CN111775903A - 车辆制动鼓的冷却系统及其方法 - Google Patents

Abstract

本申请公开一种车辆制动鼓冷却系统及其方法，涉及车辆冷却制动技术领域，冷却系统包括：冷却单元，其进气口用于连接高压气源，冷却单元包括温度传感器、依次连接的调压阀、第二储气筒、开关控制组件、空气喷嘴；温度传感器用于采集制动鼓的温度；调压阀用于根据高压气源的压力将该高压气源自进气口通入冷却单元；第二储气筒用于接收流经调压阀的高压气源并存储；开关控制组件包括控制器和开关；控制器用于接收温度传感器采集的温度，驱动开关通断，以使第二储气筒与空气喷嘴的连接导通或断开；空气喷嘴用于向制动鼓喷射高压气体至制动鼓冷却。本申请组成简单体积小，易于空间安装，有效实现对制动鼓的冷却。

Description

车辆制动鼓的冷却系统及其方法

技术领域

本申请涉及车辆冷却制动技术领域，特别涉及一种车辆制动鼓冷却系统及其方法。

背景技术

鼓式制动器的性能可靠，且制造成本较盘式制动器低，因此，鼓式制动器在商用车制动系统中被广泛应用。现有技术中，鼓式制动器的散热性能较差，在车辆长时间频繁制动后，鼓式制动器内的温度会急剧升高，出现热衰退情况，导致车辆的制动性能急速下降，甚至会出现刹车失效的情况，严重时甚至威胁车辆和驾驶员的安全。

目前行业内普遍做法是通过加装淋水装置来降低制动鼓的温度，具体做法是在车辆上加装一套水箱和管路，通过将水直接喷淋在制动鼓上进行降温。

但是，采用淋水装置降温主要有以下几方面的缺点：一是水箱需要在车辆上找到合适的空间安装，对于布局比较紧凑的车辆，很难有空间安装；二是水箱装满水后，增加了车辆的总质量，直接导致油耗的增加；三是炙热的制动鼓遇到单点喷淋的冷水后，容易因温差过大出现开裂的问题；四是冷却水在冬季滴到道路上容易结冰，威胁到其他车辆的正常行驶。

可见，研发一种易于空间安装和易于实现对制动鼓的冷却降温方案是迫在眉睫的。

发明内容

本申请实施例提供一种车辆制动鼓冷却系统及其方法，本申请实施例组成简单体积小，易于空间安装，有效实现对制动鼓的冷却。

一方面，本申请实施例提供了一种车辆制动鼓的冷却系统，所述冷却系统包括：

冷却单元，其进气口用于连接高压气源，所述冷却单元包括温度传感器、以及依次连接的调压阀、第二储气筒、开关控制组件、空气喷嘴；同时，

所述温度传感器用于采集制动鼓的温度；

所述调压阀用于根据所述高压气源的压力将该高压气源自所述进气口通入所述冷却单元；

所述第二储气筒用于接收流经所述调压阀的高压气源并存储；

所述开关控制组件包括控制器和开关；所述控制器用于接收所述温度传感器采集的温度，并驱动所述开关打开或闭合，以使所述第二储气筒与所述空气喷嘴的连接导通或断开；

所述空气喷嘴用于接收从所述第二储气筒流经所述开关的高压气体，并向所述制动鼓喷射所述高压气体至所述制动鼓冷却。

在本实施例中，优选地，所述冷却系统还包括：

防尘罩，其用于罩设在所述制动鼓上，且所述防尘罩上固定安装有所述空气喷嘴和所述温度传感器。

优选地，所述开关控制组件还包括：

安全阀，其两端分别连接所述开关的两端；当所述开关闭合时，所述安全阀比较所述第二储气筒的气体压力与该安全阀的预设压力，若所述气体压力大于所述预设压力，所述安全阀导通所述第二储气筒和所述空气喷嘴。

优选地，所述冷却系统还包括：

气体供给单元，所述气体供给单元的出气口与所述冷却单元的进气口相连，其用于向所述冷却单元输送所述高压气源。

优选地，所述气体供给单元包括依次连接的空气压缩机、空气干燥器、第一储气筒。

优选地，所述开关为常闭电磁阀。

优选地，所述空气喷嘴的数量为多个，且所述温度传感器的数量与所述空气喷嘴相同；每个所述空气喷嘴的进气口均与所述开关相连，每个所述温度传感器的输出端均与所述控制器相连。

优选地，所述开关控制组件的数量为多个，每个所述开关控制组件均配设一个所述空气喷嘴和一个所述温度传感器，每个所述开关控制组件均与所述第二储气筒的出气口均相连。

另一方面，本申请实施例还提供了一种车辆制动鼓的冷却方法，基于上述的车辆制动鼓的冷却系统，所述冷却方法包括以下步骤：

冷却单元的进气口连接高压气源；

温度传感器采集制动鼓的温度并发送给控制器；

调压阀根据所述高压气源的压力将所述高压气源自所述进气口通入所述冷却单元；

第二储气筒接收流经所述调压阀的高压气源并存储；

控制器根据接收到的温度驱动开关导通第二储气筒与空气喷嘴的连接；

所述空气喷嘴接收从所述第二储气筒流经所述开关的高压气体，并向所述制动鼓喷射高压气体至所述制动鼓冷却。

优选地，所述冷却系统还包括气体供给单元，所述气体供给单元的出气口与所述冷却单元的进气口相连；在所述调压阀根据所述高压气源的压力将所述高压气源自所述进气口通入所述冷却单元之前，所述冷却方法还包括以下步骤：

所述气体供给单元向所述冷却单元输送所述高压气源。

本申请提供的技术方案带来的有益效果包括：

(1)在本申请实施例中，冷却系统中的冷却单元采用体积小巧、结构简单的组成构造，便于在不变动车辆正常结构的前提下，易于空间安装，有效实现对制动鼓的冷却；同时，采用气体冷却的形式，相较于水冷而言，不会出现制动鼓开裂，也避免寒冷天气下冷却水洒到路面结冰的情况。

(2)在本申请实施例中，冷却单元由气体供给单元供给高压气源，其中，该气体供给单元的组成构造为车辆本身自带的，能够将过剩的高压气源和“闲置”的空气压缩机充分利用，将多余的高压气源传送至制动器的制动鼓，实现制动鼓的强制冷却。同时，在不影响车辆正常用气需求的前提下，可以持续向该冷却单元供应高压气源，避免了淋水装置作为制动鼓的冷却装置，在水使用完后加水不便或无水可加的困境。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例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申请的一些实施例，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为本申请实施例提供的一种车辆制动鼓的冷却系统的结构示意图；

图2为本申请实施例提供的一种车辆制动鼓的冷却系统的具体结构示意图；

图3为本申请实施例提供的一种车辆制动鼓的冷却系统的第一种变形例的结构示意图；

图4为本申请实施例提供的一种车辆制动鼓的冷却系统的第二种变形例的结构示意图；

图5为本申请实施例提供的一种车辆制动鼓的冷却方法的流程框图；

图中：1、冷却单元；11、调压阀；12、第二储气筒；13、开关控制组件；131、控制器；132、开关；133、安全阀；14、空气喷嘴；15、温度传感器；16、单向阀；2、制动鼓；3、防尘罩；4、气体供给单元；41、空气压缩机；42、空气干燥器；43、第一储气筒。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

参见图1所示，本申请实施例提供一种车辆制动鼓的冷却系统，所述冷却系统包括：

冷却单元1，其进气口用于连接高压气源，所述冷却单元包括温度传感器15、以及依次连接的调压阀11、第二储气筒12、开关控制组件13、空气喷嘴14；同时，

所述温度传感器15用于采集制动鼓2的温度；

所述调压阀11用于根据所述高压气源的压力将该高压气源自所述进气口通入所述冷却单元；

所述第二储气筒12用于接收流经所述调压阀11的高压气源并存储；

所述开关控制组件13包括控制器131和开关132；所述控制器131用于接收所述温度传感器15采集的温度，并驱动所述开关132打开或闭合，以使所述第二储气筒12与所述空气喷嘴14的连接导通或断开；

所述空气喷嘴14用于接收从所述第二储气筒12流经所述开关132的高压气体，并向所述制动鼓2喷射所述高压气体至所述制动鼓2冷却。

本申请实施例提供的一种车辆制动鼓的冷却系统，其工作流程为：

首先，冷却单元1的进气口连接高压气源；

其次，温度传感器15采集制动鼓2的温度并发送给控制器131；

再次，调压阀11根据所述高压气源的压力将所述高压气源自所述进气口通入所述冷却单元1；具体为当高压气源的压力大于调压阀11的开启压力时，调压阀11开启，高压气源经过调压阀11进入第二储气筒12；

之后，第二储气筒12接收流经所述调压阀11的高压气源并存储；

再后，控制器131根据接收到的温度驱动开关132导通第二储气筒12与空气喷嘴14的连接；具体为当温度传感器15采集到的制动鼓2的温度高于预设温度时，控制器131驱动开关132打开，否则，开关132处于闭合状态；

最后，所述空气喷嘴14接收从所述第二储气筒12流经所述开关132的高压气体，并向所述制动鼓2喷射高压气体至所述制动鼓2冷却。

并且，当制动鼓2的温度降低至预设温度时，控制器131驱动开关由打开状态切换为闭合状态，冷却系统停止对制动鼓2的冷却。

在本实施例中，冷却系统中的冷却单元1采用体积小巧、结构简单的组成构造，便于在不变动车辆正常结构的前提下，易于空间安装，有效实现对制动鼓的冷却；同时，采用气体冷却的形式，相较于水冷而言，不会出现制动鼓开裂，也避免寒冷天气下冷却水洒到路面结冰的情况。以及，本申请实施例对于制动鼓的冷却无需外接干涉，根据温度传感器采集到的温度，通过控制器判断是否需要冷却，进而执行冷却工作。

进一步地，所述冷却系统还包括防尘罩3，其用于罩设在所述制动鼓2上，且所述防尘罩3上固定安装有所述空气喷嘴14和所述温度传感器15。在本实施例中，空气喷嘴14和温度传感器15固定安装在防尘罩3上，因地取材，直接利用制动鼓2上的已有防尘罩3进行固定安装，既能够确保固定质量，也可减少耗材。

优选地，所述开关控制组件13还包括安全阀133，其两端分别连接所述开关132的两端；当所述开关132闭合时，所述安全阀133比较所述第二储气筒12的气体压力与该安全阀133的预设压力，若所述气体压力大于所述预设压力，所述安全阀133导通所述第二储气筒12和所述空气喷嘴14。

在本实施例中，当开关132处于闭合状态时，第二储气筒12一直接收并存储高压气源，其内的气体压力不断增大，当增大到一定程度时，如不加以泄压，容易导致冷却单元在高压环境下被破坏，此时，设置一安全阀133，当第二储气筒12内的气体压力达到预设压力时，安全阀133打开，并将第二储气筒12中的高压气源通过空气喷嘴14放出去，即保证了冷却单元的安全可靠性，也可对制动鼓2进行冷却处理。

如图2所示，作为本申请实施例的一种优选方案，所述冷却系统还包括气体供给单元4，所述气体供给单元4的出气口与所述冷却单元1的进气口相连，其用于向所述冷却单元1输送所述高压气源。

进一步地，所述气体供给单元包括依次连接的空气压缩机41、空气干燥器42、第一储气筒43。

其中，所述空气压缩机41不断产生高压气源，并经过空气干燥器42处理后存储在第一储气筒43中，该空气压缩机41、空气干燥器42、第一储气筒43为车辆自带的，且第一储气筒43中的高压气源供车辆上的各用气元件使用，该第一储气筒43的高压气源是在车辆发动机启动后，空气压缩机41工作，高温高压的气源经过管道冷却、空气干燥器42进行杂质过滤后传送到第一储气筒43。现有技术中，当第一储气筒43筒内的压力值达到车辆制动系统的额定压力时，多余的高压气源一般通过空气干燥器42的排气口排放到大气中，且空气压缩机41空转。

具体来说，调压阀11的开启压力略大于车辆制动系统的额定压力，可见，采用本申请实施例，当第一储气筒43中存在多余的高压气源时，才会输送给冷却单元，将过剩的高压气源和“闲置”的空气压缩机41充分利用，将多余高压气源传送至制动器的制动鼓2，实现制动鼓2的强制冷却。同时，在不影响车辆正常用气需求的前提下，可以持续向该冷却单元供应高压气源，避免了淋水装置作为制动鼓2的冷却装置，在水使用完后加水不便或无水可加的困境。

具体地，所述开关132为常闭电磁阀。当温度传感器15采集到的温度高于预设温度时，控制器131再驱动所述常闭电磁阀的触点分开，导通所述第二储气筒12和空气喷嘴14的连接。

进一步地，所述调压阀11与所述第二储气筒12之间设有单向阀16，能够确保高压气源的流向单一，提高冷却单元的可靠性。

如图4所示，作为本申请实施例的第一种变形例，所述空气喷嘴14的数量为多个，且所述温度传感器15的数量与所述空气喷嘴14相同；每个所述空气喷嘴14的进气口均与所述开关132相连，每个所述温度传感器15的输出端均与所述控制器131相连。一般来说，整车的多个驱动轮配设的多个制动鼓2的温度相差较小，每个空气喷嘴14对应冷却一制动鼓2，能够对多个制动鼓2同时进行冷却，提高冷却效率，适用于较多的制动鼓2的冷却，扩大了冷却范围。

如图4所示，作为本申请实施例的第二种变形例，所述开关控制组件13的数量为多个，每个所述开关控制组件13均配设一个所述空气喷嘴14和一个所述温度传感器15，每个所述开关控制组件13均与所述第二储气筒12的出气口均相连。其中，每个空气喷嘴14对应冷却一个制动鼓2，当多个制动鼓2的温度需要各自冷却时，多个空气喷嘴14分别控制。

参见图5所示，本申请实施例还提供了一种车辆制动鼓的冷却方法，基于上述的车辆制动鼓的冷却系统，所述冷却方法包括以下步骤：

步骤S1：冷却单元1的进气口连接高压气源；

步骤S2：温度传感器15采集制动鼓2的温度并发送给控制器131；

步骤S3：调压阀11根据所述高压气源的压力将所述高压气源自所述进气口通入所述冷却单元1；

步骤S4：第二储气筒12接收流经所述调压阀11的高压气源并存储；

步骤S5：控制器131根据接收到的温度驱动开关132导通第二储气筒12与空气喷嘴14的连接；

步骤S6：所述空气喷嘴14接收从所述第二储气筒12流经所述开关132的高压气体，并向所述制动鼓2喷射高压气体至所述制动鼓2冷却。

进一步地，所述冷却系统还包括气体供给单元4，所述气体供给单元4的出气口与所述冷却单元1的进气口相连；在所述步骤S3之前，所述冷却方法还包括以下步骤：

所述气体供给单元4向所述冷却单元1输送所述高压气源。

具体地，所述气体供给单元包括依次连接的空气压缩机41、空气干燥器42、第一储气筒43。在车辆发动机启动后，空气压缩机41工作，高温高压的气源经过管道冷却、空气干燥器42进行杂质过滤后传送到第一储气筒43，再由第一储气筒43通过调压阀11输送至冷却单元1中，以使得空气喷嘴14向制动鼓2冷却降温。

在本申请的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

需要说明的是，在本申请中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅是本申请的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种车辆制动鼓的冷却系统，其特征在于，所述冷却系统包括：

冷却单元(1)，其进气口用于连接高压气源，所述冷却单元包括温度传感器(15)、以及依次连接的调压阀(11)、第二储气筒(12)、开关控制组件(13)、空气喷嘴(14)；同时，

所述温度传感器(15)用于采集制动鼓(2)的温度；

所述调压阀(11)用于根据所述高压气源的压力将该高压气源自所述进气口通入所述冷却单元；

所述第二储气筒(12)用于接收流经所述调压阀(11)的高压气源并存储；

所述开关控制组件(13)包括控制器(131)和开关(132)；所述控制器(131)用于接收所述温度传感器(15)采集的温度，并驱动所述开关(132)打开或闭合，以使所述第二储气筒(12)与所述空气喷嘴(14)的连接导通或断开；

所述空气喷嘴(14)用于接收从所述第二储气筒(12)流经所述开关(132)的高压气体，并向所述制动鼓(2)喷射所述高压气体至所述制动鼓(2)冷却。

2.如权利要求1所述的车辆制动鼓的冷却系统，其特征在于，所述冷却系统还包括：

防尘罩(3)，其用于罩设在所述制动鼓(2)上，且所述防尘罩(3)上固定安装有所述空气喷嘴(14)和所述温度传感器(15)。

3.如权利要求1所述的车辆制动鼓的冷却系统，其特征在于，所述开关控制组件(13)还包括：

安全阀(133)，其两端分别连接所述开关(132)的两端；当所述开关(132)闭合时，所述安全阀(133)比较所述第二储气筒(12)的气体压力与该安全阀(133)的预设压力，若所述气体压力大于所述预设压力，所述安全阀(133)导通所述第二储气筒(12)和所述空气喷嘴(14)。

4.如权利要求1所述的车辆制动鼓的冷却系统，其特征在于，所述冷却系统还包括：

气体供给单元(4)，所述气体供给单元(4)的出气口与所述冷却单元(1)的进气口相连，其用于向所述冷却单元(1)输送所述高压气源。

5.如权利要求4所述的车辆制动鼓的冷却系统，其特征在于，所述气体供给单元包括依次连接的空气压缩机(41)、空气干燥器(42)、第一储气筒(43)。

6.如权利要求1所述的车辆制动鼓的冷却系统，其特征在于，所述开关(132)为常闭电磁阀。

7.如权利要求1所述的车辆制动鼓的冷却系统，其特征在于，所述空气喷嘴(14)的数量为多个，且所述温度传感器(15)的数量与所述空气喷嘴(14)相同；每个所述空气喷嘴(14)的进气口均与所述开关(132)相连，每个所述温度传感器(15)的输出端均与所述控制器(131)相连。

8.如权利要求1所述的车辆制动鼓的冷却系统，其特征在于，所述开关控制组件(13)的数量为多个，每个所述开关控制组件(13)均配设一个所述空气喷嘴(14)和一个所述温度传感器(15)，每个所述开关控制组件(13)均与所述第二储气筒(12)的出气口均相连。

9.一种车辆制动鼓的冷却方法，基于权利要求1～8任意一项所述的车辆制动鼓的冷却系统，其特征在于，所述冷却方法包括以下步骤：

冷却单元(1)的进气口连接高压气源；

温度传感器(15)采集制动鼓(2)的温度并发送给控制器(131)；

调压阀(11)根据所述高压气源的压力将所述高压气源自所述进气口通入所述冷却单元(1)；

第二储气筒(12)接收流经所述调压阀(11)的高压气源并存储；

控制器(131)根据接收到的温度驱动开关(132)导通第二储气筒(12)与空气喷嘴(14)的连接；

所述空气喷嘴(14)接收从所述第二储气筒(12)流经所述开关(132)的高压气体，并向所述制动鼓(2)喷射高压气体至所述制动鼓(2)冷却。

10.如权利要求9所述的车辆制动鼓的冷却方法，其特征在于，所述冷却系统还包括气体供给单元(4)，所述气体供给单元(4)的出气口与所述冷却单元(1)的进气口相连；在所述调压阀(11)根据所述高压气源的压力将所述高压气源自所述进气口通入所述冷却单元(1)之前，所述冷却方法还包括以下步骤：

所述气体供给单元(4)向所述冷却单元(1)输送所述高压气源。

Images