【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及车辆制动盘，具体涉及一种并型碳陶轮装制动盘。
技术介绍
1、高速、轻量化是世界高速列车的发展趋势，空气制动技术是保障列车安全可靠的最后一道防线，而复杂的工作环境和巨大的制动功率对制动盘构型和制动材料提出了更高的需求。
2、时速400km高速列车纯空气制动时制动盘承受的制动能量密度大于450j/mm2，制动盘表面瞬间温度高达1000℃，巨大的制动热负荷使制动盘产生很大的温度梯度，并由此产生热应力。如图12所示，不均匀温度差和热应力的循环作用导致制动盘产生细微的裂纹，反复制动过程中裂纹不断扩展，制动盘会产生疲劳断裂。现有的制动盘结构如图13所示的为圆柱形和直肋型结构。为了防止由热裂纹引起疲劳断裂，制动盘体必须具有好的抗热裂性、耐磨性、导热性和摩擦制动性能。现有的轮装制动盘仍需在结构上进一步优化，以便具备更佳的散热性能和温度分布梯度。
技术实现思路
1、有鉴于此，本专利技术的目的是提供一种并型碳陶轮装制动盘，以实现高效的通风散热效果和均匀的温度分布梯度。
2、本专利技术通过以下技术手段解决上述问题：
3、一种并型碳陶轮装制动盘，包括摩擦盘和多个散热筋，各散热筋沿摩擦盘圆周均匀布置，所述散热筋为并型散热筋。
4、制动盘制动过程产生的热量主要通过热传导和热对流耗散，因而散热筋的设计需要同时兼顾热传导和热对流的效果。在现有技术中，散热筋通常为圆柱型和直肋型结构。而在本专利技术中，开创性地设计了并型结构的散热筋，能有效降低制动盘的极限
5、并型结构是通过拓扑优化实现传热材料设计得到的微结构构型，以实现结构较好的热传导性能，热量由高温传传向低温时存在热传递势容耗散，并型结构设计是以整体热量传递势容最小为优化目标设计的。制动过程中的热量来源于摩擦表面，摩擦层将表面温度向厚度方向的低温部分传递，进而传递到并型散热筋结构上，并型散热筋材料向四周延伸的结构设计形成了高导热通道，相比通过空气来交换热量，固体材料保证了高效的热传导，且并型形状有足够的对流换热面积，能将传递到结构表面的热量通过周围空气的对流作用充分耗散，高效的热传导和热对流共同作用实现制动盘的快速降温，保证了制动盘的温度均匀性。进一步，所述并型散热筋包括主体部、第一延伸部、第二延伸部和第三延伸部，所述第一延伸部设在主体部内侧边并由主体部向摩擦盘圆周内侧延伸，所述第二延伸部设在主体部外侧边并由主体部向摩擦盘圆周外侧延伸，所述第三延伸部设在主体部中部侧边并由主体部沿摩擦盘圆周切向延伸。本专利技术通过在主体部上设置多个方向的延伸部，能够充分引导气体的流动，流动曲线更加对齐进气入口，并使得空气质量流量增加，传热速率有了极大的提高。
6、进一步，所述并型散热筋设有两个第一延伸部，各第一延伸部均沿远离主体部轴线方向延伸且与摩擦盘圆周径向的夹角为15°～25°，优选为20°。
7、进一步，所述并型散热筋设有两个第三延伸部，各第三延伸部均沿远离主体部轴线方向延伸且与摩擦盘圆周径向的夹角为0°～35°，优选为30°。
8、进一步，所述第一延伸部延伸至摩擦盘的内圆环线上，相邻两个并型散热筋的第一延伸部之间的间距为18mm～20mm，优选为19mm。
9、进一步，所述第三延伸部延伸至摩擦盘的外圆环线上，相邻两个并型散热筋的第三延伸部之间的间距为6mm～8mm，优选为7mm。
10、进一步，所述第一延伸部和第三延伸部均设有沿摩擦盘圆周切向延伸的第一导流槽。
11、进一步，部分并型散热筋的主体部中设有沿摩擦盘圆周切向延伸的第二导流槽，另一部分未开设第二导流槽的散热筋的主体部中设有螺栓孔，两种并型散热筋间隔设置在摩擦盘上。
12、进一步，所述摩擦盘包括摩擦表层和摩擦中层，其中并型散热筋设在摩擦中层。
13、进一步，所述摩擦表层为陶瓷材料，所述摩擦中层为碳陶复合材料，所述摩擦表层和摩擦中层的厚度比为0.15～0.16。
14、进一步，所述并型散热筋的厚度为24mm～25mm，优选为24.5mm。
15、进一步，所述摩擦盘的厚度为21mm～23mm，优选为22mm。
16、进一步，所述并型散热筋设有四个第二延伸部，沿主体部轴线对称设置各两个第二延伸部。
17、进一步，所述并型散热筋采用碳陶复合材料且与摩擦盘一体化成型。
18、进一步，所述第一延伸部、第二延伸部和第三延伸部的末端均设有半径5mm～7mm倒圆角，优选为6mm倒圆角。
19、本专利技术的有益效果：
20、一、本专利技术的并型碳陶轮装制动盘，采用的并型散热筋结构使材料在摩擦盘上形成了发散树枝形状，从而能有效降低制动盘的极限最高温度，在同等散热效果的情况下显著降低了结构重量，满足减轻列车簧下质量的轻量化设计理念，有利于提高列车运行平稳性。
21、二、采用延伸部和导流槽的结构形式，兼顾了制动盘转动和列车向前运行的空气流动。导流槽使制动盘内部的流体流动曲线更加流畅，延伸部的角度设置使空气流动曲线更加对齐进气入口，并使得空气质量流量增加，传热速率有了极大的提高，同时也为实现产品制动时，盘面的温度分布更为均匀提供了必要条件。
22、三、通过设置第二延伸部可以对相邻并型散热筋之间的空气进行扰动，使局部热交换得到加强，达到提高换热效果的作用。第二延伸部还能增加支撑层散热筋板的密度，提高制动盘的热容量，且不增加支撑层进出口的泵风功耗。
23、四、将摩擦盘分为摩擦表层和摩擦中层，摩擦表层采用陶瓷材料，具有耐高温、耐磨损和抗氧化能力的特性，而摩擦中层采用碳陶复合材料，具有比热容大、抗热冲击和轻质耐高温的特性，形成的摩擦盘结构综合了碳纤维复合材料和陶瓷材料的优点。
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1.一种并型碳陶轮装制动盘，包括摩擦盘(1)和多个散热筋，各散热筋沿摩擦盘(1)圆周均匀布置，其特征在于：所述散热筋为并型散热筋(2)；
2.根据权利要求1所述的并型碳陶轮装制动盘，其特征在于：所述并型散热筋(2)设有两个第一延伸部(202)，各第一延伸部(202)均沿远离主体部(201)轴线方向延伸且与摩擦盘(1)圆周径向的夹角为15°～25°；
3.根据权利要求1所述的并型碳陶轮装制动盘，其特征在于：所述第一延伸部(202)延伸至摩擦盘(1)的内圆环线上，相邻两个并型散热筋(2)的第一延伸部(202)之间的间距为18mm～20mm。
4.根据权利要求1所述的并型碳陶轮装制动盘，其特征在于：所述第三延伸部(204)延伸至摩擦盘(1)的外圆环线上，相邻两个并型散热筋(2)的第三延伸部(204)之间的间距为6mm～8mm。
5.根据权利要求4所述的并型碳陶轮装制动盘，其特征在于：所述第一延伸部(202)和第三延伸部(204)均设有沿摩擦盘(1)圆周切向延伸的第一导流槽(205)。
6.根据权利要求4所述的并型碳陶轮装制动盘
7.根据权利要求4所述的并型碳陶轮装制动盘，其特征在于：所述摩擦盘(1)包括摩擦表层(101)和摩擦中层(102)，其中并型散热筋(2)设在摩擦中层(102)。
8.根据权利要求5所述的并型碳陶轮装制动盘，其特征在于：所述摩擦表层(101)为陶瓷材料，所述摩擦中层(102)为碳陶复合材料，所述摩擦表层(101)和摩擦中层(102)的厚度比为0.15～0.16。
9.根据权利要求1所述的并型碳陶轮装制动盘，其特征在于：
10.根据权利要求1所述的并型碳陶轮装制动盘，其特征在于：所述并型散热筋(2)设有四个第二延伸部(203)，沿主体部(201)轴线对称设置各两个第二延伸部(203)；
...【技术特征摘要】
1.一种并型碳陶轮装制动盘，包括摩擦盘(1)和多个散热筋，各散热筋沿摩擦盘(1)圆周均匀布置，其特征在于：所述散热筋为并型散热筋(2)；
2.根据权利要求1所述的并型碳陶轮装制动盘，其特征在于：所述并型散热筋(2)设有两个第一延伸部(202)，各第一延伸部(202)均沿远离主体部(201)轴线方向延伸且与摩擦盘(1)圆周径向的夹角为15°～25°；
3.根据权利要求1所述的并型碳陶轮装制动盘，其特征在于：所述第一延伸部(202)延伸至摩擦盘(1)的内圆环线上，相邻两个并型散热筋(2)的第一延伸部(202)之间的间距为18mm～20mm。
4.根据权利要求1所述的并型碳陶轮装制动盘，其特征在于：所述第三延伸部(204)延伸至摩擦盘(1)的外圆环线上，相邻两个并型散热筋(2)的第三延伸部(204)之间的间距为6mm～8mm。
5.根据权利要求4所述的并型碳陶轮装制动盘，其特征在于：所述第一延伸部(202)和第三延伸部(204)均设有沿摩擦盘(1)圆周切向延伸的第一导流槽(2...
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