CN106314395A - 一种货车制动器自动水冷系统及方法 - Google Patents

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杨光
杨超
肖亚军
王泽宇
李涛
马钥钰
谭致远
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    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60T—VEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
    • B60T5/00—Vehicle modifications to facilitate cooling of brakes

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Abstract

本发明公开了一种货车制动器自动水冷系统及方法，该系统包括电源、温控开关显示屏、喷头、温度传感器、制动器、水泵和水箱，所述电源、温控开关显示屏、温度传感器、水泵通过导线依次连接，所述水泵、水箱、喷头通过水管依次连接。本发明将该自动水冷系统配套安装在中重型货车上，可极大的控制轮毂升温对制动力矩的影响，将发生事故的可能性降到最低。此外，不仅可以提高刹车系统的使用寿命，同时也可增强车辆行驶的安全性，对驾驶员来说非常实用，应用前景会十分广阔。

Description

一种货车制动器自动水冷系统及方法
技术领域
本发明属于交通运输技术领域，涉及一种货车制动器自动水冷系统及方法。
背景技术
当今世界繁荣的经济引起物流的快速运转，从而带动交通运输业的崛起与发展，中重型货车作为这一行业中必不可少的运输工具，其安全性是一个急需解决的问题。货车在山区丘陵地带或长下坡道路段行驶时会长时间刹车，由于其质量大，惯性大以及制动器的频繁工作引起制动鼓与摩擦片急剧发热，摩擦片因高温变形使得制动器失灵，甚至温度过高时致使轮胎气压过高而出现爆胎以及轮胎自燃现象，造成极大的安全事故隐患。
目前，国内专家提出了一种货车制动器的冷却方式，这种方式通过驾驶员手动操作，打开水箱的阀门，利用气压将水流通过水管压向喷头来对轮毂喷水起到冷却散热作用。
这种方式的不足之处是：一方面驾驶员凭经验控制喷水时机和时间长短，水量控制准确性差，易引起交通事故；另一方面增加了驾驶员的工作强度，往往面临一些紧急情况时才会刹车，此时再进行冷却操作容易分散注意力，存在安全隐患。
发明内容
本发明的目的在于克服上述技术存在的缺陷，提供一种货车制动器自动水冷系统及方法，该技术方案将该自动水冷系统配套安装在中重型货车上，可极大的控制轮毂升温对制动力矩的影响，将发生事故的可能性降到最低。此外，不仅可以提高刹车系统的使用寿命，同时也可增强车辆行驶的安全性，对驾驶员来说非常实用，应用前景会十分广阔。
其具体技术方案为：
一种货车制动器自动水冷系统，包括电源1、温控开关显示屏2、喷头3、温度传感器4、制动器5、水泵6和水箱7，所述电源1、温控开关显示屏2、温度传感器4、水泵6通过导线依次连接，所述水泵6、水箱7、喷头3通过水管依次连接。
进一步，所述温度传感器4安装在制动器5的上方但又不与其接触。
进一步，所述水泵6的具体参数为：电压12V直流，最大电流2.2A，最大流量1.5L/min，转速470r/min，最高压力130MPa，吸程5m，调压开关125MPa，功率15W。
进一步，所述水箱7是容量为300L的水箱。
进一步，所述喷头3采用多孔喷雾状，所述水管型号是内径6mm、外径9mm。
进一步，所述温度传感器4的技术参数为：铂热电阻，测温范围-200-400℃。
进一步，所述温控开关显示屏2采用MC34063，具体参数为：输入电压2.5～40V，输出电压1.25～40V，工作频率最高可达100kHz。
一种货车制动器自动水冷方法，包括以下步骤：当制动器中的摩擦片与轮毂间的摩擦温度高于设定的喷水温度150℃时，温控开关控制电路形成通路，带动水泵控制水流量以脉冲信号的形式向轮毂喷出，实现对制动系统的点射式喷水降温，保证降温效果的同时，尽可能减少冷却水的用量以及制动系统上的液体残留量，为了不使水泵频繁工作而提前报废，将回差温度设置较大值70℃，当温度降至80℃时温控开关控制电路断开，喷水停止，温度升至150℃时又开始喷水，如此反复。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
本发明将该自动水冷系统配套安装在中重型货车上，可极大的控制轮毂升温对制动力矩的影响，将发生事故的可能性降到最低。此外，不仅可以提高刹车系统的使用寿命，同时也可增强车辆行驶的安全性，对驾驶员来说非常实用，应用前景会十分广阔。
附图说明
图1为货车制动器自动水冷系统的结构示意图；
图2为货车制动器自动水冷方法流程图；
图3为制动器处温度随时间变化曲线图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明的技术方案作进一步详细地说明。
参照图1，一种货车制动器自动水冷系统，包括电源1、温控开关显示屏2、喷头3、温度传感器4、制动器5、水泵6和水箱7，所述电源1、温控开关显示屏2、温度传感器4、水泵6通过导线依次连接，所述水泵6、水箱7、喷头3通过水管依次连接。
所述温度传感器4安装在制动器5的上方但又不与其接触。
所述水泵6的具体参数为：电压12V直流，最大电流2.2A，最大流量1.5L/min，转速470r/min，最高压力130MPa，吸程5m，调压开关125MPa，功率15W。
所述水箱7是容量为300L的水箱。
所述喷头3采用多孔喷雾状，所述水管型号是内径6mm、外径9mm。
所述温度传感器4的技术参数为：铂热电阻，测温范围-200-400℃。
所述温控开关显示屏2采用MC34063，具体参数为：输入电压2.5～40V，输出电压1.25～40V，工作频率最高达100kHz。
如图2所示，一种货车制动器自动水冷方法，包括以下步骤：当制动器中的摩擦片与轮毂间的摩擦温度高于设定的喷水温度150℃时，温控开关控制电路形成通路，带动水泵控制水流量以脉冲信号的形式向轮毂喷出，实现对制动系统的点射式喷水降温，保证降温效果的同时，尽可能减少冷却水的用量以及制动系统上的液体残留量，为了不使水泵频繁工作而提前报废，将回差温度设置较大值70℃，当温度降至80℃时温控开关控制电路断开，喷水停止，温度升至150℃时又开始喷水，如此反复。
水泵的选择
DP系列水泵移动和安装方便，可自吸，方便控制泵的正常运转，工作温度高达60摄氏度，噪音低，耐腐蚀性较强，压力高。
大型货车长时间频繁制动后，摩擦片与制动鼓处产生的热量会传到轮毂上，部分也会传到钢圈上，靠风冷来散热显然不可靠，因此热量不宜散发。由此可见水泵型号的选择无需要求太高，工作温度稍高即可。通过对比发现，型号为DP-130(B)的水泵较可靠。
型号DP-130(B)，具体参数为：电压12V(直流)，最大电流2.2A，最大流量1.5L/min，转速470r/min，最高压力130MPa，吸程5m，调压开关125MPa，功率15W。
水箱的选择
由于此处水箱用于制动水冷降温，其使用环境要求不高，只要坚固耐用即可，水箱不受储水量的多少、安装位置的高度限制。根据货车承载量及货车的容积的实况，使用者可以随意选择，尽量选择其中较为便宜的一类，能保证安全即可，本发明采用的是容量为300L的水箱。
喷头的选择
喷头选择与水管相配的型号，采用多孔喷雾状，本系统选用的水管型号是内径6mm、外径9mm。
温度传感器的选择
温度检测是极其重要的一个环节，精确的温度测量是提供有效温度控制功能的前提。温度传感器选择JCJ100TTM，技术参数为：铂热电阻(Pt100，Pt500，Pt1000)，测温范围(-200——400℃)，。
温控开关显示屏部分(单片机)的选择
温度传感器进行温度测量时，单片机向传感器发出温度转换命令，温度与数字转换工作直接在温度传感器中完成，然后，通过读取命令，单片机从探头的储存单元中读入转换数据进行处理，从而控制电路的通断。工作环境较差，尽量能防水，可独立电源供电直流12V。本发明采用MC34063，具体参数为：输入电压2.5～40V，输出电压1.25～40V，工作频率最高可达100kHz.
轮毂的温度达到400摄氏度时，喷水后温度降至80摄氏度的时间曲线图如图3所示。通过给轮毂加温，达到400摄氏度后，通过流动的水进行喷淋(流速1.5L/min)，观察温度随时间的变化，得出表1：
表1
t/min 0 1 2 3 4 5 6 7
T/℃ 400 360 332 315 301 221 138 86
分析图3可知，轮毂从高温400℃降至80摄氏度需要大约7分钟的时间，本系统采用的是达到150℃开始喷水冷却，由图3可知，大约喷72S即可。在温度升至150℃时，制动力下降，达到300摄氏度时，制动性能会遭受破坏，警醒司机严禁在轮毂高温时行驶。
计算水量：
水泵的流速(主管道流速)1～2L/min；，取平均值Va＝1.5L/min；
由实验知轮毂温度从150℃降温到80℃时间t＝72S
一次降温需要的水量：
W＝Va*t*6＝1.5×1.2＝1.8L
以载重60t，时速约40Km/h的货车为例，温度从80℃升温到150℃，制动器制动时大约行驶2500m。
因此有每行驶2500m消耗1.8L的水量。水箱水量300L，可得最大行驶路程S：
S＝2500×(300÷1.8)＝416667m＝417公里
所以一箱300L的水可用417公里，而手动水冷的驾驶员相同水量可用200公里左右。
由此可知使用了此系统之后可以节约水量，相同水量可行驶更远的路程。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，本发明的保护范围不限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可显而易见地得到的技术方案的简单变化或等效替换均落入本发明的保护范围内。

Claims (8)

1.一种货车制动器自动水冷系统，其特征在于：包括电源(1)、温控开关显示屏(2)、喷头(3)、温度传感器(4)、制动器(5)、水泵(6)和水箱(7)，所述电源(1)、温控开关显示屏(2)、温度传感器(4)、水泵(6)通过导线依次连接，所述水泵(6)、水箱(7)、喷头(3)通过水管依次连接。
2.根据权利要求1所述的货车制动器自动水冷系统，其特征在于：所述温度传感器(4)安装在制动器(5)的上方。
3.根据权利要求1所述的货车制动器自动水冷系统，其特征在于：所述水泵(6)的具体参数为：电压12V直流，最大电流2.2A，最大流量1.5L/min，转速470r/min，最高压力130MPa，吸程5m，调压开关125MPa，功率15W。
4.根据权利要求1所述的货车制动器自动水冷系统，其特征在于：所述水箱(7)是容量为300L的水箱。
5.根据权利要求1所述的货车制动器自动水冷系统，其特征在于：所述喷头(3)采用多孔喷雾状，所述水管型号是内径6mm、外径9mm。
6.根据权利要求1所述的货车制动器自动水冷系统，其特征在于：所述温度传感器(4)的技术参数为：铂热电阻，测温范围-200-400℃。
7.根据权利要求1所述的货车制动器自动水冷系统，其特征在于：所述温控开关显示屏(2)采用MC34063，具体参数为：输入电压2.5～40V，输出电压1.25～40V，工作频率最高可达100kHz。
8.一种货车制动器自动水冷方法，其特征在于：包括以下步骤：当制动器中的摩擦片与轮毂间的摩擦温度高于设定的喷水温度150℃时，温控开关控制电路形成通路，带动水泵控制水流量以脉冲信号的形式向轮毂喷出，实现对制动系统的点射式喷水降温，保证降温效果的同时，尽可能减少冷却水的用量以及制动系统上的液体残留量，为了不使水泵频繁工作而提前报废，将回差温度设置较大值70℃，当温度降至80℃时温控开关控制电路断开，喷水停止，温度升至150℃时又开始喷水，如此反复。
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