第一節(jié) 產(chǎn)品定義及應(yīng)用特點(diǎn)
一、產(chǎn)品定義
所謂制動(dòng)鼓就是鼓式剎車系統(tǒng)的一部份，剎車時(shí)，活塞對(duì)兩對(duì)半月型的剎車蹄片施加壓力，使其貼緊鼓室內(nèi)壁，從而產(chǎn)生摩擦來(lái)停止車輪的旋轉(zhuǎn)。
二、應(yīng)用特點(diǎn)
1、用普通灰鑄鐵HT150和HT200生產(chǎn)的制動(dòng)鼓，特點(diǎn)是材質(zhì)較軟，硬度較低，制動(dòng)鼓的表面不會(huì)出現(xiàn)亮斑，一般無(wú)制動(dòng)異響現(xiàn)象，但龜裂和磨損嚴(yán)重，使用壽命很低，目前此類制動(dòng)鼓已經(jīng)滿足不了新形勢(shì)下的市場(chǎng)需求。
2、通過(guò)加入合金元素得到高強(qiáng)度合金鑄鐵，這類制動(dòng)鼓可提高鑄鐵的強(qiáng)度、硬度和耐磨性，雖能使制動(dòng)鼓的表面磨損大幅度降低，但若鑄件成分和合金元素選擇不當(dāng)，容易在制動(dòng)鼓的表面出現(xiàn)亮斑，而亮斑的出現(xiàn)又將導(dǎo)致制動(dòng)異響或尖叫，同時(shí)，若鑄鐵抗熱疲勞性不夠，則會(huì)在制動(dòng)鼓表面產(chǎn)生熱疲勞裂紋。
第二節(jié) 重型載貨汽車中/后橋制動(dòng)鼓 行業(yè) 發(fā)展歷程
1、國(guó)內(nèi)發(fā)展情況
國(guó)內(nèi)有企業(yè)和學(xué)校對(duì)制動(dòng)鼓的早期失效進(jìn)行了很多 研究 。
在材質(zhì)方面的改進(jìn)：1989年，云南工學(xué)院的史鑒開(kāi)等人對(duì)高碳低釩欽灰鑄鐵重型汽車制動(dòng)鼓進(jìn)行了 研究 ，其耐磨性比普通灰口鑄鐵高，但熱疲勞性能沒(méi)有得到改善；1998年，吉林工業(yè)大學(xué)的趙玉謙等人，對(duì)高強(qiáng)度蠕鐵制動(dòng)鼓材料進(jìn)行了 研究 ，其耐磨性是HT25O的3倍，冷熱疲勞裂紋長(zhǎng)度是HT250的1/10，是大噸位載貨車較理想的剎車鼓材料；2001年，合肥工業(yè)大學(xué)的黃笑枚等人對(duì)低合金化(Cr、Cu)灰鑄鐵汽車制動(dòng)鼓進(jìn)行了 研究 ，當(dāng)Cr含量及Cu含量分別達(dá)到0.32%~0.41%及0.51%~0.69%時(shí)效果顯著，其力學(xué)性能得到了提高；2002年，東風(fēng)汽車廠的陳子華對(duì)加Cr、Cu、Ni、M。等合金的高速大客車和重型貨車制動(dòng)鼓進(jìn)行了 研究 ，得出四種合金元素綜合加入可以獲得比單獨(dú)加入任一種元素更為優(yōu)異的性能；2003年，合肥工業(yè)大學(xué)的蘇勇等人對(duì)加入Cr、Mo、Cu等合金制動(dòng)鼓進(jìn)行了 研究 ，其含量分別為0.5%，0.2%，0.53%時(shí)，其使用壽命提高1倍。從總體來(lái)看，國(guó)內(nèi)的主要 研究 對(duì)象高性能高成本的制動(dòng)鼓，加入合金Cr、Cu、Mo、Ni、V、Ti，不僅加入量大，而且價(jià)格昂貴。
在結(jié)構(gòu)方面：中國(guó)重型汽車集團(tuán)有限公司對(duì)制動(dòng)鼓形狀進(jìn)行改進(jìn)，制動(dòng)鼓外周表面為溝壑狀，其截面由內(nèi)向外依次減小，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用方便，利于散熱的特點(diǎn)，并獲得實(shí)用新型專利。四川的馬洪建設(shè)計(jì)了一種新型汽車剎車制動(dòng)鼓，它是在現(xiàn)有制動(dòng)鼓體的內(nèi)壁面鑲上并固定有四塊或四塊以上的耐磨塊，同時(shí)還可將制動(dòng)鼓鼓體改為澆鋼澆鑄或鋼材焊接后加工而成。該汽車制動(dòng)鼓鼓體強(qiáng)度高，耐熱性能強(qiáng)，大大延長(zhǎng)了制動(dòng)鼓的使用壽命，增強(qiáng)了制動(dòng)性能，并獲得實(shí)用新型專利。
在溫度場(chǎng)數(shù)值模擬方面：1992年，錦州工學(xué)院的張立軍對(duì)汽車緊急制動(dòng)時(shí)制動(dòng)鼓溫升進(jìn)行了有限差分計(jì)算，得出制動(dòng)初始時(shí)，制動(dòng)鼓溫度沿厚度方向分布是不等的，在制動(dòng)結(jié)束時(shí)，制動(dòng)鼓內(nèi)外表面的溫度趨于一致，隨著制動(dòng)初速度的提高，制動(dòng)溫度也隨之增高；1998年，上海工程技術(shù)大學(xué)的劉牧眾提出了制動(dòng)鼓內(nèi)表面升溫的計(jì)算方法；2003年，西安理工大學(xué)的張敏等人應(yīng)用ANSYS有限元 分析 軟件， 分析 了石油鉆機(jī)剎車鼓的溫度場(chǎng)、熱應(yīng)力場(chǎng)及熱應(yīng)變場(chǎng)分布特征；2006年，煙臺(tái)大學(xué)的袁春靜等人利用有限元 分析 軟件ANSYS8.1建立了制動(dòng)鼓的三維有限元模型，對(duì)緊急制動(dòng)下制動(dòng)鼓的瞬態(tài)溫度場(chǎng)進(jìn)行 分析 計(jì)算，揭示緊急制動(dòng)情況下制動(dòng)鼓內(nèi)部溫度場(chǎng)規(guī)律，制動(dòng)鼓溫度達(dá)到最大值是在制動(dòng)過(guò)程中的某一時(shí)刻，摩擦表面溫度較高，其附近溫度梯度比較大，容易產(chǎn)生熱裂紋。
2、國(guó)外發(fā)展情況
國(guó)外對(duì)客車底盤技術(shù)的 研究 已有近百年的歷史，在這方面具有比國(guó)內(nèi)豐富得多的經(jīng)驗(yàn)，同時(shí)，由于經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)，科技領(lǐng)先，產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的手段較國(guó)內(nèi)先進(jìn)得多主要體現(xiàn)在計(jì)算機(jī)的應(yīng)用上，目前國(guó)外已廣泛采用計(jì)算機(jī)對(duì)客車產(chǎn)品進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì) 分析 和模擬仿真試驗(yàn)，同時(shí)國(guó)外在材料的 研究 和生產(chǎn)工藝上都具有較大的優(yōu)勢(shì)。所以國(guó)外的客車底盤零部件都具有良好的性能。此外，很重要的一點(diǎn)。國(guó)外非常注重產(chǎn)品應(yīng)用性的理論 分析 和試驗(yàn)論證。
歐洲重型載重車已大量采用驅(qū)動(dòng)防滑控制系統(tǒng)(ASR)、發(fā)動(dòng)機(jī)排氣制動(dòng)、緩速器、翻車警告系統(tǒng)等主動(dòng)安全裝置。在德國(guó)1995年7月日以后總重大于16噸的車輛必須安裝緩速器。由于安裝了這些先進(jìn)設(shè)備，能夠有效的地改善車輛的制動(dòng)效能和制動(dòng)時(shí)的方向穩(wěn)定性，減輕車輛制動(dòng)器的工作負(fù)荷，從而降低制動(dòng)器故障率，延長(zhǎng)制動(dòng)器配件的使用壽命。因此在西方發(fā)達(dá)國(guó)家的載重車輛很少出現(xiàn)制動(dòng)鼓提早失效的問(wèn)題。
國(guó)外對(duì)灰鑄鐵材質(zhì)的制動(dòng)鼓 研究 比較少，主要是一些高性能高成本的蠕墨鑄鐵制動(dòng)鼓、球墨鑄鐵制動(dòng)鼓、金屬基復(fù)合材料制動(dòng)鼓或表面涂層等。1995年，日本對(duì)球鐵制動(dòng)鼓進(jìn)行了 研究 ，并獲得球鐵制動(dòng)鼓專利；2001年，德國(guó)的KHAMBEKAR SYRAKANT等人對(duì)制動(dòng)鼓的摩擦表面涂抹金屬層進(jìn)行了 研究 ，并獲得專利。2005的巴西鑄造展覽會(huì)上，對(duì)灰鑄鐵和蠕鐵制動(dòng)鼓的疲勞熱源點(diǎn)進(jìn)行了 分析 ；2007年英國(guó)的N.Natarajan等人對(duì)金屬基復(fù)合材料的制動(dòng)鼓進(jìn)行了生產(chǎn)、試驗(yàn)和熱 分析 。
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