作品名稱：基于SolidWorks建模設(shè)計(jì)的雙系統(tǒng)貨車剎車盤冷卻裝置設(shè)計(jì)
學(xué)校名稱：沈陽(yáng)航空航天大學(xué)
參賽隊(duì)伍：超越團(tuán)隊(duì)
參賽學(xué)生：解承霖 陳炫瑾 葉績(jī)
指導(dǎo)老師：楊靜
重載貨車在山區(qū)公路坡道行駛時(shí)，因頻繁制動(dòng)致使剎車盤溫度升高導(dǎo)致熱衰減，制動(dòng)效能下降甚至失效，是發(fā)生重特大事故的主要原因。研究表明260℃是大多剎車盤得極限溫度，一旦超過(guò)此溫度，剎車裝置將會(huì)失效，為貨車駕駛帶來(lái)了危險(xiǎn)。我們小組根據(jù)貨車實(shí)際運(yùn)行條件及生熱散熱方式，分析了鼓式制動(dòng)器主要部件制動(dòng)時(shí)剎車盤得溫度變化過(guò)程，提出了增加剎車盤散熱的措施，通過(guò)降低剎車盤的溫度，來(lái)增加駕駛安全系數(shù)。對(duì)此我們小組通過(guò)查找資料文獻(xiàn)以及理論計(jì)算設(shè)計(jì)出了雙系統(tǒng)結(jié)合制動(dòng)器冷卻裝置，該裝置有兩種冷卻系統(tǒng)，分別是風(fēng)冷和水冷兩種方式，司機(jī)可以根據(jù)不同的路面情況以及個(gè)人駕駛習(xí)慣進(jìn)行系統(tǒng)切換
該裝置由【1】水箱蓋【2】風(fēng)扇【3】電磁換向閥【4】傳輸管【5】鼓式剎車器【6】輸入管【7】水箱體，液壓泵，溫度傳感器，霧化噴頭，電容式液位傳感器組成。該雙冷卻降溫系統(tǒng)基于51單片機(jī)設(shè)計(jì)，司機(jī)可以根據(jù)實(shí)際情況來(lái)切換降溫方式，控制端連接在駕駛室，接收端連接溫度傳感器，電磁式換向閥【3】。電磁換向閥在該系統(tǒng)中控制著冷卻方式（風(fēng)冷/水冷）。其中溫度傳感器設(shè)置了兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)溫度，一個(gè)是預(yù)警溫度，另一個(gè)是危險(xiǎn)溫度。預(yù)警溫度設(shè)置在120℃，當(dāng)溫度超過(guò)該設(shè)定溫度時(shí)，指示燈黃燈亮起提醒駕駛員剎車片溫度增高，應(yīng)適當(dāng)采取安全降溫措施。當(dāng)達(dá)到危險(xiǎn)溫度時(shí)，即溫度超過(guò)260℃時(shí)指示盤的報(bào)警紅燈會(huì)亮起用于提醒駕駛員要及時(shí)進(jìn)行操作使剎車片降溫，以避免出現(xiàn)事故。電容式液位傳感器安裝在水箱內(nèi)部，與汽車的油箱工作原理相同，方便駕駛員觀察剩余水量，以便于及時(shí)補(bǔ)充冷卻水。
貨車輪轂升溫模型
Ｔ（ｔ）＝Ｔ１×ｅ－ｋ１×ｔ＋Ｔａ×（１－ｅ－ｋ１×ｔ）＋ｋ２×ＰＢ×（１－ｅ－ｋ１×ｔ）
式中：Ｔ（ｔ）為實(shí)時(shí)剎車盤溫度；Ｔ１為鼓式剎車盤的初始溫度，一般取值65.6℃；
Ｔａ為環(huán)境溫度一般取值32.2℃；ｋ１＝1.23＋0.016Ｖ；
ｋ２＝0.1＋0.0013Ｖ；ＰＢ 為制動(dòng)能力，ＰＢ＝ＰＧ －ＰＥ －ＰＦ；
ＰＧ為坡度力，ＰＧ＝Ｗ ×Ｇ×Ｖ／272.16
ＰＥ為發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)能力；ＰＦ為摩擦力，ＰＦ＝（450＋10.78×Ｖ）×Ｖ／600；
Ｗ 為車重；Ｇ為縱坡坡度；Ｖ為行車速度
圖8.不同坡度下到達(dá)坡底時(shí)剎車輪轂溫度差
不同坡度下貨車剎車盤溫度達(dá)到２００℃時(shí)距離差
本設(shè)計(jì)對(duì)防止貨車因剎車盤溫度升高造成的剎車失靈進(jìn)行了研究以及創(chuàng)新，設(shè)計(jì)的雙系統(tǒng)冷卻裝置通過(guò)SolidWorks建模更加的直觀闡述了該裝置的主要工作機(jī)理，通過(guò)51單片機(jī)編程來(lái)實(shí)現(xiàn)具體功能，司機(jī)可以按照溫度傳感器的亮燈提示以及路面實(shí)際情況選擇降溫方式。并分別對(duì)水冷以及風(fēng)冷系統(tǒng)進(jìn)行了介紹。綜上所述，該剎車雙系統(tǒng)冷卻裝置的研發(fā)旨在為貨車安全出行做出優(yōu)化，使得在山地，高原等有坡度差行駛的貨車司機(jī)能夠更加安全的出行。
