一种驱动桥制动部件降温系统、自卸车及降温方法

技术领域

本发明涉及制动部件降温领域，尤其涉及一种驱动桥制动部件降温系统、自卸车及降温方法。

背景技术

自卸车是指通过液压或机械举升而自行卸载货物的车辆。又称翻斗车，自卸车载重量大，其工作环境恶劣复杂，在工地上时，需要在小范围场地内频繁调整车辆姿态以方便建筑材料排队装卸，这种情况下频繁使用行车制动系统，尤其载荷集中的后驱动桥制动系统更是承担了更大的制动力，对工地上的自卸车制动鼓及轮毂进行洒水，可观察到水瞬间沸腾，且制动鼓及轮毂有部分退火痕迹，驱动轮内部的轮胎更是炸裂频繁，可见制动部件在制动过程中产生大量的热，如果再遇上湿滑路面、明显坡道路段长时间使用刹车极易导致刹车系统温度骤升，产生热衰退，导致刹车失灵；因此，对制动部件进行降温对于提高车辆驾驶的安全性十分有必要。

现有技术中，在制动部件上加装淋水降温设备进行降温，根据路况信息和车辆状态信息判断是否需要淋水，当需要淋水时，控制淋水系统向制动部件喷水进行降温。

采用以上技术方案一定程度上能够进行降温，但，一方面，淋水系统大量淋水导致道路泥泞，在低温时造成道路湿滑，影响其余车辆的驾驶安全，另一方面大量淋水还会导致底盘生锈和电器线路出现进水等问题，加速了车辆的损坏。

发明内容

为了解决上述现有技术中的大量淋水造成路面行驶安全问题和车辆损坏的技术问题，本发明提供了一种驱动桥制动部件降温系统、自卸车及降温方法，能够减少降温淋水，减少对驾驶安全性的影响，减少淋水对车辆故障率的影响。

为解决上述技术问题，第一方面，本发明提供了一种驱动桥制动部件降温系统，包括空冷装置，所述空冷装置包括空气压缩机和驱动组件，所述驱动组件包括主动齿轮和从动齿轮，所述从动齿轮与所述空气压缩机的动力轴连接，所述主动齿轮上设置有带传动组件，所述带传动组件能够与轮毂连接，所述主动齿轮和/或所述从动齿轮连接有啮合控制组件，所述啮合控制组件能够控制所述主动齿轮和所述从动齿轮的啮合与分离。通过驱动组件和空冷装置的作用能够使用来自轮毂的能量进行制造压缩空气进行空冷，减少或者避免使用水冷的方式进行降温，减少对驾驶安全性的影响，减少淋水对车辆故障率的影响，同时节约水资源，降低了能耗。

进一步的，所述空冷装置还包括换热管，所述换热管与所述空气压缩机连通，所述换热管呈螺旋状结构，所述换热管上设置有安装架，所述安装架能够安装在车架上。通过螺旋状的换热管增大换热面积，进行高效换热。

进一步的，所述空冷装置还包括储气罐，所述储气罐与所述换热管连通，所述储气罐连通有输气管，所述输气管上设置有输气控制阀和喷嘴，所述储气罐上设置有压力传感器。通过储气罐、输气控制阀和喷嘴的配合，能够实现高压空气快速降温，提升空冷效果。

进一步的，还包括水冷装置，所述水冷装置包括储水罐，所述储水罐的出水端连通有出水管，所述出水管上设置有水冷控制阀。通过设置水冷装置与空冷装置形成双保险，加快制动部件在高温使的降温效率和提升降温的可靠性。

进一步的，所述出水管与所述输气管连通，沿空气输出方向，所述出水管与所述输气管连通的位置位于所述输气控制阀前方。通过出水管与所述输气管连通，能够实现高压空气带着水进行高压喷淋，增加散热效率，减少淋水装置中增压部件的布置。

进一步的，所述啮合控制组件包括驱动气缸，所述驱动气缸上设置有电磁阀，所述驱动气缸的活塞杆与所述从动齿轮连接，所述驱动气缸能够带动从动齿轮轴向移动。

第二方面，本发明提供了一种自卸车，包括整车域控制器和轮毂，所述轮毂上设置有制动部件，还包括上述的驱动桥制动部件降温系统，所述带传动组件包括主动带轮，所述主动带轮与所述轮毂连接，所述主动带轮通过传动带与从动带轮连接，所述从动带轮与所述主动齿轮连接，所述啮合控制组件、所述输气控制阀、所述压力传感器和所述水冷控制阀均与整车域控制器电连接。

第三方面，本发明还提供了一种自卸车制动部件降温方法，用于上述的自卸车降温，整车域控制器根据车速、油门踏板信号、坡度信号、制动回路气压、刹车踏板信号、空挡信号和/或发动机工况，优先通过空冷装置进行降温，当车速、油门踏板信号、坡度信号和/或制动部件温度得到阈值时，再同时通过水冷装置进行降温。优先使用空冷进行降温可减少使用水降温，避免安全事故和车辆故障。

进一步的，使用空冷装置进行降温时，优先使用散热管进行降温，当坡度信号、制动回路气压、刹车踏板信号和/或储气罐压力达到设定阈值时，打开输气控制阀使用压缩空气进行降温。通过优先使用螺旋管进行散热，设定条件下使用压缩空气，能够减少压缩空气浪费。

进一步的，预先根据实车台架标定，建立制动踏板深度、制动持续时间及制动部件温升的对应关系，基于实车的制动踏板深度、制动持续时间条件，整车域控制器计算获得制动部件温度t，制动部件热衰退温度为T，当t＞T-50℃时，打开输气控制阀。当制动部件温度接近热衰退温度，及时使用高压喷气进行降温，提升降温效果，防止引起制动部件热衰退。

从以上技术方案可以看出，本发明具有以下优点：

本发明提供了一种驱动桥制动部件降温系统、自卸车及降温方法，通过驱动组件和空冷装置的作用能够使用来自轮毂的能量进行制造压缩空气进行空冷，减少或者避免使用水冷的方式进行降温，减少对驾驶安全性的影响，减少淋水对车辆故障率的影响，同时节约水资源，降低了能耗；通过螺旋状的换热管增大换热面积，进行高效换热；通过储气罐、输气控制阀和喷嘴的配合，能够实现高压空气快速降温，提升空冷效果；通过设置水冷装置与空冷装置形成双保险，加快制动部件在高温使的降温效率和提升降温的可靠性；通过出水管与所述输气管连通，能够实现高压空气带着水进行高压喷淋，增加散热效率，减少淋水装置中增压部件的布置；通过优先使用螺旋管进行散热，设定条件下使用压缩空气，能够减少压缩空气浪费；当制动部件温度接近热衰退温度，及时使用高压喷气进行降温，提升降温效果，防止引起制动部件热衰退。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明具体实施方式一的原理示意图。

图2为本发明具体实施方式三中的S01的流程示意图。

图3为本发明具体实施方式三中的S02的流程示意图。

图4为本发明具体实施方式三中的S03的流程示意图。

图中，1、轮毂；2、传动带；3、从动带轮，4、主动齿轮；5、电磁阀；6、从动齿轮；7、空气压缩机；8、储气罐；9、输气控制阀；10、储水罐；11、水冷控制阀；12、输气管；13、出水管；14、主动带轮；15、换热管。

具体实施方式

为使得本发明的目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本具体实施例中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部的实施例。基于本专利中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本专利保护的范围。

具体实施方式一

如图1所示，本具体实施方式提供了一种驱动桥制动部件降温系统，包括空冷装置，空冷装置包括冷气制造组件和驱动组件，冷气制造组件包括空气压缩机7，驱动组件包括主动齿轮4和从动齿轮6，从动齿轮6与空气压缩机7的动力轴连接，主动齿轮4上设置有带传动组件，带传动组件能够与轮毂1连接，主动齿轮4和/或从动齿轮6连接有啮合控制组件，啮合控制组件能够控制主动齿轮4和从动齿轮6的啮合与分离，空冷装置还包括换热管15，换热管15与空气压缩机7连通，换热管15呈螺旋状结构，换热管15上设置有安装架，安装架能够安装在车架上与制动部件对应的布置。通过驱动组件和空冷装置的作用能够使用来自轮毂1的能量进行制造压缩空气进行空冷，减少或者避免使用水冷的方式进行降温，减少对驾驶安全性的影响，减少淋水对车辆故障率的影响，同时节约水资源，降低了能耗。

如图1所示，为了能够在较恶劣的工况下，提升空气冷却的效果和效率，在本具体实施方式中，空冷装置还包括储气罐8，储气罐8与换热管15连通，储气罐8连通有输气管12，输气管12上设置有输气控制阀9，输气管12的末端设置有分支，分别通向不同的制动部件，分支的末端设置有喷嘴，喷嘴朝向制动部件，储气罐8上设置有压力传感器；通过储气罐8、输气控制阀9和喷嘴的配合，能够利用高压空气快速降温，提升空冷效果，还能通过时刻监测储气罐8内的压力保证使用安全。

如图1所示，为了进一步提升本装置散热的可靠性，本具体实施方式还包括水冷装置，水冷装置包括储水罐10，储水罐10的出水端连通有出水管13，出水管13上设置有水冷控制阀11，在散热时，优先使用空冷装置，当车辆工况进一步变的恶劣时，才会使用水冷装置进行散热；通过设置水冷装置与空冷装置形成双保险，加快制动部件在高温使的降温效率和提升降温的可靠性。

如图1所示，为了减少水冷装置中增压部件的布置，在本具体实施方式中，出水管13与输气管12连通，沿空气输出方向，出水管13与输气管12连通的位置位于输气控制阀9前方。通过出水管13与输气管12连通，能够实现高压空气带着水进行高压喷淋，增加散热效率，减少淋水装置中增压部件的布置。

啮合控制组件可以采用驱动电机和丝杠的方式进行驱动主动齿轮4或者从动齿轮6的轴向移动，但在本具体实施方式中，为了实现快速啮合和分离，同时简化结构，啮合控制组件包括驱动气缸，驱动气缸上设置有电磁阀5，驱动气缸的活塞杆与从动齿轮6连接，驱动气缸能够带动从动齿轮6轴向移动，电磁阀5控制驱动气缸活塞杆伸缩，当伸出时，从动齿轮6进入啮合，同时能够驱动空气压缩机7的驱动齿轮组进行转动从而带动动力轴转动进行工作；通过使用驱动气缸、齿轮组件及带传动组件进行能量汲取，对整车结构改动较小，适应性较强，结构简单，故障率低。

具体实施方式二

在本具体实施方式中，提供了一种自卸车，包括整车域控制器和轮毂1，轮毂1上设置有制动部件，还包括具体实施方式一中的驱动桥制动部件降温系统，带传动组件包括主动带轮14，主动带轮14与轮毂1连接，主动带轮14通过传动带2与从动带轮3连接，从动带轮3与主动齿轮4通过传动轴连接，啮合控制组件的电磁阀5、输气控制阀9、压力传感器和水冷控制阀11均与整车域控制器电连接，输气管12和换热管15均设置在车架上，输气管12设置有多个分支，分别能够为各个制动部件进行输气，输气管12的每个分支上均设置有喷嘴。

具体实施方式三

如图2至图4所示，本具体实施方式提供了一种自卸车制动部件降温方法，用于具体实施方式二中的自卸车降温，整车域控制器根据车速、油门踏板信号、坡度信号、制动回路气压、刹车踏板信号、空挡信号和/或发动机工况，优先通过空冷装置进行降温，当车速、油门踏板信号、坡度信号和/或制动部件温度得到阈值时，再同时通过水冷装置进行降温；优先使用空冷进行降温可减少使用水降温，避免安全事故和车辆故障，同时在工况变的更加恶劣时，开启水冷，增强降温散热的效果，提升可靠性；本自卸车制动部件降温方法具体包括以下步骤：

S01:当整车域控制器根据车速、油门踏板信号、坡度信号、空挡信号和/或发动机工况，判断需要进行降温时，控制驱动气缸带动从动齿轮6进入啮合状态，带动空气压缩机7制造压缩空气，压缩空气经由换热管15换热后进入储气罐8内存储，实现对制动部件在一般工况下的散热；

S02：当整车域控制器发现制动部件温度信号、坡度信号、制动回路气压、刹车踏板信号和/或压力传感器信号达到设定阈值时，整车域控制器控制输气控制阀9打开，利用压缩空气对制动部件进行快速降温，实现对制动部件在较差工况下进行散热；

S03：当整车域控制器发现制动部件温度信号、刹车踏板信号和/或坡度信号得到另一种设定阈值时，整车域控制器控制水冷控制阀11打开，利用水对制动部件进行快速降温，实现对制动部件在更加恶劣的工况下进行散热。

其中在S01中，整车域控制器控制驱动气缸带动从动齿轮6进入啮合状态的触发条件为：

A、车速大于30km/h且刹车踏板信号有效时；

B、油门踏板深度不超过1%，当前处于下坡工况且坡度大于3%时；

C、油门踏板深度不超过1%，车辆处于空档滑行状态时，且车速大于2km/h；

D、油门踏板深度不超过1%，发动机转速大于N，在本具体实施方式中N为2050转/分钟，根据不同发动机类型确认，此转速点发动机输出扭矩为零，发动机处于倒拖工况。

在本具体实施方式中，以上条件满足一个就可触发从动齿轮6进入啮合状态。

在S02中，整车域控制器控制输气控制阀9打开的触发条件为以下：

A、当判断坡度大于3%，制动踩下10秒后；

B、坡度大于6%，刹车踏板行程踩下大于30%，2秒后监测车速继续增加；

C、监测到整车制动回路气压低于8bar；

D、整车域控制器采集压力传感器信号，当储气罐8压力大于10.5bar时；

E、整车域控制器计算获得制动部件温度t，制动部件热衰退温度为T，当t＞T-50℃时，打开输气控制阀9。

在本具体实施方式中，以上触发条件满足一个即可使输气控制阀9打开。

在S03中，整车域控制器控制水冷控制阀11打开的触发条件为以下：

A、判断制动部件温升至300℃；

B、制动持续30秒；

C、制动持续2公里；

D、坡度大于9%，刹车踏板行程踩下超过60%，车速持续增加；

E、首次制动踩下的一个小时内，制动次数超过20次；

F、首次制动踩下的一个小时内，制动时间持续5分钟。

在本具体实施方式中，以上触发条件满足一个即可使水冷控制阀11打开。

整车域控制器根据变速箱发送的SSI报文，读取坡道信号；在本具体实施方式中，为了获得制动部件温度t，预先根据实车台架标定，建立制动踏板深度、制动持续时间及制动部件温升的对应关系，基于实车的制动踏板深度、制动持续时间条件，整车域控制器计算获得制动部件温度t；在整车域控制器进行判断各条件时，当其中一种工况达到触发条件，就不再判断其他并列工况是否达到触发条件，减少整车域控制器的工作量；油门踏板深度、车速、发动机转速、整车制动回路气压、储气罐8压力、制动持续时间、制动持续路程、制动次数等工况的阈值均可根据车型及路况等进行调整。

从以上具体实施方式中可以看出本发明具有以下有益效果：

1、通过驱动组件和空冷装置的作用能够使用来自轮毂1的能量进行制造压缩空气进行空冷，减少或者避免使用水冷的方式进行降温，减少对驾驶安全性的影响，减少淋水对车辆故障率的影响，同时节约水资源，降低了能耗；

2、通过螺旋状的换热管15增大换热面积，进行高效换热；通过储气罐8、输气控制阀9和喷嘴的配合，能够实现高压空气快速降温，提升空冷效果；

3、通过设置水冷装置与空冷装置形成双保险，加快制动部件在高温使的降温效率和提升降温的可靠性；

4、通过出水管13与输气管12连通，能够实现高压空气带着水进行高压喷淋，增加散热效率，减少淋水装置中增压部件的布置；

5、通过优先使用螺旋管进行散热，设定条件下使用压缩空气，能够减少压缩空气浪费；

6、当制动部件温度接近热衰退温度，及时使用高压喷气进行降温，提升降温效果，防止引起制动部件热衰退。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。