大型重载货车制动鼓温度实时监测系统研究.pdf

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1、农机使用与维修2017年第1期1大型重载货车制动鼓温度实时监测系统研究1，212李富明，吴继宗，朱萍玉(1．广州市公用事业技师学院，广州510100;2．广州大学机械与电气工程学院，广州510006)摘要:大型重载货车采用的鼓式制动器是车辆的重要部件，针对行车中制动鼓温度过高易导致破裂的安全问题，分析了鼓式制动器的结构和制动器温升过高的成因，提出了一种基于热电偶和单片机的大型重载货车制动鼓温度实时监测和报警系统。分析了各部分的功能和组成，研制了实物，并进行了实际测试，获得了良好的效果。关键词:重载货车;鼓式制动器;温度实时监测;报警中图分类号:U4

2、63.51文献标识码:Adoi:10．14031/j．cnki．njwx．2017．01．001S—制动距离，m。0引言补充的是，因为道路坡度i=h/l=tanα，根据我国下坡路汽车的安全性通常分为四种:主动安全性、被动安全性、段设计规范，坡度大小应在3%～9%范围内，所以一般道路事故后安全性和生态安全性。汽车的制动系统是影响汽车主的坡度都比较小，则sinα≈tanα=i;所以有此推导公式。动安全性最主要因素之一，目前，我国的货运汽车普遍采用鼓1．2鼓式制动器工作温度对其他方面的影响分析式制动器。鼓式制动器的制动效果好，汽车制动鼓在长时间1.2.1

3、导致轮胎爆胎工作时，其温度常在200℃以上，有时甚至会达到500～构成轮胎的基本材料是橡胶，橡胶能够承受的最高温度600℃，汽车以较高速度紧急制动时，制动鼓温度也会迅速升大约是145℃左右，超过这一温度，橡胶就会融化，由橡胶制高。当制动鼓的温度升高到一定程度之后，其摩擦力矩会出成的轮胎就会爆裂。车轮行驶中轮胎的热量主要来自于两个现明显下降，出现制动鼓的热衰退现象，严重时会出现制动完方面，一是车轮在滚动中，轮胎会发生变形，橡胶分子之间因全失效或制动鼓破裂飞出，导致车毁人亡的惨剧发生。针对摩擦生热，轮胎温度升高;使得轮胎温度升高的另一热源是制行车中制动

4、鼓温度过高易导致破裂的安全问题，分析了鼓式动鼓，车轮行驶中，具有动能，要停车或减速时，车辆的动能就制动器的结构和制动器温升过高的成因，提出了一种基于热通过制动器转化为热能，热能有一部分会散发到空气中，一部电偶和单片机的大型重载货车制动鼓温度实时监测和报警分热量传给了与之连接的钢圈和轮毂，使得钢圈和轮毂的温系统。度升高，还有一部分暂时未传递出去的热量使得制动器(含制动鼓、制动底板、制动蹄等)本身温度升高。1鼓式制动器工作条件分析由于钢圈是和轮胎直接接触的，因此钢圈的温度绝对不1．1鼓式制动器的热源分析能超过145℃。如果考虑轮胎在滚动中本身还要生热，

5、兼顾根据摩擦生热原理，制动过程摩擦生热量的计算公式可考虑轮胎的使用寿命。钢圈的温度还应该再低一点，根据经简单描述为:验，车轮使用中，钢圈的温度应以不超过100℃为宜，对于大Q=FS(1)货车来说，相应的制动鼓温度应在200℃以下。1μ式中Fμ为制动器的制动力;1.2.2导致润滑脂融化S为制动鼓圆周转动的距离。轮毂内润滑脂融化，可能会有润滑油流入制动鼓内，如果车辆在制动过程中，随着行驶速度的降低，其动能减少，润滑油黏附在刹车片及制动鼓表面，将使汽车的制动性能大减少的动能部分转化为制动器的摩擦热。当车辆在有纵向坡大降低甚至没有制动，这是极其危险的。另外

6、，润滑脂融化后度的路段行驶时，考虑势能的变化，忽略轮胎与地面的滑磨热流失，也会导致轮毂轴承损坏。润滑脂是否会融化，一方面取损失，推导出车辆制动器在制动时摩擦产生的热量为:决于润滑脂能承受的最高温度，一方面取决于轮毂的温度。1212汽车轮毂轴承一般使用锂基润滑脂润滑，其所能承受的最高Q=mv－mv+mg(±i－f)S(2)11222温度在120～150℃左右。不同厂家、不同品牌的润滑脂，其式中m—汽车总质量(kg);耐温指标变化不大。轮毂的温度也受两个因素的影响，一是v1—汽车制动初速度(m/s);轴承在转动中会摩擦生热，另一个就是制动器传给轮毂的热

7、v2—汽车制动末速度(m/s);量，从经验看，制动鼓温度在200℃左右，轮毂内的润滑脂已2g—重力加速度(9．8m/s);有融化迹象，这表明轮毂内的温度已接近120℃。i—道路纵坡坡度，下坡路段取“+”，上坡路段取“－”;1.2.3导致刹车片摩擦系数下降f—滚动阻力系数;刹车片装在制动器内，如果制动器的温度升高，刹车片的农机使用与维修22017年第1期摩擦系数会下降，汽车的制动力减小，刹车片的这种特性叫热果高于200℃，就必须立刻采取措施。衰退。关于刹车片的热衰退特性，要从两方面考虑，一是要选利用温度传感器的特性，把温度传感器装在制动鼓内，然用质量

8、合格的刹车片，合格的刹车片其热衰退必然也小，另一后布线连接到单片机和显示器，就能对制动鼓的温度进行监方面，要限制制动器的温