史召峰 邢剛 許慶

1.安徽工業(yè)經(jīng)濟(jì)職業(yè)技術(shù)學(xué)院機(jī)械與汽車(chē)工程學(xué)院 安徽合肥 230051；2.合肥航凱科技有限公司 安徽合肥 230021

摘 要：本項(xiàng)目主要就是研究一種裝置，可以不斷檢測(cè)剎車(chē)片和制動(dòng)鼓溫度，提供給司機(jī)。若高到某一設(shè)定的臨界點(diǎn)，則以聲光信號(hào)向司機(jī)報(bào)警，提醒司機(jī)采取相應(yīng)措施，并自動(dòng)開(kāi)始直接向熱源剎車(chē)片、制動(dòng)鼓少量多次噴淋水霧，則可防止以上情況出現(xiàn)，大大提高自身和后續(xù)車(chē)的行車(chē)安全。

關(guān)鍵詞：制動(dòng)系統(tǒng)；溫度傳感器；系統(tǒng)檢測(cè)；自動(dòng)噴淋

1 研發(fā)背景

目前，在國(guó)內(nèi)山區(qū)道路中的重型卡車(chē)，為解決制動(dòng)鼓散熱問(wèn)題，許多車(chē)輛裝有噴水剎車(chē)系統(tǒng)。水箱內(nèi)充有高壓氣。需要時(shí)打開(kāi)閥門(mén)，在氣壓的作用下，將水噴射到輪胎外表面，達(dá)到降溫目的。司機(jī)為了保險(xiǎn)起見(jiàn)，早早就開(kāi)始大量淋水，造成路面濕滑或結(jié)冰，給后來(lái)車(chē)輛造成嚴(yán)重威脅，令交管部門(mén)很頭痛。再則，這種降溫方式，猶如隔靴搔癢，無(wú)法給熱源——?jiǎng)x車(chē)片、制動(dòng)鼓直接降溫，往往是雖然輪胎不燃燒了，但含橡膠的剎車(chē)片卻已造成了不可逆的損傷，制動(dòng)能力大大下降，導(dǎo)致行車(chē)安全隱患。

2 系統(tǒng)原理

牽引車(chē)電源為直流24V。半掛車(chē)由牽引車(chē)供電。系統(tǒng)主機(jī)電源直接來(lái)自駕駛室的電源降壓后使用。系統(tǒng)主機(jī)裝車(chē)用電氣插座（ISO7638），通過(guò)一條螺旋彈性五芯電纜與半掛車(chē)前端的五芯車(chē)用電氣插座連接。這電纜中有兩根線是供傳感器、電磁閥電源，另兩根線傳送串行總線信號(hào)，共有12個(gè)監(jiān)控對(duì)象（六套溫度傳感器和六個(gè)噴淋頭）。為了保證測(cè)溫精度，需要縮小測(cè)溫范圍。初步建議測(cè)溫范圍是10℃～250℃，超出此范圍時(shí)另加高低溫超限指示。若需要在牽引車(chē)的轉(zhuǎn)向輪和驅(qū)動(dòng)輪（最多也是三軸六個(gè)剎車(chē)鼓）也安裝監(jiān)控系統(tǒng)，則可再加一套同樣的溫度傳感器和系統(tǒng)主機(jī)。

3 主要部件及結(jié)構(gòu)

3.1 連接線（四組）

傳感器連接線：兩組，每組3根兩芯線。一端為7芯防水航空插頭分別與主機(jī)的左輪，右輪連接上。另一端為3個(gè)防水插頭，分別標(biāo)有左前，左中，左后，右前，右中，右后，與傳感器相連。

語(yǔ)音器連接線：一組，帶有語(yǔ)音器。這組線是從擴(kuò)音器中分出兩根線，一根兩芯線（紅、黑）、一根三芯線（黑、棕、藍(lán)）：兩芯線為電源輸入線，紅色為電源正極，黑色為電源負(fù)極；三芯線連接到下面一組線的一端（三種顏色要一一對(duì)應(yīng)），語(yǔ)音器上紅色按鍵是電源開(kāi)關(guān)。

主機(jī)電源和語(yǔ)音信號(hào)線：一組。這組線為三芯線，一端帶有航空插座的連接到主機(jī)標(biāo)有電源的接口上，另一端連接到語(yǔ)音器送出的三芯線上。

3.2 主機(jī)（一件）

3.3 傳感器（六根）

國(guó)內(nèi)半掛車(chē)絕大部分為三軸，共六個(gè)制動(dòng)鼓，所以需要六個(gè)溫度傳感器。因制動(dòng)鼓為旋轉(zhuǎn)件，采集測(cè)量靜止的剎車(chē)片固定蹄片的溫度較為容易。采用在固定蹄片側(cè)面予攻螺孔，將已制成螺栓形的溫度傳感器安裝在剎車(chē)固定蹄片上。這樣溫度傳感器測(cè)得的電信號(hào)用總線的方式，而不用多根電纜傳送到駕駛室的系統(tǒng)主機(jī)上。這不僅布線方便，而且可大大降低成本。

3.4 系統(tǒng)主機(jī)

系統(tǒng)主機(jī)外形有如一個(gè)手機(jī)，調(diào)整控制功能通過(guò)觸摸屏進(jìn)行。用可調(diào)角度的手機(jī)座固定在駕駛室儀表板右上方，通電后連續(xù)顯示各剎車(chē)固定蹄片溫度，即同時(shí)顯示用位置區(qū)分的10個(gè)剎車(chē)片溫度。開(kāi)始時(shí)內(nèi)裝喇叭報(bào)“車(chē)軸溫度檢測(cè)系統(tǒng)自檢正?！闭Z(yǔ)音兩次。當(dāng)系統(tǒng)自檢通不過(guò)時(shí)，也會(huì)有相應(yīng)語(yǔ)音提示。在任何一點(diǎn)的溫度達(dá)到危險(xiǎn)點(diǎn)時(shí)，不僅該位置的溫度值即不斷閃動(dòng)，而且數(shù)字前的紅色發(fā)光圖形也不斷閃爍。同時(shí)系統(tǒng)主機(jī)內(nèi)裝喇叭即不斷發(fā)出警報(bào)聲。

4 裝置主要功能

該裝置可以不斷檢測(cè)剎車(chē)片和制動(dòng)鼓溫度，提供給司機(jī)。若高到某一設(shè)定的臨界點(diǎn)，則以聲光信號(hào)向司機(jī)報(bào)警，提醒司機(jī)采取相應(yīng)措施，并自動(dòng)開(kāi)始直接向熱源：剎車(chē)片、制動(dòng)鼓少量多次噴淋水霧，則可防止以上情況出現(xiàn)，大大提高自身和后續(xù)車(chē)的行車(chē)安全。采用下位單片機(jī)、鉑溫度傳感器、數(shù)字轉(zhuǎn)換芯片組成感溫端，用上位單片機(jī)、觸摸屏、語(yǔ)音芯片和喇叭組成控制端，用浮子、干簧繼電器組成冷卻水位傳感器，用水箱、電磁閥、霧狀水噴頭組成執(zhí)行端。

在半掛車(chē)下方安裝冷卻水箱，在其附近裝有集線控制器。當(dāng)任一點(diǎn)的溫度達(dá)到予警點(diǎn)時(shí)，該集線控制器向通向該剎車(chē)片的水管電磁閥輸出一個(gè)信號(hào)，使得能自動(dòng)向該過(guò)熱剎車(chē)片和制動(dòng)鼓內(nèi)部噴水，在系統(tǒng)主機(jī)顯示屏上同時(shí)有藍(lán)色圖形閃動(dòng)。當(dāng)該點(diǎn)的溫度在持續(xù)60秒內(nèi)始終都維持在予警點(diǎn)溫度之下時(shí)，電磁閥即關(guān)閉，停止噴水，系統(tǒng)主機(jī)顯示屏上的藍(lán)色圖形關(guān)閉。

5 裝置創(chuàng)新

該裝置在不旋轉(zhuǎn)的安裝剎車(chē)片（熱源）的金屬剎車(chē)蹄片側(cè)面鉆一小孔，攻絲。然后將鉑溫度傳感器予制成螺釘狀擰入。這樣緊密接觸直接傳導(dǎo)，測(cè)溫時(shí)滯小，精度高。電信號(hào)經(jīng)轉(zhuǎn)換后用導(dǎo)線送入微處理器。噴頭用特制的霧化噴頭，在熱源制動(dòng)鼓和剎車(chē)片到攝氏102℃時(shí)，水將呈霧狀噴向制動(dòng)鼓的內(nèi)側(cè)摩擦面。霧狀水將瞬間氣化，既能快速大量吸熱，又不致減小摩擦系數(shù)。

主控制器采用大屏幕手機(jī)式結(jié)構(gòu)，用觸摸屏控制和彩色圖形顯示信息，富有時(shí)代氣息。同時(shí)內(nèi)嵌語(yǔ)音系統(tǒng)，情況變化時(shí)用自然語(yǔ)言向司機(jī)報(bào)告情況，盡量減少對(duì)司機(jī)視線和注意力的影響，而且，會(huì)因熱源溫度的不同，自動(dòng)切換噴水模式：不噴、斷續(xù)噴、連續(xù)噴，無(wú)需司機(jī)動(dòng)手操作。

6 結(jié)語(yǔ)

經(jīng)過(guò)實(shí)踐驗(yàn)證，該裝置無(wú)須像傳統(tǒng)噴淋裝置一樣在駕駛室由駕駛員進(jìn)行噴淋操作，通過(guò)溫度傳感器的自動(dòng)檢測(cè)傳輸信號(hào)，從而達(dá)到對(duì)制動(dòng)輪轂進(jìn)行自動(dòng)噴淋降溫的效果，并且具備自動(dòng)報(bào)警功能。該裝置可以有效地有效保護(hù)制動(dòng)系統(tǒng)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)半掛車(chē)剎車(chē)片固定蹄片溫度，在駕駛室內(nèi)向駕駛員顯示相關(guān)信息并用語(yǔ)音播報(bào)提醒駕駛員，提高了工作效率。

參考文獻(xiàn)：

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