风道式制动盘以及轮式车辆制造技术

本发明专利技术提供了一种风道式制动盘以及轮式车辆，涉及车辆用制动盘相关的技术领域，解决了现有技术中存在的铸铁制动盘导热性差和重量较大的技术问题。该风道式制动盘，包括用于将制动盘与车辆轮毂同心紧固在车轴上的帽部位和与所述帽部位相连接的摩擦环，所述摩擦环由过共晶硅铝合金制成，所述帽部位由铝或铝合金制成。本发明专利技术中的摩擦环具有优异的导热率，尽管其导热率接近于铝或铝合金但大幅高于灰口铸铁，在制动盘体系中高导热率意味着提高摩擦面的热量迁移速度，可很快将热量从第一摩擦面和第二摩擦面迁移到帽部位并随后迁移至车毂，并散发于外部，进而实现制动体系的快速转冷；帽部位由铝或铝合金制成，降低了制造成本，整体更加轻型化。

Air duct type brake disc and wheeled vehicle

The invention provides an air duct type brake disc and wheeled vehicle, which relates to the technical field of vehicle brake discs, and solves the technical problems of poor thermal conductivity and large weight of cast iron brake discs in the existing technology. The air channel brake disc comprises a cap part for concentrically fastening the brake disc and the hub of a vehicle to the axle and a friction ring connected with the cap part. The friction ring is made of Hypereutectic silicon aluminum alloy, and the cap part is made of aluminum or aluminum alloy. The friction ring of the invention has excellent thermal conductivity, while its thermal conductivity close to the aluminum or Aluminum Alloy but substantially higher than the cast iron, the brake disc system with high thermal conductivity means improving heat friction surface migration velocity, can quickly remove heat from the first and second friction faces to migrate to the site and cap then migrate to the hub, and distributed on the outside, so as to realize the braking system quickly turn cold; cap is made of aluminum or parts made of Aluminum Alloy, reduces the manufacturing cost, overall more light.

【技术实现步骤摘要】
风道式制动盘以及轮式车辆
本专利技术涉及车辆用制动盘相关的
，尤其是涉及一种风道式制动盘以及轮式车辆。
技术介绍
轮式车辆的减速和停车采用的是产生摩擦力的制动体系，为了保证汽车安全行驶，尤其是高速行驶(例如汽车行驶速度170km/h)和恶劣行驶环境(雨雪天气和陡峭弯曲路线)下的安全性，在各种汽车上都设有专用制动机构，这样的一系列专门装置即称为制动体系。其中，盘式制动体系一般由固定于车身的制动钳(钳口固定刹车片)和与旋转车轮共轴安装的制动盘组成，当要对运行中的车辆进行减速和停车时，通过液动、气动或机电装置给予制动钳朝向制动盘夹紧的动作，并使刹车片与制动盘的摩擦面接触，通过刹车片与制动盘之间产生的摩擦力实现减速和停车。从经济性和材料性质考虑，灰口铸铁一直是制动盘的常见且主要的制造材料，在实际使用过程中，本申请人发现现有技术至少存在以下技术问题：(1)因制动盘所使用的铸铁材料固有的低导热性的性质(例如制动盘用铸铁的导热性约40W/mK)，尤其在高速急停或连续刹车时，车辆的动能大部分转换成了热能，使刹车片与制动盘的摩擦面的界面产生极高温度(温度能达到700℃或以上)，这样的高温将导致摩擦材料(即刹车片和制动盘)之间的摩擦系数发生改变，从而降低制动性能，影响车辆运行的可靠性、安全性，并造成制动盘或其对刹车片的严重磨损；(2)铸铁质制动盘的另一缺点在于高重量(铁密度约7.3g/cm3)，从而增加了车辆整体的重量，进而增加了燃料的消耗。当前，汽车等行业的发展总趋势是轻量化、燃油经济性和环境保护，因此，急需研发一种铸铁制动盘的替换材料。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种风道式制动盘，以解决现有技术中存在的铸铁制动盘导热性差和重量较大的技术问题。为实现上述目的，本专利技术提供了以下技术方案：一种风道式制动盘，包括用于将制动盘与车辆轮毂同心紧固在车轴上的帽部位和与所述帽部位相连接的摩擦环，所述摩擦环由过共晶硅铝合金制成，所述帽部位由铝或铝合金制成。优选地，所述过共晶硅铝合金的化学成分包括硅和铝，其中硅的质量占所述摩擦环质量的百分比为25-70％。优选地，所述过共晶硅铝合金的化学成分还包括铜、镁、锰、铁、钴、镍、铬、钛、钼或钨中的一种或多种。优选地，所述过共晶硅铝合金的化学成分还包括陶瓷颗粒。优选地，所述陶瓷颗粒包括碳化硅颗粒和/或氧化铝颗粒，所述陶瓷颗粒的粒径为1～200μm，所述陶瓷颗粒的质量占所述摩擦环质量的百分比为0～25％。优选地，所述硅的粒径小于10μm。优选地，所述摩擦环包括第一摩擦环和第二摩擦环，所述帽部位包括帽部位本体和支撑肋，所述帽部位本体与所述支撑肋相连接，所述第一摩擦环和第二摩擦环上均设有中心孔，所述帽部位本体位于所述中心孔内且与所述第一摩擦环和第二摩擦环相连接，所述第一摩擦环与所述第二摩擦环之间设有呈圆周方向间隔设置的所述支撑肋，所述摩擦环之间与所述支撑肋之间的间隔空间形成了气流通道。优选地，沿所述摩擦环的轴向方向的所述支撑肋的两端之间的直线距离为所述支撑肋的厚度，所述第一摩擦环的厚度、所述支撑肋的厚度和所述第二摩擦环的厚度之和为制动盘厚度，所述支撑肋的厚度为气流通道宽度，所述制动盘厚度与气流通道宽度的比值为1.5～3。优选地，所述支撑肋与所述帽部位本体两者为固定连接或一体式结构。本专利技术还提供了一种轮式车辆，包括车轮和上述风道式制动盘，所述风道式制动盘通过车轴与所述车轮连接且能随所述车轮转动。本专利技术的有益效果：本专利技术提供的风道式制动盘，其摩擦环由过共晶硅铝合金制成，具有优异的导热率，尽管其导热率接近于铝或铝合金，但大幅高于灰口铸铁，在制动盘体系中高导热率意味着提高摩擦面的热量迁移速度，可以很快将热量从第一摩擦面和第二摩擦面迁移到帽部位并随后迁移至车毂，并散发于外部，进而实现制动体系的快速转冷。通过摩擦面热量的快速转移同时也使得摩擦面的高温峰值得到有效降低，高温峰值的降低意味着制动盘与刹车片之间的摩擦系数波动得到稳定，体现出制动震颤的降低和噪音减小，给制动带来舒适性和安全性，同时也降低了整个制动盘对刹车片的磨损，提高了制动盘和刹车片的使用寿命；帽部位由铝或铝合金制成，降低了制造成本，整体更加轻型化。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。图1是本专利技术中的风道式制动盘的正视图；图2是本专利技术中的风道式制动盘的侧视剖面图。附图标记：1、摩擦环；2、帽部位本体；3、中心孔；4、固定孔；5、支撑肋；6、第一摩擦环；7、第一摩擦面；8、第二摩擦环；9、第二摩擦面；10、气流通道。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本专利技术的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本专利技术所保护的范围。参见图1～图2，本专利技术提供了一种风道式制动盘，包括用于将制动盘与车辆轮毂同心紧固在车轴上的帽部位和与帽部位相连接的摩擦环1，摩擦环1包括第一摩擦环6和第二摩擦环8，帽部位包括帽部位本体2和支撑肋5，帽部位本体2与支撑肋5相连接，第一摩擦环6和第二摩擦环8上均设有中心孔3，帽部位本体2位于中心孔3内且与第一摩擦环6和第二摩擦环8相连接，第一摩擦环6与第二摩擦环8之间设有呈圆周方向间隔设置的支撑肋5，其中支撑肋5与帽部位本体2可以为固定连接或一体式结构，摩擦环1与支撑肋5之间的间隔空间形成了气流通道10(也简称风道)。第一摩擦环6上设有能与刹车片接触的第一摩擦面7，第二摩擦环8上设有能与刹车片接触的第二摩擦面9，当要对运行中的车辆进行减速和停车时，通过液动、气动或机电装置给予制动钳朝向制动盘夹紧的动作，并使刹车片与制动盘的摩擦面接触，通过刹车片与制动盘之间产生的摩擦力实现减速和停车，在制动过程中由于摩擦力转换热能的最高温度集中于第一摩擦面7和第二摩擦面9，第一摩擦环6和第二摩擦环8在制动期间承受了较高的温度和载荷，因此对于第一摩擦环6和第二摩擦环8的材质性能需满足以下要求：(1)具有充分的耐磨性；(2)具有与刹车片常温至高温的稳定摩擦系数；(3)具有高温强度和高温抗变形能力(高温硬挺度)；(4)高导热性。符合上述条件的是过共晶硅铝合金，更具体讲，过共晶硅-铝合金是指硅含量超过硅-铝共晶相12％Si的合金，本专利技术中的摩擦环1由过共晶硅铝合金制成，过共晶硅铝合金的化学成分包括硅和铝，其中硅的质量占摩擦环1的质量的百分比为25-70％，其余主要为铝，需要说明的是，专利技术的过共晶硅铝合金的成分中，不仅包含硅和铝，也可以按技术要求添加入对最终性能有益的一或多种组元，例如铜、镁、锰、铁、钴、镍、铬、钛、钼、钨等金属或其合金，或者粉末状增强材料，例如陶瓷颗粒，陶瓷颗粒包括碳化硅颗粒和/或氧化铝颗粒，陶瓷颗粒的粒径为1～200μm，陶瓷颗粒的质量占摩擦环1的质量百分比为0～25％，以提高制动盘的强度和某方面要求的性能耐磨性。在整个过共晶硅铝合金组织中本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种风道式制动盘，包括用于将制动盘与车辆轮毂同心紧固在车轴上的帽部位和与所述帽部位相连接的摩擦环，其特征在于，所述摩擦环由过共晶硅铝合金制成，所述帽部位由铝或铝合金制成。

【技术特征摘要】
1.一种风道式制动盘，包括用于将制动盘与车辆轮毂同心紧固在车轴上的帽部位和与所述帽部位相连接的摩擦环，其特征在于，所述摩擦环由过共晶硅铝合金制成，所述帽部位由铝或铝合金制成。2.根据权利要求1所述的一种风道式制动盘，其特征在于，所述过共晶硅铝合金的化学成分包括硅和铝，其中硅的质量占所述摩擦环的质量的百分比为25-70％。3.根据权利要求2所述的一种风道式制动盘，其特征在于，所述过共晶硅铝合金的化学成分还包括铜、镁、锰、铁、钴、镍、铬、钛、钼或钨中的至少一种。4.根据权利要求2所述的一种风道式制动盘，其特征在于，所述过共晶硅铝合金的化学成分还包括陶瓷颗粒。5.根据权利要求4所述的一种风道式制动盘，其特征在于，所述陶瓷颗粒包括碳化硅颗粒和/或氧化铝颗粒，所述陶瓷颗粒的粒径为1～200μm，所述陶瓷颗粒的质量占所述摩擦环质量的百分比为0～25％。6.根据权利要求2所述的一种风道式制动盘，其特征在于，所述硅的粒径小于10μm。7.根据权利要求1所述的一种风道式制动盘，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：李珮豪，彭波，
申请(专利权)人：天津百恩威新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：天津,12