【摘 要】
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大多数重卡上仍然以鼓式制动器作为制动装置,其作用是为汽车安全行驶提供保障,其工作过程是多个物理场相互耦合的过程,易产生较高的温度和较大的应力,从而造成制动鼓失效。传统制动鼓采用铸铁材料,为提高制动装置的寿命和可靠性,本文研究将制动鼓材料采用镁铝合金并在表面覆盖一层陶瓷,该技术已在盘式制动器中得到较好的运用。简化覆盖陶瓷面以后的镁铝合金制动鼓模型,采用温度与应力对制动鼓的共同作用的分析方式,对铸铁和
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大多数重卡上仍然以鼓式制动器作为制动装置,其作用是为汽车安全行驶提供保障,其工作过程是多个物理场相互耦合的过程,易产生较高的温度和较大的应力,从而造成制动鼓失效。传统制动鼓采用铸铁材料,为提高制动装置的寿命和可靠性,本文研究将制动鼓材料采用镁铝合金并在表面覆盖一层陶瓷,该技术已在盘式制动器中得到较好的运用。简化覆盖陶瓷面以后的镁铝合金制动鼓模型,采用温度与应力对制动鼓的共同作用的分析方式,对铸铁和合金两种差异材料制动鼓在典型三种工况(紧急制动、重复制动和持续制动)下进行温度和应力仿真分析,具体内容如下:(1)紧急制动工况模仿重卡在初速度60km/h时遇到突发事件,司机对踏板施加较大的力,汽车以极短的距离停下。从仿真结果可以看出,两种制动鼓温度并非直线上升,而是锯齿状波动上升。因紧急制动施加的促动力最大,制动初期铸铁和合金制动鼓应力显著高于制动结束时。(2)反复制动工况模拟仿真标准是按照国标QC/T479-1999中的规定。制动结束后,制动器会在较高的温度和较大的应力双重作用下,其制动效能受影响最大。此种工况下,制动鼓还会受到轴向的交变拉、压应力,其幅值越大,制动鼓越容易产生疲劳裂纹。(3)持续制动工况是模仿重卡保持恒定车速在坡度较长、连续下坡路段上持续制动的情况。持续制动时,制动鼓始终处于工作状态,制动器就会因为摩擦衬片与制动鼓内壁不断摩擦产生的热量堆积,而且很难散发掉,引起温度持续上升,热应力随之增大,制动鼓热衰退也是由巨大的热应力引起的。将更换成镁铝合金陶瓷面材料后的制动鼓与传统的铸铁制动鼓在相同条件下进行热—力耦合分析。对比分析结果,可以得到在典型的三种工况下更换材料后的制动鼓其在散热方面的能力都要比传统制动鼓提升约20%,其寿命和可靠性也随之增加。同时,将制动鼓材料更换后制动器整体质量下降,汽车质量也随之降低,拥有更大的载重量。材料改进后,不仅使得制动器在制动方面的性能有所提升,同时减少了重卡汽车的热衰退现象。图[46]表[7]参[57]
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