摘要：大型重载货车采用的鼓式制动器是车辆的重要部件，针对行车中制动鼓温度过高易导致破裂的安全问题，分析了鼓式制动器的结构和制动器温升过高的成因，提出了一种基于热电偶和单片机的大型重载货车制动鼓温度实时监测和报警系统。分析了各部分的功能和组成，研制了实物，并进行了实际测试，获得了良好的效果。

    0 引言
    汽车的安全性通常分为四种：主动安全性、被动安全性、事故后安全性和生态安全性。汽车的制动系统是影响汽车主动安全性最主要因素之一，目前，我国的货运汽车普遍采用鼓式制动器。鼓式制动器的制动效果好，汽车制动鼓在长时间工作时，其温度常在200℃以上，有时甚至会达到500～600℃，汽车以较高速度紧急制动时，制动鼓温度也会迅速升高。当制动鼓的温度升高到一定程度之后，其摩擦力矩会出现明显下降，出现制动鼓的热衰退现象，严重时会出现制动完全失效或制动鼓破裂飞出，导致车毁人亡的惨剧发生。针对行车中制动鼓温度过高易导致破裂的安全问题，分析了鼓式制动器的结构和制动器温升过高的成因，提出了一种基于热电偶和单片机的大型重载货车制动鼓温度实时监测和报警系统。

    1 鼓式制动器工作条件分析
    1.1鼓式制动器的热源分析
    根据摩擦生热原理，制动过程摩擦生热量的计算公式可简单描述为：
                      Q1=FμS   （1）
式中Fμ为制动器的制动力；
      S为制动鼓圆周转动的距离。
    车辆在制动过程中，随着行驶速度的降低，其动能减少，减少的动能部分转化为制动器的摩擦热。当车辆在有纵向坡度的路段行驶时，考虑势能的变化，忽略轮胎与地面的滑磨热损失，推导出车辆制动器在制动时摩擦产生的热量为：

式中m----汽车总质量（kg）；
      ν1，----汽车制动初速度（m/s ）；
      ν2----汽车制动末速度（m/s ）；
    g----重力加速度（9. 8m/s2 ）；
      i----道路纵坡坡度，下坡路段取“＋”，上坡路段取“一”；
      f----滚动阻力系数；
      S----制动距离，m、
    补充的是，因为道路坡度i = h/l = tans，根据我国下坡路段设计规范，坡度大小应在3％～9％范围内，所以一般道路的坡度都比较小，则sina≈tans=i;所以有此推导公式。
    1.2鼓式制动器工作温度对其他方面的影响分析
    1.2.1导致轮胎爆胎
    构成轮胎的基本材料是橡胶，橡胶能够承受的最高温度大约是145℃左右，超过这一温度，橡胶就会融化，由橡胶制成的轮胎就会爆裂。车轮行驶中轮胎的热量主要来自于两个方面，一是车轮在滚动中，轮胎会发生变形，橡胶分子之间因摩擦生热，轮胎温度升高；使得轮胎温度升高的另一热源是制动鼓，车轮行驶中，具有动能，要停车或减速时，车辆的动能就通过制动器转化为热能，热能有一部分会散发到空气中，一部分热量传给了与之连接的钢圈和轮毂，使得钢圈和轮毂的温度升高，还有一部分暂时未传递出去的热量使得制动器（含制动鼓、制动底板、制动蹄等）本身温度升高。
    由于钢圈是和轮胎直接接触的，因此钢圈的温度绝对不能超过145℃。如果考虑轮胎在滚动中本身还要生热，兼顾考虑轮胎的使用寿命。钢圈的温度还应该再低一点，根据经验，车轮使用中，钢圈的温度应以不超过100℃为宜，对于大货车来说，相应的制动鼓温度应在200℃以下。

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