[发明专利]一种梯度多孔金属橡胶制动盘及其工作方法

说明书

本发明涉及一种梯度多孔金属橡胶制动盘，包括夹设在两片制动盘本体之间的多孔金属散热件，多孔金属散热件为梯度多孔金属橡胶，梯度多孔金属橡胶从中心至边缘的孔隙度不断增大，以抑制涡流扩大的趋势。不同车速下，制动盘通风流道内存在涡流现象，而空气在涡流区域流速较低，不利于制动盘的对流换热；并且制动盘的涡流区域从中心至边缘呈不断扩大的趋势，本发明采用梯度多孔金属橡胶，从中心至边缘的孔隙度不断增大，以抑制涡流扩大的趋势。

技术领域

本发明涉及一种梯度多孔金属橡胶制动盘及其工作方法，涉及车辆技术领域。

背景技术

随着高速列车、汽车的速度不断提升，其安全性能备受关注，而制动性能是极其重要的一点。在制动过程中，列车、汽车的动能主要通过制动器中的制动盘与摩擦衬片间的摩擦作用转换成内能，使制动盘与摩擦衬片的温度急剧升高，而过高的温度会使制动器产生热衰退现象，甚至会导致制动失效。因此，制动盘的散热问题决定了制动器制动效能恒定性。

大量研究表明，制动产生的高温以及温度在制动盘上分布不均会导致制动磨损以及失效，制动产生的热应力场可能导致制动盘的低周疲劳、破裂等后果。为解决这些问题，需采用多孔结构引发强制的对流空气流来达到降温的目的。

发明内容

鉴于现有技术的不足，本发明所要解决的技术问题是提供一种梯度多孔金属橡胶制动盘及其工作方法。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种梯度多孔金属橡胶制动盘，包括夹设在两片制动盘本体之间的多孔金属散热件，多孔金属散热件为梯度多孔金属橡胶，梯度多孔金属橡胶从中心至边缘的孔隙度不断增大，以抑制涡流扩大的趋势。

优选的，多孔金属散热件的投影面积与所述制动盘本体的轴线方向上的投影面积一致。

优选的，梯度多孔金属橡胶的孔隙度为10%~90%。

优选的，多孔金属散热件包含自外往内依次同轴设置的轻质高孔隙率金属橡胶环、中孔隙率金属橡胶环、低孔隙率金属橡胶环，使其夹在上摩擦盘、下摩擦盘之间，梯度多孔结构不仅限制了涡流现象，还提高了热传递。

优选的，多孔金属散热件包含自外往内依次同轴设置的大扇形高孔隙率金属橡胶环组、大扇形低孔隙率金属橡胶环组，大扇形高孔隙率金属橡胶环组由多个轻质的大扇形高孔隙率金属橡胶环组成，大扇形低孔隙率金属橡胶环组由多个轻质的大扇形低孔隙率金属橡胶环组成，使其夹在上摩擦盘、下摩擦盘之间，多孔金属散热件具有很强的抗压能力，在制动时承受频繁的高压应力。

优选的，多孔金属散热件包含自外往内依次同轴设置的高孔隙率小扇形金属橡胶环组、中孔隙率小扇形金属橡胶环组、低孔隙率小扇形金属橡胶环组，高孔隙率小扇形金属橡胶环组由多个轻质的高孔隙率小扇形金属橡胶组成，中孔隙率小扇形金属橡胶环组由多个轻质的中孔隙率小扇形金属橡胶组成，低孔隙率小扇形金属橡胶环组由多个轻质的低孔隙率小扇形金属橡胶组成，其中多个高孔隙率小扇形金属橡胶环向间隔设置，多个中孔隙率小扇形金属橡胶环向间隔设置，多个低孔隙率小扇形金属橡胶环向间隔设置，使其夹在上摩擦盘、下摩擦盘之间；多个高孔隙率小扇形金属橡胶、中孔隙率小扇形金属橡胶、低孔隙率小扇形金属橡胶数量相同且一一对应。

优选的，多孔金属散热件包含自外往内依次同轴设置的多圈圆柱金属橡胶环组，圆柱金属橡胶环组均由多个轻质的圆柱金属橡胶环向间隔组成，自内而外的多圈圆柱金属橡胶环组孔隙度不断增大。

一种梯度多孔金属橡胶制动盘的工作方法，按以下步骤进行：采用梯度多孔金属橡胶，从中心至边缘的孔隙度不断增大，以抑制涡流扩大的趋势；通过调整改变梯度多孔金属橡胶内部金属丝的空隙大小、孔隙分布、孔隙率以及多孔金属橡胶的布置方式：不同的入口角、出口角、金属橡胶直径及数量，获得合适的梯度孔隙度；将传统结构中空气的二维流动转化为三维混合流动，从而产生径向和周向热量传递，进而减小最小化径向和周向温度梯度。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：