CN108995635B - 一种车辆制动器冷却系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种车辆制动器冷却系统，包括控制器、电磁离合器、供气装置、冷却装置、第一电磁阀、制动器和温度传感器，供气装置的动力输入端通过电磁离合器与汽车发动机的动力输出端连接，供气装置的输出端通过第一电磁阀与冷却装置的输入端连通，制动器的内部设有喷嘴和温度传感器，冷却装置的冷却介质与喷嘴连通；控制器与温度传感器电连接；电磁离合器和第一电磁阀与控制器电连接。本发明采用气动回路和电气控制回路的一体化自动检测和控制结构，能自动和及时地对制动器进行冷却，并且通过在制动器内安装喷嘴，使得冷却装置的冷却空气能直接地对制动器的内部进行冷却，冷却速度快，具有自动化控制、功能多样化和稳定可靠的有益效果。

Description

一种车辆制动器冷却系统

技术领域

本发明涉及一种冷却系统，尤其是指一种车辆制动器冷却系统。

背景技术

在汽车刹车时，车辆的制动器会承受巨大的制动负荷，制动器容易过热，造成热衰退现象而导致刹车性能的极剧下降，进而大大降低了制动的稳定性与行车安全，特别是在长坡路面汽车进行下坡制动的情况。现有方案一般采用在制动器的外表面且冷水对制动器进行冷却降温。但是这种水冷的结构需在汽车上设置一个体积较大的水箱，冷却水箱重量大，并且水冷无法对整个制动器均匀冷却，会造成制动器产生热应力的情况，容易产生制动器金属裂纹和疲劳等问题。

发明内容

本发明的目的在于解决现有汽车上需设置一个体积较大的水箱，冷却水箱重量大，并且水冷无法对整个制动器均匀冷却，会造成制动器产生热应力的情况而容易产生制动器金属裂纹和疲劳等问题，提供一种结构简单、自动化控制、功能多样化和稳定可靠的车辆制动器冷却系统。

本发明的目的可采用以下技术方案来达到：

一种车辆制动器冷却系统，包括控制器、电磁离合器、供气装置、冷却装置、第一电磁阀、制动器和温度传感器，所述供气装置的动力输入端通过电磁离合器与汽车发动机的动力输出端连接，所述供气装置的输出端通过第一电磁阀与冷却装置的输入端连通，所述制动器的内部设有喷嘴和所述温度传感器，所述冷却装置的冷却介质与喷嘴连通而对制动器进行冷却；所述控制器与温度传感器电连接而对制动器的内部温度进行检测；所述电磁离合器和第一电磁阀与所述控制器电连接。

作为一种优选的方案，所述供气装置包括压缩机和气罐，所述压缩机的动力输入端通过电磁离合器与汽车发动机的动力输出端连接，压缩机的出气口与气罐连通。

作为一种优选的方案，所述冷却装置包括涡流管，所述涡流管的进气口通过第一电磁阀与所述供气装置的输出端连通；所述涡流管的冷端输出口与喷嘴连通，所述涡流管的热端输出口与外界空气连通。

作为一种优选的方案，所述控制器的检测输入端与制动踏板信号连接，当控制器检测到制动踏板信号持续时间达到第一设定值时，控制器控制电磁离合器闭合而控制发动机驱动供气装置开始工作；当控制器检测到制动踏板信号持续时间达到第二设定值时，控制器控制第一电磁阀工作而将供气装置与冷却装置连通；所述第一设定值小于第二设定值。

作为一种优选的方案，所述控制器的检测输入端与加速踏板信号连接，当控制器检测到加速踏板信号持续时间达到第三设定值时，控制器控制电磁离合器分离而控制供气装置停止工作。

作为一种优选的方案，所述涡流管的热端输出口上连接有第二电磁阀，所述第二电磁阀与控制器的输出端连接；所述第二电磁阀为两位三通阀；第二电磁阀的输入口与涡流管的热端连通，第二电磁阀的一个输出口与汽车的空调风道连通。所述第二电磁阀的另一个输出口与第三电磁阀的输入口连通，所述第三电磁阀的一个输出口与发动机的进气通道连通，所述第三电磁阀的另一个输出口与外界空气连通；所述第三电磁阀为两位三通阀。所述控制器的检测输入端上连接有第二开关按键，当控制器检测到第二开关按键闭合时，控制器控制涡流管的热端输出口与汽车的空调风道连通。所述控制器的检测输入端与汽车ECU电连接，在汽车的进气通道的压力低于第四设定值时，所述控制器控制第二电磁阀和第三电磁阀工作而控制涡流管的热端输出口与发动机的进气通道连通。

作为一种优选的方案，所述制动器包括制动鼓和用于对车轮转轴进行制动的摩擦片，所述制动鼓与汽车的车轮转轴固定连接，所述喷嘴设为多个且均匀安装于制动鼓内；所述喷嘴的输出口的截面积小于输入口的截面积。

作为一种优选的方案，所述制动鼓的内壁上设有用于带动喷嘴输出的冷却介质流动的叶片。

作为一种优选的方案，所述控制器为单片机或PLC。

实施本发明，具有如下有益效果：

1、本发明工作时，控制器通过温度传感器对制动器内的温度进行实时检测。当温度达到设定值时，控制器控制电磁离合器吸合而使发动机的动力传递到供气装置，进而驱动供气装置压缩空气，然后控制装置控制第一电磁阀工作而使供气装置的压缩空气输送到冷却装置上。冷却装置输出的冷却空气向喷嘴输送而对制动器的内部进行冷却，从而快速对制动器进行降温，提高制动器的制动性能，结构简单、自动化控制和稳定可靠。本冷却系统采用气动回路和电气控制回路的一体化自动检测和控制结构，能自动和及时地对制动器进行冷却，并且通过在制动器内安装喷嘴，使得冷却装置的冷却空气能直接地对制动器的内部进行冷却，冷却速度快且效率高。

2、当汽车行驶在下长坡路况时，打开第一开关按键，控制器在接收到第一开关按键的信号时，此时即使制动器的温度没有达到设定的温度，控制器控制电磁离合器吸合而使发动机驱动压缩机工作向气罐内储存压缩空气。在发动机驱动压缩机工作的过程，由于发动机要驱动压缩机做功，即压缩机成为发动机的工作阻力，从而起到制动降低车速的作用，提高汽车下长坡的安全性和稳定性，并且可以预先在气罐内储存压缩空气，当控制器通过温度传感器检测到制动器的温度达到设定值时，控制器只需控制第一电磁阀工作，即可快速地往喷嘴提供冷却空气对制动器内部进行冷却降温。该结构能通过手动控制压缩机工作，并通过压缩机的工作增加发动机的负载而降低汽车的行驶速度，特别是下长坡的速度，而无需通过制动器来对汽车进行刹车，降低了制动器的工作温度，具有功能多样化和使用方便的优点。

3、在气温较低的季节，驾驶室需要采暖时，控制器控制第二电磁阀工作，使涡流管的热端输出口与汽车的空调风道连通，从而将涡流管的热端输出口输出的热空气通过第二电磁阀的上位进入汽车的空调风道连通中，实现对汽车进行取暖的功能。当汽车行驶至海拔较高地区，而发动机的进气通道连通空气压力信号较低时，发动机ECU(电子控制单元)发送信号到控制器。然后控制器控制第三电磁阀电磁得电，使涡流管的热端通过第二电磁阀和第三电磁阀与发动机的进气通道连通,实现补充发动机进气量的功能，以保证发动机的正常运行。本结构通过第二电磁阀和第三电磁阀的配合，巧妙地将涡流管的热端输出的热空气再次利用，以保证汽车发机能稳定和可靠地运行，具有功能多样化、能源利用率高和绿色环保的优点。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明车辆制动器冷却系统的结构示意图；

图2是本发明车辆制动器冷却系统的制动器的结构示意图；

图3是本发明车辆制动器冷却系统的制动器的内部结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例

参照图1至图3，本实施例涉及车辆制动器冷却系统，包括控制器1、电磁离合器2、供气装置3、冷却装置4、第一电磁阀5、制动器6和温度传感器7，所述供气装置3的动力输入端通过电磁离合器2与汽车发动机10的动力输出端连接，所述供气装置3的输出端通过第一电磁阀5与冷却装置4的输入端连通，所述制动器6的内部设有喷嘴61和所述温度传感器7，所述冷却装置4的冷却介质与喷嘴61连通而对制动器6进行冷却；所述控制器1与温度传感器7电连接而对制动器6的内部温度进行检测；所述电磁离合器2和第一电磁阀5与所述控制器1电连接。所述控制器1为单片机或PLC。

工作时，控制器1通过温度传感器7对制动器6内的温度进行实时检测。当温度达到设定值时，控制器1控制电磁离合器2吸合而使发动机10的动力传递到供气装置3，进而驱动供气装置3压缩空气，然后控制装置控制第一电磁阀5工作而使供气装置3的压缩空气输送到冷却装置4上。冷却装置4输出的冷却空气向喷嘴61输送而对制动器6的内部进行冷却，从而快速对制动器6进行降温，提高制动器6的制动性能，结构简单、自动化控制和稳定可靠。本冷却系统采用气动回路和电气控制回路的一体化自动检测和控制结构，能自动和及时地对制动器6进行冷却，并且通过在制动器6内安装喷嘴61，使得冷却装置4的冷却空气能直接地对制动器6的内部进行冷却，冷却速度快且效率高。

所述供气装置3包括压缩机31和气罐32，所述压缩机31的动力输入端通过电磁离合器2与汽车发动机10的动力输出端连接，压缩机31的出气口与气罐32连通。在控制器1控制电磁离合器2闭合后，压缩机31在发动机10的驱动下开始工作而压缩空气。被压缩的空气储存于气罐32内。当控制器1控制第一电磁阀5工作时，气罐32内的压缩空气进入到冷却装置4内而使冷却装置4输出冷却空气。冷却空气被输送到喷嘴61，进而进入制动器6内直接对制动器6内部进行冷却降温。

所述冷却装置4包括涡流管41，所述涡流管41的进气口通过第一电磁阀5与所述供气装置3的输出端连通；所述涡流管41的冷端输出口与喷嘴61连通，所述涡流管41的热端输出口与外界空气连通。涡流管41可以将压缩空气分离成冷、热两种气流。压缩空气在进入涡流管41后，涡流管41的冷端会产生冷却空气，而涡流管41的热端会产生热空气。涡流管41的冷端产生的冷却空气进入喷嘴61内，而涡流管41的热端产生的热空气可以排到外界空气中。

所述控制器1的检测输入端连接有第一开关按键9，控制器1检测到第一开关按键9的闭合信号后，控制器1控制电磁离合器2闭合而控制发动机10驱动供气装置3工作。当汽车行驶在下长坡路况时，打开第一开关按键9，控制器1在接收到第一开关按键9的信号时，此时即使制动器6的温度没有达到设定的温度，控制器1控制电磁离合器2吸合而使发动机10驱动压缩机31工作向气罐32内储存压缩空气。在发动机10驱动压缩机31工作的过程，由于发动机10要驱动压缩机31做功，即压缩机31成为发动机10的工作阻力，从而起到制动降低车速的作用，提高汽车下长坡的安全性和稳定性，并且可以预先在气罐32内储存压缩空气，当控制器1通过温度传感器7检测到制动器6的温度达到设定值时，控制器1只需控制第一电磁阀5工作，即可快速地往喷嘴61提供冷却空气对制动器6内部进行冷却降温。该结构能通过手动控制压缩机31工作，并通过压缩机31的工作增加发动机10的负载而降低汽车的行驶速度，特别是下长坡的速度，而无需通过制动器6来对汽车进行刹车，降低了制动器6的工作温度，具有功能多样化和使用方便的优点。

所述控制器1的检测输入端与制动踏板信号91连接，当控制器1检测到制动踏板信号持续时间达到第一设定值时，控制器1控制电磁离合器2闭合而控制发动机10驱动供气装置3开始工作；当控制器1检测到制动踏板信号91持续时间达到第二设定值时，控制器1控制第一电磁阀5工作而将供气装置3与冷却装置4连通；所述第一设定值小于第二设定值。制动踏板控制制器工作而对汽车进行刹车减速。控制器1实时检测制动踏板信号91。当控制器1检测到制动踏板信号91持续时间达到第一设定值时，控制器1控制电磁离合器2闭合而控制发动机10驱动供气装置3开始工作；在这个过程中，压缩机31被发动机10驱动而向气罐32内储存压缩空气，且制动器6工作而使其内部温度逐渐上升。随着制动踏板信号91持续时间的增加，当制动踏板信号91达到第二设定值时，控制器1控制第一电磁阀5工作而将供气装置3与冷却装置4连通，使气罐32内的压缩空气进入到涡流管41内，进而涡流管41的冷端输出口输出冷却空气到喷嘴61而直接对制动器6的内部进行冷。本结构能根据制动踏板的踩踏时间长度，来控制供气装置3工作而增加发动机10的负载，从而降低车速，也能控制冷却装置4工作而控制冷却装置4对制动器6内部进行冷却，结构设计巧妙、灵活和功能多样化。

所述控制器1的检测输入端与加速踏板信号92连接，当控制器1检测到加速踏板信号92持续时间达到第三设定值时，控制器1控制电磁离合器2分离而控制供气装置3停止工作。当控制器1检测到加速踏板信号92持续时间达到第三设定值时，表明此时汽车的动力需求较大，为减少发动机10负荷，控制器1控制电磁离合器2分离，使压缩机31停止工作，以保证汽车具有更加充足的动力用于驱动汽车行驶。

所述涡流管41的热端输出口上连接有第二电磁阀93，所述第二电磁阀93与控制器1的输出端连接；所述第二电磁阀93为两位三通阀；第二电磁阀93的输入口与涡流管41的热端连通，第二电磁阀93的一个输出口与汽车的空调风道94连通。所述第二电磁阀93的另一个输出口与第三电磁阀95的输入口连通，所述第三电磁阀95的一个输出口与发动机10的进气通道连通，所述第三电磁阀95的另一个输出口与外界空气连通；所述第三电磁阀95为两位三通阀。所述控制器1的检测输入端上连接有第二开关按键96，当控制器1检测到第二开关按键96闭合时，控制器1控制涡流管41的热端输出口与汽车的空调风道94连通。所述控制器1的检测输入端与汽车ECU电连接，在汽车的进气通道97的压力低于第四设定值时，所述控制器1控制第二电磁阀93和第三电磁阀95工作而控制涡流管41的热端输出口与发动机10的进气通道97连通。在气温较低的季节，驾驶室需要采暖时，控制器1控制第二电磁阀93工作，使涡流管41的热端输出口与汽车的空调风道94连通，从而将涡流管41的热端输出口输出的热空气通过第二电磁阀93的上位进入汽车的空调风道94连通中，实现对汽车进行取暖的功能。当汽车行驶至海拔较高地区，而发动机10的进气通道97连通空气压力信号较低时，发动机ECU(电子控制单元)发送信号到控制器1。然后控制器1控制第三电磁阀95电磁得电，使涡流管41的热端通过第二电磁阀93和第三电磁阀95与发动机10的进气通道97连通,实现补充发动机10进气量的功能，以保证发动机10的正常运行。本结构通过第二电磁阀93和第三电磁阀95的配合，巧妙地将涡流管41的热端输出的热空气再次利用，以保证汽车发机能稳定和可靠地运行，具有功能多样化、能源利用率高和绿色环保的优点。

所述制动器6包括制动鼓61和用于对车轮转轴63进行制动的摩擦片62，所述制动鼓61与汽车的车轮转轴63固定连接，所述喷嘴61设为多个且均匀安装于制动鼓61内；所述喷嘴61的输出口的截面积小于输入口的截面积。在车辆制动器6中设有若干喷嘴61。喷嘴61以扇形形状分布，以保证有足够的辐射圆周角度。喷嘴61布置在制动蹄片(其上安装摩擦片62)的下方。喷嘴61的截面设计为曲线收缩形状，使喷嘴61的输出口的截面积小于输入口的截面积。当冷却空气通过管道进入喷嘴61。由于喷嘴61的截面设计为曲线收缩形状，可减少气体的能量损失；由于喷嘴61出口截面小，冷却空气将以很高的流速喷出，对摩擦片62与制动鼓61等过热零件进行较好地冷却。

所述制动鼓61的内壁上设有用于带动喷嘴61输出的冷却介质流动的叶片64。汽车的车轮转轴63旋转时，车轮转轴63带动制动鼓61一同旋转，而带动叶片64旋转，进而带动制动器6内部的空气流动，提高对制动器6内部的冷却均匀性，防止出现局部过热的情况。

以上所揭露的仅为本发明一种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。

Claims (7)

1.一种车辆制动器冷却系统，其特征在于，包括控制器、电磁离合器、供气装置、冷却装置、第一电磁阀、制动器和温度传感器，所述供气装置的动力输入端通过电磁离合器与汽车发动机的动力输出端连接，所述供气装置的输出端通过第一电磁阀与冷却装置的输入端连通，所述制动器的内部设有喷嘴和所述温度传感器，所述冷却装置的冷却介质与喷嘴连通而对制动器进行冷却；所述控制器与温度传感器电连接而对制动器的内部温度进行检测；所述电磁离合器和第一电磁阀与所述控制器电连接；

所述控制器的检测输入端连接有第一开关按键，控制器检测到第一开关按键的闭合信号后，控制器控制电磁离合器闭合而控制发动机驱动供气装置工作；

所述冷却装置包括涡流管，所述涡流管的进气口通过第一电磁阀与所述供气装置的输出端连通；所述涡流管的冷端输出口与喷嘴连通，所述涡流管的热端输出口与外界空气连通；

所述涡流管的热端输出口上连接有第二电磁阀，所述第二电磁阀与控制器的输出端连接；所述第二电磁阀为两位三通阀；第二电磁阀的输入口与涡流管的热端连通，第二电磁阀的一个输出口与汽车的空调风道连通；所述第二电磁阀的另一个输出口与第三电磁阀的输入口连通，所述第三电磁阀的一个输出口与发动机的进气通道连通，所述第三电磁阀的另一个输出口与外界空气连通；所述第三电磁阀为两位三通阀；所述控制器的检测输入端上连接有第二开关按键，当控制器检测到第二开关按键闭合时，控制器控制涡流管的热端输出口与汽车的空调风道连通；所述控制器的检测输入端与汽车ECU电连接，在汽车的进气通道的压力低于第四设定值时，所述控制器控制第二电磁阀和第三电磁阀工作而控制涡流管的热端输出口与发动机的进气通道连通。

2.根据权利要求1所述的一种车辆制动器冷却系统，其特征在于，所述供气装置包括压缩机和气罐，所述压缩机的动力输入端通过电磁离合器与汽车发动机的动力输出端连接，压缩机的出气口与气罐连通。

3.根据权利要求1所述的一种车辆制动器冷却系统，其特征在于，所述控制器的检测输入端与制动踏板信号连接，当控制器检测到制动踏板信号持续时间达到第一设定值时，控制器控制电磁离合器闭合而控制发动机驱动供气装置开始工作；当控制器检测到制动踏板信号持续时间达到第二设定值时，控制器控制第一电磁阀工作而将供气装置与冷却装置连通；所述第一设定值小于第二设定值。

4.根据权利要求1所述的一种车辆制动器冷却系统，其特征在于，所述控制器的检测输入端与加速踏板信号连接，当控制器检测到加速踏板信号持续时间达到第三设定值时，控制器控制电磁离合器分离而控制供气装置停止工作。

5.根据权利要求1所述的一种车辆制动器冷却系统，其特征在于，所述制动器包括制动鼓和用于对车轮转轴进行制动的摩擦片，所述制动鼓与汽车的车轮转轴固定连接，所述喷嘴设为多个且均匀安装于制动鼓内；所述喷嘴的输出口的截面积小于输入口的截面积。

6.根据权利要求5所述的一种车辆制动器冷却系统，其特征在于，所述制动鼓的内壁上设有用于带动喷嘴输出的冷却介质流动的叶片。

7.根据权利要求1至4任一所述的一种车辆制动器冷却系统，其特征在于，所述控制器为单片机或PLC。

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