汽车制动鼓产品概述

第一节 产品定义及应用特点

一、产品定义

所谓制动鼓就是鼓式刹车系统的一部份，刹车时，活塞对两对半月型的刹车蹄片施加压力，使其贴紧鼓室内壁，从而产生摩擦来停止车轮的旋转。

二、应用特点

1、用普通灰铸铁HT150和HT200生产的制动鼓，特点是材质较软，硬度较低，制动鼓的表面不会出现亮斑，一般无制动异响现象，但龟裂和磨损严重，使用寿命很低，目前此类制动鼓已经满足不了新形势下的市场需求。

2、通过加入合金元素得到高强度合金铸铁，这类制动鼓可提高铸铁的强度、硬度和耐磨性，虽能使制动鼓的表面磨损大幅度降低，但若铸件成分和合金元素选择不当，容易在制动鼓的表面出现亮斑，而亮斑的出现又将导致制动异响或尖叫，同时，若铸铁抗热疲劳性不够，则会在制动鼓表面产生热疲劳裂纹。

第二节 汽车制动鼓行业发展历程

1、国内发展情况

国内有企业和学校对制动鼓的早期失效进行了很多研究。

在材质方面的改进：1989年，云南工学院的史鉴开等人对高碳低钒钦灰铸铁重型汽车制动鼓进行了研究，其耐磨性比普通灰口铸铁高，但热疲劳性能没有得到改善；1998年，吉林工业大学的赵玉谦等人，对高强度蠕铁制动鼓材料进行了研究，其耐磨性是HT25O的3倍，冷热疲劳裂纹长度是HT250的1/10，是大吨位载货车较理想的刹车鼓材料；2001年，合肥工业大学的黄笑枚等人对低合金化(Cr、Cu)灰铸铁汽车制动鼓进行了研究，当Cr含量及Cu含量分别达到0.32%~0.41%及0.51%~0.69%时效果显著，其力学性能得到了提高；2002年，东风汽车厂的陈子华对加Cr、Cu、Ni、M。等合金的高速大客车和重型货车制动鼓进行了研究，得出四种合金元素综合加入可以获得比单独加入任一种元素更为优异的性能；2003年，合肥工业大学的苏勇等人对加入Cr、Mo、Cu等合金制动鼓进行了研究，其含量分别为0.5%，0.2%，0.53%时，其使用寿命提高1倍。从总体来看，国内的主要研究对象高性能高成本的制动鼓，加入合金Cr、Cu、Mo、Ni、V、Ti，不仅加入量大，而且价格昂贵。

在结构方面：中国重型汽车集团有限公司对制动鼓形状进行改进，制动鼓外周表面为沟壑状，其截面由内向外依次减小，具有结构简单，使用方便，利于散热的特点，并获得实用新型专利。四川的马洪建设计了一种新型汽车刹车制动鼓，它是在现有制动鼓体的内壁面镶上并固定有四块或四块以上的耐磨块，同时还可将制动鼓鼓体改为浇钢浇铸或钢材焊接后加工而成。该汽车制动鼓鼓体强度高，耐热性能强，大大延长了制动鼓的使用寿命，增强了制动性能，并获得实用新型专利。

在温度场数值模拟方面：1992年，锦州工学院的张立军对汽车紧急制动时制动鼓温升进行了有限差分计算，得出制动初始时，制动鼓温度沿厚度方向分布是不等的，在制动结束时，制动鼓内外表面的温度趋于一致，随着制动初速度的提高，制动温度也随之增高；1998年，上海工程技术大学的刘牧众提出了制动鼓内表面升温的计算方法；2003年，西安理工大学的张敏等人应用ANSYS有限元分析软件，分析了石油钻机刹车鼓的温度场、热应力场及热应变场分布特征；2006年，烟台大学的袁春静等人利用有限元分析软件ANSYS8.1建立了制动鼓的三维有限元模型，对紧急制动下制动鼓的瞬态温度场进行分析计算，揭示紧急制动情况下制动鼓内部温度场规律，制动鼓温度达到最大值是在制动过程中的某一时刻，摩擦表面温度较高，其附近温度梯度比较大，容易产生热裂纹。

2、国外发展情况

国外对客车底盘技术的研究已有近百年的历史，在这方面具有比国内丰富得多的经验，同时，由于经济发达，科技领先，产品开发的手段较国内先进得多主要体现在计算机的应用上，目前国外已广泛采用计算机对客车产品进行优化设计分析和模拟仿真试验，同时国外在材料的研究和生产工艺上都具有较大的优势。所以国外的客车底盘零部件都具有良好的性能。此外，很重要的一点。国外非常注重产品应用性的理论分析和试验论证。

欧洲重型载重车已大量采用驱动防滑控制系统(ASR)、发动机排气制动、缓速器、翻车警告系统等主动安全装置。在德国1995年7月日以后总重大于16吨的车辆必须安装缓速器。由于安装了这些先进设备，能够有效的地改善车辆的制动效能和制动时的方向稳定性，减轻车辆制动器的工作负荷，从而降低制动器故障率，延长制动器配件的使用寿命。因此在西方发达国家的载重车辆很少出现制动鼓提早失效的问题。