重载货车在山区公路坡道行驶时，因频繁制动致使刹车盘温度升高导致热衰减，制动效能下降甚至失效，是发生重特大事故的主要原因。研究表明260℃是大多刹车盘得极限温度，一旦超过此温度，刹车装置将会失效，为货车驾驶带来了危险。我们小组根据货车实际运行条件及生热散热方式，分析了鼓式制动器主要部件制动时刹车盘得温度变化过程，提出了增加刹车盘散热的措施，通过降低刹车盘的温度，来增加驾驶安全系数。对此我们小组通过查找资料文献以及理论计算设计出了双系统结合制动器冷却装置，该装置有两种冷却系统，分别是风冷和水冷两种方式，司机可以根据不同的路面情况以及个人驾驶习惯进行系统切换

该装置由【1】水箱盖【2】风扇【3】电磁换向阀【4】传输管【5】鼓式刹车器【6】输入管【7】水箱体，液压泵，温度传感器，雾化喷头，电容式液位传感器组成。该双冷却降温系统基于51单片机设计，司机可以根据实际情况来切换降温方式，控制端连接在驾驶室，接收端连接温度传感器，电磁式换向阀【3】。电磁换向阀在该系统中控制着冷却方式（风冷/水冷）。其中温度传感器设置了两个标准温度，一个是预警温度，另一个是危险温度。预警温度设置在120℃，当温度超过该设定温度时，指示灯黄灯亮起提醒驾驶员刹车片温度增高，应适当采取安全降温措施。当达到危险温度时，即温度超过260℃时指示盘的报警红灯会亮起用于提醒驾驶员要及时进行操作使刹车片降温，以避免出现事故。电容式液位传感器安装在水箱内部，与汽车的油箱工作原理相同，方便驾驶员观察剩余水量，以便于及时补充冷却水。

货车轮毂升温模型

Ｔ_（ｔ）＝Ｔ_１×ｅ^{－ｋ１×ｔ}＋Ｔ_ａ×（１－ｅ^{－ｋ１×ｔ}）＋ｋ_２×Ｐ_Ｂ×（１^{－ｅ－ｋ１}×ｔ） 

式中：Ｔ_（ｔ）为实时刹车盘温度；Ｔ_１为鼓式刹车盘的初始温度，一般取值65.6℃；

Ｔ_ａ为环境温度一般取值32.2℃；ｋ_１＝1.23＋0.016Ｖ；

ｋ_２＝0.1＋0.0013Ｖ；Ｐ_Ｂ 为制动能力，Ｐ_Ｂ＝Ｐ_Ｇ －Ｐ_Ｅ －Ｐ_Ｆ；

Ｐ_Ｇ为坡度力，Ｐ_Ｇ＝Ｗ ×Ｇ×Ｖ／272.16

Ｐ_Ｅ为发动机制动能力；Ｐ_Ｆ为摩擦力，Ｐ_Ｆ＝（450＋10.78×Ｖ）×Ｖ／600；

Ｗ 为车重；Ｇ为纵坡坡度；Ｖ为行车速度

图8.不同坡度下到达坡底时刹车轮毂温度差

不同坡度下货车刹车盘温度达到２００℃时距离差

本设计对防止货车因刹车盘温度升高造成的刹车失灵进行了研究以及创新，设计的双系统冷却装置通过SolidWorks建模更加的直观阐述了该装置的主要工作机理，通过51单片机编程来实现具体功能，司机可以按照温度传感器的亮灯提示以及路面实际情况选择降温方式。并分别对水冷以及风冷系统进行了介绍。综上所述，该刹车双系统冷却装置的研发旨在为货车安全出行做出优化，使得在山地，高原等有坡度差行驶的货车司机能够更加安全的出行。