20T货车制动自动冷却系统设计(360毕业设计网独家原创)

20T货车制动自动冷却系统设计(360毕业设计网独家原创)

             20T货车制动自动冷却系统设计(360毕业设计网独家原创)
                                                摘  要
大型货车在丘陵地带或坡道上行驶时需频繁或长时间刹车,会造成刹车鼓(盘)、制动蹄温度骤升,轮毂温度聚增,在剧烈高温下最终会导致刹车失灵,以及温度过高至使轮胎气压过高而出现爆胎现象而造成安全事故,通过对国内外刹车过热问题采取的解决方法的研究,最好的解决方案是设计出了一套大型货车制动过热自动控制系统装置,该系统由温度检测单元、液位检测单元、人机接口单元以及单片机控制单元等部分组成。该系统通过遥控发射接收装置控制大型货车制动过热自动控制系统的开启或关闭,有自动和手动两种工作模式;在自动方式下,DS18B20温度传感器通过感应当前刹车毂或止动蹄的温度,对刹车系统温度进行实时监测,温度信号输入到主控芯片(AT89C51单片机),主控芯片根据设定的温度条件输出控制信号,启动喷水设备对刹车系统降温;在手动方式下,也可以控制单片机启动喷水设备,降低刹车系统的温度。

  关键词:制动系统;DS18B20温度传感器;电容开关传感器;AT89C51单片机;2262,2272遥控发射接收模块

  1 绪 论
1.1引言
随着交通运输业的发展,大型货车已成为这一行业中必不可缺的交通运输工具。由于路况以及车辆自身的问题,在长途运输时,往往需频繁使用刹车系统,因此,在整个运输过程中,刹车系统常常工作于高温环境中,很容易造成以下问题:在高温环境中,刹车系统的各工作部件易发生氧化,会减少刹车系统的使用寿命,甚至可能导致刹车失灵,造成安全事故,为此,国外多采用为车辆安装辅助制动装置的方法,能较好地提高制动效果,但由于我国道路地形复杂,该装置的实际使用效果并不是很理想,另外常用的方法是采用改良刹车片的材料,虽然效果较好,但材料研制复杂、成本较高,使用并不普遍。目前,国内很多驾驶员为了降低运输成本,都会在车上安装一个高位水箱,利用其高位产生的压力将其传送到刹车毂上,从而冷却车毂,但是在行车过程中司机要根椐当时的具体情况来控制水箱开关,而水箱的高度有限,压力太小,时常会出现喷嘴堵塞现象,或利用刹车本身的气压来实现刹车淋水冷却,这种方式对水箱等配件的密封性能和受压能力要求高,容易损坏水箱等配件,为了更好地解决大型货车制动安全问题,保持刹车系统性能稳定,本课题设计了一种大型货车制动过热自动控制系统。该系统通过遥控发射接收装置控制大型货车制动过热自动控制系统的开启或关闭,有自动和手动两种工作模式;自动方式下,DS18B20温度传感器通过感应当前刹车毂或止动蹄上的温度,对刹车系统温度进行实时监测,温度信号输入到主控芯片(AT89C51单片机),主控芯片根据设定的温度条件输出控制信号,启动喷水设备对刹车系统降温;在手动方式下,也可以控制主控芯片启动喷水设备,降低刹车系统的温度。使用该系统,既可减缓刹车系统工作零件因温度过高而加速氧化的问题,增加刹车系统的使用寿命,还能减少因热衰退现象而造成的车辆行驶安全隐患,保持刹车系统性能稳定,提高行驶的安全性。
1.2 国内外研究现状
车辆在丘陵地带或坡道上行驶时需频繁或长时间刹车,这会造成刹车鼓(盘)、制动蹄温度骤升(尤其是大型货车),过高的温度也易使刹车系统产生热衰退现象,使得各工作部件之间的摩擦系数变小 [ 1 ],降低刹车系统性能,更严重的甚至可能导致刹车失灵,造成安全事故,为此,大部分欧美国家采用为车辆安装缓行器的方法来防止安全事故的发生. 所谓缓行器,又被称为“第四制动器”[ 2 ] ,它作为辅助制动装置,可以较好地提高制动效果. 但由于我国道路地形复杂,该装置的实际使用效果并不是很理想. 除此之外,通过改良刹车片的材料来缓解热衰退现象也是一种较为常用的方法,该方法虽然效果较好,但材料研制复杂、成本较高,使用并不普遍.目前,国内很多驾驶员为了降低运输成本,依然采用人工手动冷却的方法为刹车系统降温,也就是车上安装一个高位水箱,利用其高位产生的压力将其传送到刹车毂上,从而冷却车毂,但这种方法的缺点是:在行车过程中司机要根椐当时的具体情况来控制水箱开关,而且水箱的高度有限,压力太小,时常会出现喷嘴堵塞现象,从而达不到预想的效果,同时也要分散司机行车过程中的注意力。另外一种方法(手动控制)是:利用刹车本身的气压来实现刹车淋水冷却,这种方式去水箱等配件的密封性能和受压能力要求高,容易损坏水箱等配件,由于是利用刹车的气压所以对刹车性能存在一定的影响。这些都是安全行车的隐患,另外又出现了“汽车刹车自动冷却装置”,只能在刹车时才用,但是不能根据实时温度自动控制,并且驾驶员对温度没有了解,为了较好地解决上述问题,设计一种既能手动又能自动并且可靠性好、抗干扰能力强的过热自动控制系统很有必要,从而解决刹车温度过高造成刹车鼓(盘)、制动蹄温度骤升,导致刹车失灵或爆胎问题。


 目  录
1 绪论 1
1.1引言 1
1.2 国内外研究现状 1
2. 刹车系统分析 2
2.1制动系统工作原理 2
2.2刹车过热问题解决方案 4
2.3 温度传感器安装位置 4
3 自动控制系统功能设计 6
3.1 系统功能单元及所需元件设计 6
3.2 自动控制系统功能设计 6
4 自动控制系统硬件设计 7
4.1 系统主控单元设计 7
4.1.1 AT89C51单片机 7
4.1.2 水泵的选用: 15
4.1.3 水箱选用 16
4.1.4 三极管选用 16
4.1.5 电磁阀的选用 16
4.1.6 蜂鸣器的选用 17
4.1.7 LED灯的选用与二极管 17
4.2 温度检测单元设计 18
4.2.1 温度传感器的选择 18
4.2.2 DS18B20的特点及硬件图 19
4.2.3 温度检测电路 20
4.3 液位检测单元设计 21
4.3.1 液位传感器的选择 21
4.3.2 电容式接近开关工作原理 21
4.4 人机接口单元设计 22
4.4.1 PT2262发射模块 22
4.4.2  PT2272接收模块 24
4.4.3 对各键功能设定 25
4.4.4 遥控控制方法 25
5 自动控制系统软件设计 27
5.1 系统软件程序流程图 27
5.2 DS18B20传感器工作时序 29
6 总结与分析 29
致谢 30

 参考文献
[ 1 ]  陈汉汛,朱 攀. 摩擦材料引起制动器热衰退的机理的研究与探讨[ J ]. 材料导报, 2006, 20: 2752277
[ 2 ]  邹政耀,杨雪梅. 汽车制动热衰退的防止措施[ J ]. 机电信息, 2004 (20) : 23224
[ 3 ]  李海玲,王航宇. 基于AT89C51 & DS18B20的数字温度计设计[ J ]. 国外电子元器件, 2008 (11) : 82284
[ 4 ]  AT89C51 data sheet[ Z]. Atmel Corporation, 2000
[ 5 ]  DS18B20 data sheet[ Z]. Dallas Corporation, 2005
[ 6 ]  赵静,彦德田. 利用电容式传感器测量液位的研究[ J ]. 计量技术, 2006 (6) : 15217 
[ 7 ]  余威明. DS18B20高精度多点温度检测显示系统[ J ]. 仪表技术, 2007 (3) : 37239
[ 8 ]  顾颖成. 货车刹车系统温度自动控制装置设计. 南京信息工程大学学报:自然科学版, 2009, 1 (3) : 2832288
[ 9 ]  王淑玲,段清明,林 君.液体流量控制系统的设计与应用.长春邮电学院学报,2001:130026
[ 10 ]  徐凤霞,赵成安.AT89C51单片机温度控制系统, 齐齐哈尔大学学报,
2004(3): 161006
[ 11]  谢 磊,孙加明,安 鸿,喻 淳.70t级新型通用货车制动系统方案探讨,铁道车辆,2006:620010
[ 12 ]  马大炜,我国货车制动系统存在的问题及展望,铁道车辆,2003:100081
[ 13]  В. Г. ИНОЗЕМЦЕВ, 等(俄), 新一代货车制动系统, 100227610 (2003) 0420019203
[ 14 ]  王凤和,黄银霞,成燕武,货车制动系统用橡胶件质量检验情况分析, 质量管理,2004
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[ 16 ]  杨清梅,孙建民.传感器与测试技术[M].哈尔滨: 哈尔滨工程大学出版社,2005.
[ 17 ]  李广荣, 郑 萍.利用单片机改进电磁阀驱动 北京理工大学机械与车辆工程学院,2003
[ 18 ]  赵晓安. MCS-51单片机原理及应用. 天津:天津大学出版社,2001.3

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