(fā)熱設備吸收的熱量迅速的傳導到鰭片部分，進而散失。翅 片套在 制動鼓 外側的環(huán)形 結構 ，并通過熱管與吸熱底相連，就得到了這種獨特的環(huán) 形片狀鰭片設計。 北京化工大學北方學院畢業(yè)設計（論文） 23 第四 章 冷卻系統(tǒng)設計參數(shù)及圖紙 第 電動機的選定 根據使用環(huán)境來選擇電動機結構形式 : ，由于工作環(huán)境粉塵較多，所以采用封閉式電動機 。 ,應根據環(huán)境溫度 ,選用相應絕緣等級的電動機 ,并加強通風改善電動機工作條件 。 變頻電動機是變頻器驅動的電動機的統(tǒng)稱。變頻電動機由傳統(tǒng)的鼠籠式電動機發(fā)展而來，把傳統(tǒng)的電機風機改為獨立出來的風機，并且提高了電機繞組的絕緣性能。 電機轉速的選擇 : 電動機轉速應符合機械傳動的要求?？梢赃x取比較高的容量，這樣電機的抗過載性能會更好。 圖 系統(tǒng)原理圖 北京化工大學北方學院畢業(yè)設計（論文） 25 表 接線顏色代碼 顏色 代碼 顏色 代碼 黑色 B 綠色 G 藍色 L 淺綠色 LB 棕色 BR 橙色 O 深藍色 DL 粉色 P 黃色 Y 紅色 R 灰色 GY 白色 W 表 線束符號 電器配線名稱 符號 電器配線名稱 符號 前部電器配線 (F) 后部電器配線 (R) 前圍電器配線 (D) 儀表板電器配線 (I) 表 符號庫 符號 含義 符號 含義 蓄電池 ? 通過化學反應產生電流 ? 向電路提供直流電 電動機 ? 把電能轉變成機械能。 ? 接地 (1) 表明接地點通過線束 與接地體之間的連接。 備注： ? 如果接地有故障，則電流將不 能形成回路。 熔斷器 ? 電流超過電路規(guī)定的電流值 時，熔斷器熔斷。 ? 通過保持額定電壓來保護電 北京化工大學北方學院畢業(yè)設計（論文） 26 ? 不要使用超過規(guī)定容量的熔斷 器進行更換。 開關 (1) 斷開 (ON) 開關 (2) 閉合 (OFF) ? 通過斷開或閉合開關，中斷或 允許電流通過電路。 選擇 根據車輛的裝備用 白色的小圓點表示 不同電路的改向點 D。 裝備 DSC 系統(tǒng)的車輛，使用 CB 電路。 傳感器 (2) ? 根據其他部件的操作檢測阻 抗 的變化。采用該系統(tǒng)裝置對制動 器 冷卻，能夠實現(xiàn)自動適時的冷卻，保證了制動 器 的正常工作。 汽 車 鼓式 制動 器 冷卻問題一直是一個影響安全的大問題，該裝置對于解決 汽車制動 器 冷卻問題具有一定的意義和實用價值。原理構思上也稍顯不夠成熟，尚有更好的改進空間。 第 課題展望 為了與車輛更好的匹配，使系統(tǒng)更趨于智能化和人性化，今后該系統(tǒng)還要在以下幾個方面加強與完善： (1)更深入地對制動性能熱衰退機理進行研究，在摩擦片材料和制動器結構上作出改進。 (3)繼續(xù)加強現(xiàn)代控制理論和計算機控制系統(tǒng)學習。 (5)探索用其他控制理論和方法對本系統(tǒng)進行研究、設計，從眾多的控制方法中北京化工大學北方學院畢業(yè)設計（論文） 30 選擇最優(yōu)者，以進行技術推廣和應用 。 隨著人們對汽車綜合性能的要求越來越高，低耗能、智能化、精確冷卻和安全操作已成為該冷卻控制系統(tǒng)的發(fā)展方向，具體概括起來為以下三個方面： (1)精確冷卻：采用紅外溫度傳感器精確感溫，鼓風 量既能隨摩擦片的溫度變化而調整來防止制動器過熱的問題，同時還要避免 鼓風 過剩而致使制動性能衰退的問題。 (3)智能化：為了盡量小的分散駕駛員的注意力，提高駕駛的安全性和自動化程度，避免因人為誤操作帶來的安全隱患。 (2)查閱大量國內外相關研究資料，借鑒國外的先進控制方式，同時結合本課題研究實際，在對制動性能熱衰退生成機理進行認真分析的基礎上，確定了該 課題設計方案。 (4)在對本課題其他控制部件進行選型、購買的基礎上，進行分段試驗。 針對車輛在滿載或超載時制動，制動強度大，在極短的時間內制動器發(fā)熱嚴重，及冷卻系統(tǒng)自動化程度低等問題，設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)設計（論文） 31 參考文獻 筒曉春． 633X微型車制動穩(wěn)定性理論分析．汽車工程 2021， 25(2) 黃海 , 盤式制動器與鼓式制動器的比較 韋志，基 于虛擬儀器的汽車制動系制動特性測試系統(tǒng)，儀器儀表學報，第 29卷第 4期增刊 周浩然，論氣壓淋水裝置的潛在危害及改進措施， 2021中國汽車工程學會年會論文集 王忠權，摩擦片在汽車制動系統(tǒng)使用過程中的問題淺析，創(chuàng)新與發(fā)展， 安忠文，摩擦系數(shù)與汽車制動性能之間關系的探討，國際摩擦與密封材料技術交流暨產品展示會論文， 2021 陳瑜，汽車剎車制動轂疲勞試驗系統(tǒng)設計，測試技術學報， 2021年第 18卷 吳欲龍，汽車鼓式制動器多目標優(yōu)化設計，機械設計與制造， 2021 年 1 月 濮森華，汽車制動檢驗臺的 現(xiàn)狀及其發(fā)展趨勢 毛智東 ， 鼓式制動器接觸分析 ， 華中科技大學學報 (自然科學版 )， 第 30 卷第 7 期 1唐峰 ，汽車制動時制動轂溫度檢測與調整的研究，湖南師范大學第一屆青年科技論壇 ， 2021 1 王大康，汽車制動性能分析系統(tǒng)設計，機械設計 ， 2021年第 9期 1 郭應時 , 鼓式制動器瞬態(tài)溫度場數(shù)值模擬計算，長安大學學報，第 26卷第 3期 1 陳興旺，鼓式制動器溫度場的數(shù)值模擬分析 1 ?；?， 抵抗貨車制動性能熱衰退自控冷卻裝置的研究 1 戴曉鋒， 影響汽車制動性能檢測結果的因素 1 翁國華，智能化 的便攜式汽車制動性能測試儀 1 翁國華，智能化的便攜式汽車制動性能測試儀 1 張宏亮，風冷翅片式換熱器型式結構對其性能影響的研究 1 崔納新， 變頻調速異步電動機效率優(yōu)化控制的研究進展 周淑芳， 掛車制動系統(tǒng)的經濟型冷卻方法 北京化工大學北方學院畢業(yè)設計（論文） 32 2 LI Liang， XUE Chunyu， QI Xuele， SHEN Jun， SONG Jian， Knowledgebased Vehicle Brake System Design Platform Integrated PDM and Expert System， AsiaSimulationConfdthe6thInt Conf． onSystemSimulation and Scientific Computing(Beijing)， Oct． 24178。 XU An， Vehicle Brake Performance Parameter Analyzing and Modeling Based on Traveling Safety 2 Chunyuan Song， Vehicle Brake System Chatters Dynamics 2 ， Integrated control of wheel drivebrake torque for vehiclehandling enhancement 2 ， Influence of Shoke Absorber Wearing on Vehicle Brake Performance 北京化工大學北方學院畢業(yè)設計（論文） 33 致 謝 衷心感謝導師 呂鐵亮老師的熱情關心、精心指導和深深教誨。本人在寫論文 期間的工作始終都是在 呂 老師全面、具體、精心的指導下進行的。 感謝父母對我的養(yǎng)育之恩，感謝家人對我學業(yè)的無限支持，在 讀大學的四 年時間里他們給了我無窮的動力，在此把這篇論文也獻給他們。同時感謝學院領導 及輔導員鄧秋菊老師 所給予的 關心和照顧。