[实用新型]一种含内螺纹曲线风道的车辆制动盘

说明书

技术领域

本实用新型属于车辆制动系统技术领域，具体涉及车辆制动盘。 

技术背景

一般车辆盘式制动器在制动过程中，是通过制动器摩擦副的摩擦作用将车辆的动能转化成热能，从而使车辆减速或者停车。此过程中大部分的热能被制动盘吸收，然后通过盘与空气热交换的方式将热能散发出去，从而降低制动盘片温度，保持制动器本身的效率。温度过高会严重衰减制动盘与块的摩擦系数，降低制动器的制动效能。因此，为保证制动器制动效能，对制动盘的散热能力和热负荷能力有着较高的要求。所以如何将制动盘所吸收的热量，快速有效的耗散到空气中是本实用新型主要想解决的问题。 

中国专利CN200820224945.1、中国专利CN201320008443.6公开了含直线与曲线通风道的制动盘，主要包括外侧摩擦表面和内侧通风道。通风道用来提高制动盘的散热性能和热负荷能力。制动时制动盘旋转使通风道形成像鼓风机一样的通风作用，使尽可能多的外界冷空气粒子与制动盘表面接触形成最大的热交换，提高了制动盘的散热性能。由1991年的“起重运输机械”中的“盘式制动器散热性能的研究”一文可知曲线通风盘比实心盘的热负荷能力提高约29％，直通风盘比实心盘的热负荷能力提高约16％。 

目前，汽车上已经使用了直线或曲线通风道的制动盘。其中直线通风道制动盘由两个摩擦片及摩擦片间的肋条组成，肋条呈辐射状分布在两摩擦片之间，所以形成的通风道横截面为矩形。曲线通风道制动盘形状和直线通风道制动盘类似，只是它的肋条为曲线形状，形成的通风道横截面仍为矩形。现有直线或曲线通风道的制动盘，并不能有效散发汽车制动过程中的热量，由汽车制动器热衰退诱发交通事故仍十分常见。因此，已知制动盘通的散热能力仍不完全有效，制动盘风道通风效果还可以进一步优化，以进一步降低制动盘的温升。 

实用新型内容

为解决现有制动盘在制动过程中温升高的问题，通过结构改进，本实用新型提供一种含内螺纹曲线风道的车辆制动盘。 

一种含内螺纹曲线风道的车辆制动盘包括制动盘本体，所述制动盘本体的轴向两侧的圆环面为摩擦面，与摩擦面对应的制动盘本体上均布设有曲线风道，所述曲线风道内设有螺纹，为螺纹管状。 

所述曲线风道的中径为3～4mm，螺纹圈数为12～15圈。 

本实用新型的有益技术效果是：本实用新型中使用的含内螺纹的曲线风道，与现有技术方案相比，能够改变风道内的空气流场，能够减小流动边界层或层流底层厚度，并且增强涡旋扰动作用。已知曲线风道的制动盘风道中，空气基本上以层流形式流动。同现有制动盘技术相比，本实用新型的优势是曲线风道中增加了内螺纹，内螺纹增加了风道粗糙度，增加了气流的紊流程度。本实用新型的另一个优势是，与现有技术相比，曲线风道的截面为圆形，并含内螺纹，构成了一个螺纹管型的结构，圆形截面螺旋管道流阻性能优良。 

本实用新型的科学原理说明如下： 

1983年的太原重型机械学院学报上“径向通风制动盘的设计及散热”一文的第127页记载，径向通风制动盘如采用曲线通风道，比直线通风道更加优越。采用曲线通风道，能使散热表面积增加30％，产生的稳定制动功率高出直线型12％。2010年的华东理工大学的“螺旋管道内的流动阻力和传热性能研究”一文第45页记载，矩形截面的螺旋管道比圆形截面的螺旋管道的压强损失、剪切力和阻力系数都大，因此相比较而言，圆形截面螺旋管道流阻性能优于矩形截面螺旋管道。本实用新型中的内螺纹相当于一个螺旋管道。因此，含内螺纹的曲线风道是本实用新型的主要特色，能够有效改善两制动摩擦片间的通风效率，加快散热，提高制动效能。 

1991年的起重运输机械上“盘式制动器散热性能的研究”一文中第16、17页记载，气流在通风道内的运动状况影响制动盘的散热性能。当空气流速增加，流动边界层厚度或层流底层厚度变薄和涡旋扰动散热作用加强，散热系数增大。因此减少层流厚度有利于散热。应用该空气动力学理论，本实用新型中在含曲线通风道的车辆制动盘的曲线通风道内开设内螺纹。1993年的热力发电上的“内螺纹水冷壁管的传热及阻力特性研究”一文中第2页记载，这一改进能够改变风道内的空气流场，能够减小流动边界层或层流底层厚度，并且增强涡旋扰动作用，从而加快热量散发，使制动盘快速冷却，进一步提高制动效能。 

增加散热面积 

本实用新型不同于其他已知实用新型的地方在于通风道内开有内螺纹，制动盘的散热面积增加。针对某型汽车前盘制动器，这里计算曲线通风道3的个数n为24，内螺纹4的圈数为13圈，内螺纹4的截面半圆形半径为1.5mm的制动盘散热面积的增加量：