CN203793312U

CN203793312U - 一种大型车辆制动散热装置

Info

Publication number: CN203793312U
Application number: CN201420033946.3U
Authority: CN
Inventors: 袁越锦; 赵哲; 焦龙; 曹博涛; 张艳华; 徐英英
Original assignee: Shaanxi University of Science and Technology
Current assignee: Shaanxi University of Science and Technology
Priority date: 2014-01-20
Filing date: 2014-01-20
Publication date: 2014-08-27
Anticipated expiration: 2024-01-20

Abstract

本实用新型公开的一种大型车辆制动散热装置，包括水冷装置和风冷装置，水冷装置设置在车辆的制动蹄内，风冷装置设置在车辆的制动鼓上。本实用新型操作方便，效果较好。对于水冷装置，工作时，水泵开始工作，将水箱中的冷却液通过管道带入制动鼓内，使冷却液流过制动蹄，将制动蹄中聚集的热量带出，流出的被加热的冷却水再流过外部散热器，将热量散出到空气中，水温降低后，再流入水箱，进行循环工作。以上工作可以及时有效的将制动鼓内的热量带出，大大减轻了车辆的负担。对于风冷装置，汽车在行驶的过程中，制动鼓随着车轮转动，这样，制动鼓突起便具有自扇风的效果，气流从开口进去，再从底板上的圆孔中流出，形成空气对流。

Description

一种大型车辆制动散热装置

技术领域

本实用新型属于汽车制动技术领域，具体涉及一种大型车辆制动散热装置。

背景技术

在我国，大型车辆广泛的应用于各个行业。由于中国地形条件多种多样，道路情况复杂多变，大型车辆面临的工作环境相对比较严峻。如西部、西南等地区山多，山势都比较险峻，这些地区的公路往往是盘山而建，急弯、陡坡、连续下坡与远距离下坡都比较常见，长期行驶于山区，下长、大坡，就需要长时间使用制动器，此时，制动器性能的好坏就不仅关系到整车工作性能，更关系到行车交通安全。

目前，大型车辆的制动装置主要以鼓式制动器和盘式制动器为主，应用较为广泛的是鼓式制动器，其工作原理就是通过制动蹄上的摩擦片与制动鼓进行摩擦，通过摩擦将动能转变为热能耗散到大气中去，从而达到制动的效果。但是，当制动鼓内的高温不能及时散去，聚集高温超限就会引发相应的故障。制动鼓温度过高会导致轮胎散热不良，甚至爆胎；刹车蹄和制动轮毂温度如果超过一定的限度摩擦副会因“热衰减”导致制动失效，从而引发交通事故。为了解决这一问题，在目前行驶的大型车辆中都装有刹车降温辅助装置，但是，仍旧存在降温效果不好，降温不均导致的制动失灵，以及水淋降温导致的地面湿滑从而引发交通事故，故目前的制动降温装置还存在很大缺陷。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种大型车辆制动散热装置，解决了现有技术中存在的刹车降温辅助装置降温效果不好，降温不均导致的制动失灵，以及水淋降温导致的地面湿滑从而引发交通事故的问题。

本实用新型所采用的技术方案是，一种大型车辆制动散热装置，包括水冷装置和风冷装置，水冷装置设置在车辆的制动蹄内，风冷装置设置在车辆的制动鼓上。

本实用新型的特点还在于，

其中的水冷装置包括水泵，水泵的出口通过循环导热水管与制动器的制动蹄内水流通道入口相连，水泵的入口与水箱相连接，水箱的另一端与散热器相连接，同时制动器通过循环导热水管与散热器相连接。

其中的散热器包括两个或两个以上并列设置的散热管道，散热管道上设置有肋片，散热管道的底部设置有水流出口总管，水流出口总管通过循环导热水管与制动器相连接。

其中的风冷装置包括设置在制动鼓上的制动鼓开口，还包括在制动底板上开的圆孔。

本实用新型的有益效果是，本实用新型操作方便，对于水冷装置，工作时，由驾驶员按下安装在驾驶室显示盘上的电源开关按钮，连通水泵的电源，水泵开始工作，将水箱中的冷却液通过管道带入制动鼓内，使冷却液流过制动蹄，将制动蹄中聚集的热量带出，流出的被加热的冷却水再流过外部散热器，将热量散出到空气中，水温降低后，再流入水箱，进行循环工作。以上工作可以及时有效的将制动鼓内的热量带出，并且不需要大容量水箱，也不需要不断蓄水，大大减轻了车辆的负担。对于风冷装置，汽车在行驶的过程中，制动鼓随着车轮转动，这样，制动鼓突起便具有自扇风的效果，气流从开口进去，再从底板上的圆孔中流出，形成空气对流，这样，便可以很好的将制动鼓内的热量带出，效果较好。

附图说明

图1为本实用新型大型车辆制动散热装置原理图；

图2为本实用新型大型车辆制动散热装置中风冷装置示意图；其中(a)是制动鼓的结构示意图，(b)是制动底板的结构示意图；

图3为本实用新型大型车辆制动散热装置中制动蹄内水冷通道结构图；

图4为本实用新型大型车辆制动散热装置中散热器结构示意图；其中(a)是散热器主视图，(b)是散热器左视图；

图5为本实用新型大型车辆制动散热装置中水箱结构示意图；其中(a)是水箱主视图，(b)是水箱左视图，(c)是水箱俯视图。

图中，1.散热器，2.水箱，3.水泵，4.制动器，5.循环导热水管，6.制动鼓，7.制动鼓开口，8.制动底板，9.圆孔，10.制动蹄内水流通道，11.波纹软管，12.肋片，13.散热管道，14.水流入口总管。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行详细说明。

本实用新型大型车辆制动散热装置，包括水冷装置和风冷装置，水冷装置设置在车辆的制动蹄内，风冷装置设置在车辆的制动鼓上。

如图1所示，水冷装置包括散热器1，水箱2、水泵3、制动器4、循环导热水管5。具体工作过程如下：通过驾驶室的开关按钮，连通水泵3的车载电源，当水泵3通电之后便开始工作，水泵3的出口通过循环导热水管5 与制动器4的制动蹄内水流通道10入口相连，将水箱2中的冷却液通过循环导热水管5带入制动器4里，使冷却液流过制动蹄，将制动蹄中聚集的热量带出；最后，流出的热水再通过循环导热水管5流入外部散热器1，冷却水经过各个散热管道13上的肋片12散热，将热量散出到空气中，水温降低后，再流入水箱2，进行循环工作。

如图2所示，为风冷的散热装置原理图，包括制动鼓6，制动鼓开口7、制动底板8和在底板开设的圆孔9。具体工作过程如下：在汽车行驶过程中，汽车车轮转动，制动鼓6随之转动，制动鼓开口7的凸起便起到自扇风的作用，气流顺着制动鼓开口7流入制动鼓6内；另外，在制动底板8上开设的两个圆孔9，可以形成对流使热空气流出，从而良好的将制动鼓6内热量带出。该装置最大的优点就是不需要消耗汽车的能量就可以进行工作，且只是通过对制动鼓结构的优化便可以达到效果，不许要附加装置。

以下对各部分使用的装置进行详细介绍：

(1)通过驾驶室的开关按钮，连通水泵3的车载电源，车载电源逆变器(也称汽车逆变电源)是将汽车上电瓶的直流12V电源转换成通常使用的家用220V/50Hz的交流电的车用电子装置，是每辆汽车必备工具之一。本装置中使用车载逆变器将电瓶电压转变为220V可为上述管道泵提供电源。

车载电源逆变器的型号为：HBC—B—300VA，功率300W，12V——→220V，外形尺寸：157X95X48(mm)。

(2)当水泵3通电之后便开始工作，冷却水从水箱2中流出进入水泵3下方入水口，在水泵3电机的带动下产生离心力，将冷却水加压，从出口打出。

水泵3型号选择为：40SG5—8。口径—40mm，扬程—8m，效率—60％，电机功率—0.25KW，电压—220V，转速—2800r/min，重量—19Kg，安装尺寸：L—260mm，H—350mm，D—130mm。

水泵3为SG管道离心增压泵。SG管道离心增压泵可以解决管道压力过低问题，将管道内的冷却水增压输送。SG管道离心增压泵由于采用先进机械密封，电机主轴直接安装叶轮，故有效率高、耗油少、结构紧凑、体积小、重量轻、装修方便等特点，并可根据扬程与流量的需要并串联使用。

(3)水泵3的出口通过循环导热水管5与制动器4(见附图3制动蹄结构图)的制动蹄内的水流入口相连，从制动蹄内水流通道10经过波纹软管11与制动后蹄的水流通道相连。本装置针对后制动器4，在制动器4的制动蹄内开设通道，由于在汽车制动过程中，制动前蹄的摩擦力大于制动蹄后蹄，因此制动前蹄产生的热量更大一些，因此水流的方向是从制动前蹄流向制动后蹄。

制动蹄片的宽度为125mm，因在制动蹄内开有通道会降低制动蹄的刚度，因此将制动蹄的翼缘加厚取10mm，腹板厚度取8mm，沿制动蹄在蹄内开通道，通道宽度取80mm，高度取15mm。并且在制动蹄上设置水流入口和出口。

(4)冷却水从制动器4的制动后蹄的水流出口，通过一根循环导热水管5与散热器1水流入口总管14相连，冷却水经过各个散热管道13上的肋片12散热。散热器1(见附图4的散热器结构示意图)的选用需要考虑设备的造价和实用性等，故选择最常用的散热器，为提高散热效率，保证加热后的水通过散热器后温度降到要求值，以再次进行冷却工作，所以选用了带环形肋片的管道散热器，散热器管道的材料选用黄铜。

散热管道长L＝600mm；管道内径＝22mm，外径＝25mm；肋片高度H＝20mm，厚度＝2mm；管道数一排6个，上下2排，n＝12，每根管道上均布 74片散热肋片；相邻两根管道的中心距l＝80mm。

在实际应用中，散热器工作时间不会被限定，可由驾驶员凭经验决定，如果制动器工作时间过长，制动器生成的热量过多，热量无法在短时间内全部散出，可以让散热装置的工作时间长一些，即在制动器不工作的时候制动散热装置继续在工作，如此来延长制动散热装置的工作时间，从而来保证散热量。

(5)冷却水自散热器1各个环形管道中流过与空气进行热交换之后，流向散热器1水流出口总管14，水流出口总管14通过一根不锈钢钢管与水箱2(见附图5的水箱结构示意图)入口相连，水箱2的作用是蓄积足够的水量供水泵3工作，如果直接将水泵3进口与散热器1出口连接则不能良好的保证水泵3的正常工作，而且散热装置在工作的过程中，由于蒸发及其他原因长时间工作后循环装置内的冷却水量会有所减少，所以需有水箱2进行蓄水，驾驶员可每隔一段时间对水箱内水量进行检查和加水，否则会引起水泵3空转，长时间空转会烧坏水泵电机。水箱2的尺寸不需要太大，只要能满足水泵3工作需要即可，尺寸控制小一些同时也便于水箱2的安装，不会给车辆带来太大负担。为尽可能的使水箱2的质量较轻，水箱2的材料选择不锈钢。

本装置水箱2尺寸为：水箱长a＝水箱宽b＝200mm；水箱高H＝80mm；水箱壁厚δ＝3mm；水箱加水口高h＝15mm，口径d＝30mm；箱与水泵连接的端口内径＝40mm，外螺纹为M45，水箱与通向水泵的管道通过紧密螺纹连接。水箱与散热器连接的端口内径＝25mm，外螺纹为M35，高＝15mm，水箱与通向散热器的管道也是通过进行连接。

水箱2出口使用不锈钢钢管通过紧密螺纹连接水泵3的进口，进行循环工作。

本装置相比于现有装置有以下优势：

1.散热方式为水冷装置与风冷装置结合，更加有效的对制动器进行降温，解决了大型货车长时间刹车后导致刹车失灵的严重问题，避免了很多不应该出现的交通事故。

2.水冷作为主要散热装置，风冷作为辅助散热装置使用，散热效果明显，当某一装置出问题，另外一装置仍旧可以起到散热效果。

3.水冷散热装置相比于对大型货车制动器喷水来说，更加有效，可以做到持续散热，间歇不断；大大降低使用刹车喷淋水的成本，且更加节省时间，有时效性。同时喷淋水撒到公路上，会使公路湿滑，容易造成交通事故，本装置良好解决了此问题。

4.风冷散热装置可以不耗费能量而达到降温的效果，通过车轮的转动形成风扇式的空气流通进行降温。

Claims

1.一种大型车辆制动散热装置，其特征在于，包括水冷装置和风冷装置，水冷装置设置在车辆的制动蹄内，风冷装置设置在车辆的制动鼓上。

2.根据权利要求1所述的大型车辆制动散热装置，其特征在于，所述的水冷装置包括水泵(3)，水泵(3)的出口通过循环导热水管(5)与制动器(4)的制动蹄内水流通道(10)入口相连，水泵(3)的入口与水箱(2)相连接，水箱(2)的另一端与散热器(1)相连接，同时制动器(4)通过循环导热水管(5)与散热器(1)相连接。

3.根据权利要求2所述的大型车辆制动散热装置，其特征在于，所述的散热器(1)包括两个或两个以上并列设置的散热管道(13)，散热管道(13)上设置有肋片(12)，散热管道(13)的底部设置有水流出口总管(14)，水流出口总管(14)通过循环导热水管(5)与制动器(4)相连接。

4.根据权利要求1所述的大型车辆制动散热装置，其特征在于，所述的风冷装置包括设置在制动鼓(6)上的制动鼓开口(7)，还包括在制动底板(8)上开的圆孔(9)。