毕业设计（论文）-鼓式制动器冷却系统设计

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1、北京化工大学北方学院毕业设计（论文）鼓式制动器冷却系统设计开题报告一、选题背景随着我国汽车行业蓬勃发展，汽车保有量逐年增长，路交通事故发生量也逐年上升。我国地形多变，约有75％的国土面积为山区或丘陵地形，据2001年统计资料，全国公路总里程为169．8万公里，其中高速公路只有19437公里，二级以上公路仅占总里程的13．4％，低等级公路和等外公路占绝大部分(交通部主页，2002)。这些低等级公路多分布于山区．车辆在这些恶劣道路上行驶时，需要频繁使用制动器，甚至需要长时间拖刹持续制动．致使制动器温度上升很快，制动性能热衰退现象明显，严重时会使制动能力完全丧失，以至酿成严重的交通事故，给国

2、家和人民带来巨大的损失。相对散热性能较好的盘式制动器而言，鼓式制动器的散热性能一直是其软肋。而鼓式制动器在现有车辆中仍然有很大的使用比重。装配有鼓式制动器的车辆则更易产生制动器热衰退问题，引起事故。二、选题说明及意义1、选题说明鼓式制动器连续工作会造成制动性能热衰退和制动鼓烧蚀，表现为：制动鼓升温快，热应力高，制动鼓强度下降，刹车时容易破裂；接触表面温度分布不均匀，应力增加，易磨损；制动鼓不能及时被冷却，联接部件温度升高，联接螺栓易失效；制动期间摩擦材料表层的温度变化对摩擦因数有很大的影响，摩擦片温度过高，石棉材料(粘合剂)热分解，摩擦因数降低，并且刹车时摩擦片易碎裂，致使制动性能热衰

3、退。2、选题意义随着汽车保有量的增长，道路交通事故己成为世界性的社会问题。全世界每年死于道路交通事故的人数估计超过50万人，伤1000万人，而我国则是世界上交通事战最严重的国家。严峻的现实使人们不得不正视汽车安全性问题。汽车的安全性分为主动安全和被动安全两种。其中主动安全是指驾驶员通过与车辆协调进而避免事故的发生。针对汽车制动的主动性安全研究有利于减少事故发生，对生产和生命安全有着积极意义。三、国内外研究进展及现状为防止制动性能热衰退，主要有以下四种方案：(1)气压淋水冷却33北京化工大学北方学院毕业设计（论文）气压淋水冷却系统主要借助贮气筒内的高压空气压迫高位水箱内的水，通过电磁阀来

4、控制喷水，淋水箱顶部装有调压阀和气压阀。根据调压阀设定的气压，压缩空气从淋水箱的顶部给水加压，驾驶员通过踩下刹车踏板或者控制驾驶室内的开关来控制淋水，喷淋制动鼓外沿，以降低制动器的温度，保证汽车有足够的制动效能。采用延时控制喷水，该装置较简单，易改装，这是目前解决制动性能热衰退常用的方法但是，该装置也存在一定的问题：水箱内无水时不易发现，无水后贮气筒内的压缩空气通过水箱由淋水管直接泄漏到大气中，而贮气筒内的气压不能正常上升，致使贮气筒内气压不足，造成制动系统供给气压不足，导致车辆制动效能下降甚至失效，出现严重的交通事故(陈勤彦，2007)。(2)压缩风冷却强制风冷式车轮制动器冷却系统(

5、解仲华，1997)。它是在现有的制动器基础上，在制动鼓的外壁上均布径向展开的翅片，制动器底板上装有环形喷气嘴，环形喷气嘴正对着制动鼓上的外壁及翅片，环形喷气嘴通过风管连接压风装置，压风装置与汽车变速器上的取力器驱动连接。一方面通过展开的翅片向周围环境散发热量；另一方面用压风装置强制向制动器吹风冷却。该装置结构简单，易安装及制造，可避免喷淋冷却所致的管道阻塞的问题，在小型车方面得到很大应用。但是该装置存在的问题是：汽车在行驶过程中，一直驱动空气压缩机，造成不必要的发动机功率损失。由于在刹车时制动鼓才会产生大量的热，而此时，传动轴的转速会下降，导致驱风时断时续，冷却效果受到影响，并且空气的

6、散热能力有限。(3)直流电动水泵淋水装置汽车制动系统的直流电动水泵淋水装置(李冠男，2001)，其特征是将冷却水箱装的水经过水箱出水口接的管道至过滤器，再由直流电动水泵对过滤后的水产生衡压扬程。由球阀组控制压力水的流向，分别按驾驶员的意愿输送到需冷却部位，降低它们的温度。当冷却水箱内的水位低于警戒水位时报警器就会发出音响报警，提醒驾驶员及时加水，确保行车安全。此装置存在自动化程度低和淋水量不能调节的缺陷。四、优化目标及实现1、优化目标本题目目的在于优化鼓式制动器冷却装置功用。由于现有的各种制动器冷却装置各有利弊，本题将致力于设计更加有效的冷却装置。33北京化工大学北方学院毕业设计（论文

7、）2、实现方法采集制动器热衰退的相关数据，计算制动对温度的敏感程度，进而测算冷却装置的冷却效率及适用条件。根据已有的机械设计知识，进行设计冷却装置，并使用CAD绘出设计图，并使用软件编写自动化控制程序，使该制动器冷却系统有效，经济，人性化地工作。五、开题总结本课题主要是针对传统冷却系统自动化控制程度低，安全操作性差等不足，提出了采用自动化控制车载空调风冷却方法来冷却制动鼓。本冷却系统是一种新型、高效和低耗为一身的智能冷却系统。它通过CPU对冷却