一种含内螺纹曲线风道的车辆制动盘制造技术

本实用新型专利技术涉及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。本实用新型专利技术的优势是通过在制动盘的曲线风道中增加内螺纹，提高了风道内壁的粗糙度，改变制动盘上风道内的空气流场，减小流动边界层或层流底层厚度，并且增强涡旋扰动作用。本实用新型专利技术的另一个优势是，与现有技术相比，曲线风道的截面为圆形，螺纹管状的曲线风道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。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本技术涉及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。本技术的优势是通过在制动盘的曲线风道中增加内螺纹，提高了风道内壁的粗糙度，改变制动盘上风道内的空气流场，减小流动边界层或层流底层厚度，并且增强涡旋扰动作用。本技术的另一个优势是，与现有技术相比，曲线风道的截面为圆形，螺纹管状的曲线风道构成了一个螺纹管型的结构，圆形截面螺旋管?、洁RFhH:台白【专利说明】一种含内螺纹曲线风道的车辆制动盘
本技术属于车辆制动系统
，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技术主要想解决的问题。 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。
技术实现思路
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，本技术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。 本技术的有益技术效果是:本技术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，本技术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。本技术的另一个优势是，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。 本技术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。本技术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技术的主要特色，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，本技术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 本技术不同于其他已知技术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η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: 2007年出版的濮良贵、纪名刚的机械设计一书中第393页记载，弹簧展开长度I计算公式为:.πΕΜ, I =-- ,(I) COSO: 由于弹簧的螺旋升角α很小，cosa ^ 1，所以 I ^ JI Dn1, (2) 因此散热面积增加量S为(I , Λ S = n 鮮1 -1rlj,(3) 2D D D =.......ζ?...................^..............^.............，(4) Z)j + 式中，L为弹簧展开长度，D为弹簧的中径这里指等效直径，H1为内螺纹4的圈数，a为弹簧的螺旋升角，S为增加的散热面积，η为曲线通风道3个数，！■为内螺纹4的截面半圆形的半径，D1为通风道小圆直径，D2为通风道大圆直径。表I给出了符合本技术要求的，一种制动盘的几何参数。计算参数值见表I。 表I参数 D1_D2_r_Ii1 η_ 数值 5.5mm 9mm 1.5mm 13 24 将表I中参数分别代入式2、3、4计算得: D = 6.83mm, L = 278.94mm, S = 3576.85mm2. 由此可见，含内螺纹曲线风道制动盘散热面积净增加3576.85_2。 由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”一文的可知，强制对流散热系数0为:W^yPf a = ^(5) 式中，V为通道中相对气流的平均值，f为空气与管道壁的摩擦系数，为空气导热系数，Yf为空气运动粘度，Pf、Pm为空气普朗特数。 可见对于同为曲线风道的制动盘来讲，当其它参数不变时，本技术新增的内螺纹增加了曲线风道的粗糙度，因而提高了空气与管道壁的摩擦系数f。因此，由式(5)可知，强制对流散热系数α增大，有利于制动盘散热。 由1991年的起重运输机械上“盘式制动器散热性能的研究” 一文中可知，制动盘稳定运行时的冷却系数b可用来评定其散热性能， 冷却系数b的计算: ‘I Σ4(^ 本文档来自技高网...

【技术保护点】
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，其特征在于：所述曲线风道内设有螺纹，为螺纹管状。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：魏道高，许可，王波，陈长鹤，朱伟伟，
申请(专利权)人：合肥工业大学，
类型：新型
国别省市：安徽;34