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《盘式制动器热特性分析_张智铁.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、涛9‘称沙乡奇喊洛系斤盘式嚣热性中南矿冶学院张智铁随着轮胎式车辆使用量与,p日俱增盘式制一盘体材料的密度动、、C器由于具有热特性好衰减较小稳定性一盘体材料的比热、,高易调整维修等优点近十余年得到迅速地单位时间内通过盘以对流和辐射的方式传,。:发展广泛应用于各种轮胎式车辆上给周围空气的热量q,q:=q二+q孟(3)制动器的首要任务是消散能量通常是将车辆的动能之绝大部分在制动器的摩擦表面转按照牛顿冷却定律对流传给空气的热量。换为热能并消散由于摩擦衬片材料的导热性q息很差,故盘式制动器摩擦表面产生的热能绝大q三hAT,一T一4一()()部,T_。O分(有时达9%)流到制动盘上使制动
2、盘式中一周围空气温度。,p’的温度升高以普通汽车为例当其以56~64T一盘体温度C公里/小时的速度在较平坦的路面行驶时,摩A一盘体散热面积澎“。,。擦盘稳定温度约为10一120山在山区车辆行h一放热系数w/mO,Zooo,驶困难时全程平均盘温在c左右偶尔可牛顿公式把复杂的放热过程和计算困难都O。。,达400C对于采用非通风制动盘的赛车盘体转移到放热系数h这个量上为此可以从盘6“,”“。,h温度达00o采用通风盘时亦达350一450o体边界处换热情况分析建立放热系数和换,,。,对于轮胎式工程机械由于车速较高行驶路热情况的关系事实上在盘体和空气的边界,。,面条件差应注意制动盘的温
3、升问题由此可层热量传递完全依靠热传导因而服从富里哀,。见分析制动盘的热特性是很重要的本文根方程据热传导和对流基本定律,推导制动盘的传热aT性2一K人弓一(6),=下方程和温度分布方程并分析了热特性对制动口X。“器主要设计参数的影响式中k一盘体的导热系数w/mOx、尽L一盘体沿等温面法向的温度梯度一传热方程x‘’“’‘。”乡曰卜~”一~一“一~~d,。设制动前车辆的动能为Q在制动过程式中引人负号是为了满足热力学第二定律中一部分在制动器上转换成热能Q显然,牛顿公式和富里哀方程的右边部分d*1,Q=雪Q()相等于是可得盘体和空气边界换热过程的换式*.中占一动能转换百分率热微分方程式
4、热量Q之一部分使制动盘温度升高,其余*使用国际单位制〔,、。sl〕时热量与功能的者则主要通过盘体传给周围的空气,。单位相同故此式不用引人热功当量q,.单位时间内使制动盘温升的热量林车辆不挂挡以049(g为重力加速度).le的减速度从96公里/小时开始制动与二q=pV△T咬2)85,、%其余部分动能则消耗于风阻力式中△T一单位时间内盘的温升滚动阻力和轴承及差速器等的摩擦之V一盘的体积中。k乡T乡,T_1乡Tp一、(6)12TT乡x乡xZa乡了(),,,,s,。由此可见为求放热系数h就必须知道式中a一导热系数m/a二k/Pc,盘体的温度梯度和温度分布情况一般在进行其边界条件和初始
5、条件为,,可,r。丫粗略估算时在空气强制对流换热情况下T(o)二T>。,。。近似取h二10一soow/mCTx,0,()二T辐射传给空气的热量q孟应用拉普拉斯变换将偏微分方程变换成符q立=。A(T渗一T二)(7)合间题边界条件的常微分方程,求解并应用复T_,。式中一周围空气温度K数反积分求出其解为。”T一盘度温度KTx,二)一T。(er二f-;一。一A一盘辐射面积,TT2丫及牙m严/2材万下“一斯特芬一玻尔兹曼常数,,,Zf_丁夕e‘一ct.“一、冲a669x10一swmZKF一兀J=5/,Tp,T实际计算指出当=s00K一(13)O,,,300Kh二500时有这里高斯误差函
6、数式概率积分.q一003q8丈/2于夏三()材了er一e一”,,,f不7于-~=可d”因此一般可不单独计算辐射放热q盆而适白r仪T决y万J当加大h,值将其计入暇中于是(14)q。=q主二hAT,一T一)(9)(,,式中冲为名义变量该积分是其上限的函数,所以单位时间内被制动器转换的动能其。值可从函数表中查得,Zq二q+q在任意X位置的热流量。pv△T+hA,一T一=(T)aT二一--K八一不15)seq-(=。△TA口人户汰兰些(10)ax对式13进行偏微分得l一。一次制动过程中被制动器转换的动能一‘TT,云Q=(q,+q:)dt臀六一责(希)=e,一一:e一‘’“‘’pVdT
7、+hA(TT)d(11)一;共军丛(16)式中d二一一次制动停车时间dT一一次制动盘体的温升在物体边界(表面)上热流量为,‘/乡T、q。=一K浅气一下二一,、、/口X二盘体的温度分布』._AT。一T,,大()17为求换热量必须知道放热系数值和引起一~一()一材亮五丁一盘表面,裂纹的热应力我们必须知道盘体温度,在许多实际向题(如盘式制动器)中热分布。传导传热问题与物体表面的对流边界条件有,我们从研究半无限物体着手设物体的初。关计算中的表面对流换热规定了这个微分方i,。,TT始温度为表面温度突然下降并维持在
