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1、河南科技学院2010届本科毕业论文（设计）论文题目：大型货车制动过热自动控制系统 学生姓名： 所在院系： 机 电 学 院所学专业： 机械设计制造及其自动化导师姓名： 完成时间：2010 年 5 月摘 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
2、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。本课题对系统的硬件和软件进行分析说明，通过绘制相关的硬件连接图和软件流程图,建立系统软硬件模型，证明该系统可以实现对大型货车制动过热自动控制的功能。关键词:制动系统;DS18B20温度传感器;电容开关传感器;AT89C51单片机；2262,2
3、272遥控发射接收模块Design Of The Temperature Self-control Of The Truck Skid SystemAbstractRequired frequent or prolonged braking when large Vehicles with goods driving on hills or ramps ,it will cause the brake drum (disk) , brake shoe temperature leapt hub ,at the same time, it will increase the truck skid
4、 system in the high temperature , eventually ,the result willcause severe brake failure, and the high tire pressure temperature is too high to make the phenomenon appear flat tire and caused accidents, according to research the solutions of overheated brakes in abroad, the best way solution is desig
5、ning a new set of device .the set of device with the temperature self-control of the truck skid system inclusions the temperature detection unit, the level detection unit,the man-machine interface unit and the MCU control unit and other components. The device with the temperature self-control of the
6、 truck skid system run on or off by the transmitting and receiving device ,it has automatic mode and manual mode,in the automatic mode, DS18B20 temperature sensor measure real-time monitoring of the truck skid system temperature by sensing the current brake shoe on the wheel or the temperature of th
7、e stopper , and send the temperature signal to the master chip (AT89C51 MCU), the main chip export the output control signal according to the main chip set temperature, to start to spraying equipment to cool the braking system; in the manual mode, you can start spraying equipment to reduce the tempe
8、rature of the truck skid system. The topic of the device need hardware and software analysis ,it need establish the system hardware and software model by drawing the relevant hardware connection diagram and software flow chart , in order to prove that the device can realize the function of reducing
9、the temperature of the truck skid system.Keywords: braking system, The temperature sensor DS18B20, Capacitor switching sensor, AT89C51, 2262,2272 summarized at last receiving module目 录引言11 国内外研究现状12 刹车系统分析22.1 刹车过热问题解决方案22.2 制动系统工作原理22.3 温度传感器安装位置43 自动控制系统功能设计53.1 系统功能单元及所需元件设计53.2 系统要实现功能64 自动控制系统硬
10、件设计74.1 主控单元设计74.1.1 AT89C51单片机74.1.2 水泵的选用:154.1.3 水箱选用164.1.4 三极管选用:174.1.5 电磁阀的选用174.1.6 蜂鸣器的选用174.1.7 LED灯的选用与二极管:184.2 温度检测单元设计184.2.1 温度传感器的选择184.2.2 DS18B20的特点及硬件图194.2.3 温度检测电路214.3 液位检测单元设计214.3.1 液位传感器的选择214.3.2 电容式接近开关工作原理224.4 人机接口单元设计224.4.1 PT2262发射模块234.4.2 PT2272接收模块244.4.3 对各键功能设定25
11、4.4.4 遥控控制方法255 自动控制系统软件设计27致谢32参考文献321 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
12、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
13、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
14、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
15、,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。2. 刹车系统分析2.1制动系统工作原理为了实现让行驶中的车辆减速甚至停车，或使已经停下来的车辆保持不动，都称为车辆制动。实现车辆制动功能的一系列专门装置称为车辆制动系,较为完善的制动系具有制动力调节装置、报警装置、压力保护装置等附加装置,一般车辆都采用防抱死制动系统,它是一种主动安全装置，其英文名称是Anti-lock Braking System（防锁死制动系统）或Anti-skid Braking system（防滑移制动系统），缩写为ABS。防抱死制动系统（ABS
