文档介绍：公路与汽运
总第 112 期 H ighways & Automotive App lications 9
汽车盘式制动器的研究进展
葛振亮, 吴永根, 袁春静
( 烟台大学机电汽车工程学院, 山东烟台 264005)
摘要: 结合汽车盘式制动器设计与应用中存在的问题, 对汽车盘式制动器摩擦衬片压力分
布规律、摩擦偶件温度场和应力场的分布、摩擦衬片与对偶钢盘的摩擦机理、摩擦副间传热机理与
制动噪声的研究状况进行了综述, 探讨了今后的研究方向。
关键词: 汽车; 盘式制动器; 热应力; 制动噪声; 热弹性耦合分析
中图分类号: U463. 51 文献标识码: A 文章编号: 1671- 2668(2006) 01- 0009- 03
盘式制动器具有散热性好、制动效能稳定、抗水型, 诸文农指出, 干摩擦状态接近于均匀分布, 金属
衰退能力强、易于保养和维修等优点, 可广泛应用于型制动片在湿摩擦状态接近于均匀磨损; L # 鲁道
飞机、铁路、车辆和工程机械。对盘式制动器的早期夫没有按摩擦状态进行划分, 提出对于新制动器而
研究侧重于试验研究其摩擦特性, 随着用户对其制言, 制动压力接近于均匀分布。
动性能和使用寿命要求的不断提高, 有关其基础理实际上, 制动衬片压力分布受到多方面因素的
论与应用方面的研究也在深入进行, 本文结合设计影响, 如制动气缸活塞的施压位置、制动卡钳的结
和使用中存在的问题对其研究状况进行综述。构、衬片弹性变形与磨损、金属偶件的热变形等。
M. T ir ovic 的研究表明, 无论是在静态还是在动态
1 摩擦衬片压力分布规律
状况下, 内外两侧制动片的压力分布都不相同。
车辆制动时摩擦衬片表面形成的压力分布不但要完整分析制动压力分布, 应将应力场、位移场
影响制动器的制动转矩容量、热容、磨损, 而且直接和温度场作为统一的耦合问题来解决。可分为两个
影响表面的工作温度, 从而影响热衰退、热不稳定性阶段进行研究, 第一个阶段先假设制动压力在接触
及热裂纹等一系列制动性能。由于盘式制动器制动面上均匀分布, 主要解决盘、片之间的热流分配问
过程中摩擦副间温度沿半径方向分布不均匀, 局部题; 第二个阶段将应力场、位移场和温度场在同一有
温度过高, 使该处热膨胀量大于摩擦副其他接合处, 限元模型中解决。马保吉等提出, 由于界面的接触
一旦偶件表面的小块面积开始承受不适当的载荷且只发生在表面, 且只关心其表面求解的压力分布与
其温度比周围表面高, 它将膨胀并形成/ 热点0。局位移, 所以边界单元法更适合于此类问题, 而且边界
部热点的形成导致制动压力不均匀分布的进一步发单元法具有降维的特点, 可有效提高求解效率。他
展, 这反过来又造成局部温度进一步升高, 表面温度采用边界单元法对盘式制动器摩擦衬片与制动盘接
梯度变化加剧。这种因热流密度分布不合理而产生触界面间静、动态压力分布进行分析, 运用柔度矩阵
的恶性循环现象, 称为热机失稳现象。制动而产生技术提高了计算效率, 考虑到摩擦接触过程的不可
的瞬时高温使摩擦副和附近零件温度升高, 过高的逆性, 给出了增量加载过程求解的一般格式。
温度使摩擦材料的摩擦系数降低, 产生热衰退, 磨损
2 温度场和应力