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抵抗货车制动性能热衰退自控冷却装置的研究
| 论文题名： | 抵抗货车制动性能热衰退自控冷却装置的研究 |
| 关键词： | 鼓式制动器;热衰退;冷却装置;制动性能;制动失效;温度信号;摩擦片 |
| 摘要： | 为解决装备鼓式制动器的货车制动性能热衰退而引起的制动失效，本文设计了制动系抗热衰退自控冷却装置。本设计是在传统水冷的基础上，采用PWM调控直流电动水泵的转速来改变泵水量，由AT90S8535单片机根据检测到的摩擦片的温度信号，输出调速脉冲信号，对冷却能力进行调控。该系统不采用汽车动力，克服了传统冷却系统由于采用汽车动力带来的一些弊端，采用直接喷雾冷却制动鼓外表面的方式，改善了冷却效果，提高了冷却效率，减少了水耗，并有效防止因制动器发热引起的制动性能热衰退。本装置改变了传统延时喷水冷却方式，通过温控和PWM调速技术及时的调节冷却水量，提高了制动性能控制的自动化程度，减轻了驾驶员的操作疲劳强度，保证了行车安全。 本文首先从制动性能热衰退机理出发，分析了制动器生热和散热过程的换热平衡问题，得出导致制动性能热衰退的三个因素，并结合ANSYS冷却分析，对生热和散热进行了量化计算，对试验起到了指导作用。针对主要影响因素进行了试验设计，在试验的基础上，着重对电动水泵进行了匹配选型计算、雾化喷头设计和PWM脉冲发生程序的设计；为了提高驾驶的安全性，进行了自动控制设计，电动水泵由单片机根据摩擦片的温度信号控制伺服水泵的泵水量，来自动调节冷却能力，降低了以往人为误操作的概率。本课题还进行了系统设计，主要包括：冷却控制系统整体设计、硬件设计及选型、软件设计。 根据导致热衰退的三个主要因素，进行了试验设计，分别在三种不同的制动起始车速和三种不同负载下实施制动升温试验。利用ANSYS的冷却分析，得出冷却制动鼓外表面的方法是有效可行的，在不同的喷水流量下进行了蒸发冷却模拟试验，并与极大流量冷却进行了对比，得出流量和冷却效果的关系。 试验表明：该冷却装置可有效地对制动鼓进行及时、迅速地冷却，可防止因制动前车速高或车辆超载引起的制动性能热衰退，并且该冷却装置安装方便灵活、水箱体积小、自动化程度高和成本小等优点。将该冷却装置推广运用，将会获得一定的经济、社会效益。 |
| 作者： | 牛化武 |
| 专业： | 机械设计及理论 |
| 导师： | 郭新民 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 山东农业大学 |
| 学位年度： | 2009 |
| 正文语种： | 中文 |
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