CN112918438B - 一种制动器喷水喷雾冷却装置 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种制动器喷水喷雾冷却装置，包括温度传感器、继电器开关、电磁阀、冷却液喷嘴、空气调节阀、分水过滤器、空气截止阀、虹吸管和冷却液箱。温度传感器用于检测制动器摩擦接触区温度并根据检测温度控制继电器开关，由继电器开关调节电磁阀控制冷却液喷嘴选择雾化或喷水冷却模式，虹吸管利用虹吸作用将冷却液由冷却液箱压出，以配合压缩空气将冷却液通过冷却液喷嘴向制动器摩擦接触区喷出。本发明的冷却装置可根据检测温度选择喷水和雾化冷却方式，改变传统单一冷却方式的弊端，能够避免非应急条件下由于温度骤降或温度梯度造成的材料损伤，同时提高冷却效率。

Description

一种制动器喷水喷雾冷却装置

技术领域

本发明属于车辆制动器冷却技术领域，具体涉及一种制动器喷水喷雾冷却装置。

背景技术

大型履带车辆在工作过程中，需要根据现场情况作出大量机动动作，因此要求其具有良好的制动性能。制动过程中，整车的运动能通过摩擦材料与制动器间的摩擦转化为其他形式的能量。其中，约90％转化为热能，变现为制动器温度升高。研究资料显示，其最高温度可达700℃以上。随着温度的上升，摩擦材料的表面膜、基体表层发生复杂的物理和化学变化，从而导致摩擦系数发生明显变化，即热衰退现象。一旦出现这种情况，即可能导致制动失效，进而导致发生重大事故。因此，如何快速降低摩擦片温度，是保证制动器性能、消除安全隐患的关键。

相关数据显示，制动器的失效大多数都是由于摩擦面的温度过热引起的，过高的工作温度会导致摩擦片表面严重磨损，降低摩擦片的使用寿命，俗称“烧片”。同时，摩擦表面的温升会使摩擦系数、压紧力、实际摩擦接触面积等发生很大改变，从而直接影响制动性能。

现有冷却方式主要包括风冷、水冷和喷雾冷却。

风冷是用空气作为媒介冷却需要冷却的物体，通常是加大需要冷却的物体的表面积，或者是加快单位时间内空气流过物体的速率，或者是两种方法共用。前者可依靠在物体表面增加散热片实现，通常把散热片挂在物体外，或是固定在物体上以使散热更高效，后者可用风扇(风机)加强通风、强化冷却效果。大多数情况下，加入散热片可以使冷却效率大大提高。但是，风冷的散热性能差于水冷散热性能，夏天散热性能会略有不足。

水冷散热器具有一个进水口及出水口，散热器内部有多条水道，可以充分发挥水冷的优势，能带走更多的热量。水冷的安装方式可以分为内置水冷和外置水冷两种。内置水冷主要由散热器、水管、水泵、足够的水源组成，由此导致大部分水冷散热系统体积较大，而且要求机箱内部空间足够宽余。外置水冷散热器由于其散热水箱以及水泵等工作元件全部安排在机箱之外，不仅减少机箱内空间的占用，而且能够获得更好的散热效果。但是，水冷系统成本高于风冷系统，因为结构比风冷系统复杂，还多加一级工质，可靠性较差；若组装过程不当或材料不佳，会出现漏水情况。此外，降温速度过快或不均匀时容易导致材料开裂。

喷雾冷却是指用具有一定压力的空气将水雾化成雾流对热轧钢材进行的在线控制冷却的技术。作为轧后控制冷却方式之一，喷雾冷却已应用于厚板和带钢的生产上。此外还应用于工字钢、角钢、槽钢和H型钢的冷却上。为了弥补冷床面积不足和改善劳动条件，喷雾冷却还用于冷却冷床上的钢坯和钢材。此外，带钢连续退火时也应用此种冷却方式。喷雾冷却的冷却速度可调范围，实现从风冷到全水冷，冷却比较均匀，可节省冷却水，但是由于具有空气和水两个系统，导致设备费用高，并且噪声较大。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明提出一种制动器喷水喷雾冷却装置，以解决如何避免不必要的制动材料损伤，提高摩擦副冷却效率的技术问题。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本发明提出一种制动器喷水喷雾冷却装置，该冷却装置包括温度传感器、继电器开关、电磁阀、冷却液喷嘴、空气调节阀、分水过滤器、空气截止阀、虹吸管和冷却液箱；其中，温度传感器、继电器开关和电磁阀属于控制模块，温度传感器用于检测制动器摩擦接触区温度并根据检测温度控制继电器开关，由继电器开关调节电磁阀控制冷却液喷嘴选择雾化或喷水冷却模式；冷却液喷嘴包括压力雾化喷头和液体喷头，能够根据控制模块的指示执行雾化或喷水冷却；空气调节阀、分水过滤器和空气截止阀属于空气净化压缩模块，用于去除空气中的杂质并压缩空气；虹吸管和冷却液箱属于液体储备模块，虹吸管利用虹吸作用将冷却液由冷却液箱压出，以配合压缩空气将冷却液通过冷却液喷嘴向制动器摩擦接触区喷出。

进一步地，当温度传感器检测到摩擦接触区温度低于阈值温度时，通过继电器开关控制电磁阀开启连接虹吸管和压力雾化喷头的通孔，选择喷雾冷却模式；当温度传感器检测到摩擦接触区温度高于阈值温度时，通过继电器开关控制电磁阀开启连接虹吸管和液体喷头的通孔，选择断续喷水冷却模式；若摩擦接触区温度超过阈值后仍持续升高，则采用连续喷水冷却模式，若温度降低，则采用断续喷水冷却模式。

进一步地，冷却装置在执行喷雾冷却模式时，压缩空气经空气截止阀和分水过滤器滤除水分等杂质，通过空气调节阀将压力调至0.32～0.35MPa后，经电磁阀连接虹吸管的通孔进入虹吸管和冷却液箱内，利用虹吸管的虹吸作用将冷却液箱内的冷却液压出，再经过电磁阀连接压力雾化喷头的通孔进入压力雾化喷头，经雾化后喷射到摩擦接触区。

进一步地，温度传感器与空气调节阀相连，通过控制压缩空气的压力调节冷却液体的虹吸速度，从而控制喷雾或喷水的流量。

进一步地，空气调节阀带有压力表。

(三)有益效果

本发明提出一种制动器喷水喷雾冷却装置，包括温度传感器、继电器开关、电磁阀、冷却液喷嘴、空气调节阀、分水过滤器、空气截止阀、虹吸管和冷却液箱。温度传感器用于检测制动器摩擦接触区温度并根据检测温度控制继电器开关，由继电器开关调节电磁阀控制冷却液喷嘴选择雾化或喷水冷却模式；冷却液喷嘴包括压力雾化喷头和液体喷头，能够根据指示执行雾化或喷水冷却；空气调节阀、分水过滤器和空气截止阀属于空气净化压缩模块，用于去除空气中的杂质并压缩空气；虹吸管和冷却液箱属于液体储备模块，虹吸管利用虹吸作用将冷却液由冷却液箱压出，以配合压缩空气将冷却液通过冷却液喷嘴向制动器摩擦接触区喷出。

本发明的冷却装置可根据检测温度选择喷水和雾化冷却方式，具有连续和断续喷水(水雾)方式，改变传统单一冷却方式的弊端，能够避免非应急条件下由于温度骤降或温度梯度造成的材料损伤，同时提高冷却效率。通过及时降温可以减轻摩擦表面的氧化，避免制动器发生热衰退现象。可冲洗掉附着在摩擦表面的磨屑，减少材料磨损。

附图说明

图1为本发明实施例制动器喷水喷雾冷却装置组成原理示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、内容和优点更加清楚，下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。

制动摩擦副在摩擦制动过程中会产生大量热量，过高的温升会导致摩擦副制动性能下降。为降低摩擦温升，本实施例提出一种制动器喷水喷雾冷却装置，其组成如图1所示，包括温度传感器1、继电器开关2、电磁阀3、冷却液喷嘴(由压力雾化喷头4和液体喷头5组成)、带有压力表的空气调节阀6、分水过滤器7、空气截止阀8、虹吸管9和冷却液箱10。

温度传感器1、继电器开关2和电磁阀3属于控制模块，根据温度传感器1检测的摩擦接触区温度控制继电器开关2，进而调节电磁阀3控制冷却液喷嘴选择雾化或喷水冷却模式；压力雾化喷头4和液体喷头5组成的冷却液喷嘴属于实施模块，能够根控制模块的指示执行雾化或喷水冷却；空气调节阀6、分水过滤器7和空气截止阀8属于空气净化压缩模块，用于去除空气中的杂质并压缩空气；虹吸管9和冷却液箱10属于液体储备模块，虹吸管9利用虹吸作用将冷却液由冷却液箱10压出，以配合压缩空气将冷却液通过冷却液喷嘴向摩擦接触区喷出。

当温度传感器1检测到摩擦接触区温度低于阈值温度时，通过继电器开关2控制电磁阀3开启连接虹吸管9和压力雾化喷头4的通孔，选择喷雾冷却模式，即采用柔和、均匀的喷雾式冷却方式，以保障制动器材料稳定性为原则进行降温，可以避免由于温度骤降或温度梯度导致的材料开裂。当温度传感器1检测到摩擦接触区温度高于阈值温度时，通过继电器开关2控制电磁阀8开启连接虹吸管9和液体喷头5的通孔，选择断续喷水冷却模式，即采用快速、高效的喷水式冷却方式，以保障制动安全为原则进行降温。若摩擦接触区温度超过阈值后仍持续升高，则采用连续喷水冷却模式，若温度降低，则采用断续喷水冷却模式。

冷却装置在执行喷雾冷却模式时，压缩空气经空气截止阀8和分水过滤器7滤除水分等杂质，通过空气调节阀6将压力调至0.32～0.35MPa后，经电磁阀3连接虹吸管9的通孔进入虹吸管9和冷却液箱10内，利用虹吸管9的虹吸作用将冷却液箱10内的冷却液压出，再经过电磁阀3连接压力雾化喷头4的通孔进入压力雾化喷头4，经雾化后喷射到摩擦接触区。

冷却装置在执行喷水冷却模式时，压缩空气经空气截止阀8和分水过滤器7滤除水分等杂质，通过空气调节阀6将压力调至0.32～0.35MPa后，经电磁阀3连接虹吸管9的通孔进入虹吸管9和冷却液箱10内，利用虹吸管9的虹吸作用将冷却液箱10内的冷却液压出，再经过电磁阀8连接液体喷头5的通孔进入液体喷头5，直接喷射到摩擦接触区。

通过继电器开关2可控制电磁阀3实现与虹吸管9、压力雾化喷头4通和液体喷头5连接通孔的开闭，实现根据降温速度选择连续喷水或断续喷水方式。此外，温度传感器1与空气调节阀6相连，通过控制压缩空气的压力调节冷却液体的虹吸速度，从而可以控制喷雾或喷水的流量。

本装置可以通过设置不同的阈值温度对喷雾和喷水的时机进行控制；根据降温速度需求选择连续喷水或断续喷水冷却方式；通过温度传感器测试数据控制压力调节阀工作，实现喷水/喷雾流量调节

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种制动器喷水喷雾冷却装置，其特征在于，所述冷却装置包括温度传感器、继电器开关、电磁阀、冷却液喷嘴、空气调节阀、分水过滤器、空气截止阀、虹吸管和冷却液箱；其中，温度传感器、继电器开关和电磁阀属于控制模块，温度传感器用于检测制动器摩擦接触区温度并根据检测温度控制继电器开关，由继电器开关调节电磁阀控制冷却液喷嘴选择雾化或喷水冷却模式；冷却液喷嘴包括压力雾化喷头和液体喷头，能够根据控制模块的指示执行雾化或喷水冷却；空气调节阀、分水过滤器和空气截止阀属于空气净化压缩模块，用于去除空气中的杂质并压缩空气；虹吸管和冷却液箱属于液体储备模块，虹吸管利用虹吸作用将冷却液由冷却液箱压出，以配合压缩空气将冷却液通过冷却液喷嘴向制动器摩擦接触区喷出；

当温度传感器检测到摩擦接触区温度低于阈值温度时，通过继电器开关控制电磁阀开启连接虹吸管和压力雾化喷头的通孔，选择喷雾冷却模式；当温度传感器检测到摩擦接触区温度高于阈值温度时，通过继电器开关控制电磁阀开启连接虹吸管和液体喷头的通孔，选择断续喷水冷却模式；若摩擦接触区温度超过阈值后仍持续升高，则采用连续喷水冷却模式，若温度降低，则采用断续喷水冷却模式。

2.如权利要求1所述的制动器喷水喷雾冷却装置，其特征在于，冷却装置在执行喷雾冷却模式时，压缩空气经空气截止阀和分水过滤器滤除水分等杂质，通过空气调节阀将压力调至0.32～0.35MPa后，经电磁阀连接虹吸管的通孔进入虹吸管和冷却液箱内，利用虹吸管的虹吸作用将冷却液箱内的冷却液压出，再经过电磁阀连接压力雾化喷头的通孔进入压力雾化喷头，经雾化后喷射到摩擦接触区。

3.如权利要求1所述的制动器喷水喷雾冷却装置，其特征在于，温度传感器与空气调节阀相连，通过控制压缩空气的压力调节冷却液体的虹吸速度，从而控制喷雾或喷水的流量。

4.如权利要求1所述的制动器喷水喷雾冷却装置，其特征在于，空气调节阀带有压力表。

Images