CN102954132A - 一种可降低摩擦噪声的织构化表面的铸铁制动盘 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可降低摩擦噪声的织构化表面的铸铁制动盘，其特征在于：所述的铸铁制动盘表面加工有均匀排列的沟槽织构或球窝状凹坑织构。该种制动盘产生的摩擦噪声小，能有效提高乘客的乘车舒适度；并减少对车外沿线两侧区域的噪声干扰；同时可减少制动盘的高频振动，保证车辆的正常运行，提高其使用寿命。且其结构简单，制造容易，便于广泛推广。

Description

一种可降低摩擦噪声的织构化表面的铸铁制动盘

技术领域

本发明涉及一种可降低摩擦噪声的织构化表面的铸铁制动盘。

背景技术

随着节能环保问题成为社会经济发展的主题，各种车辆上使用的铸铁制动盘制动时的摩擦噪声污染问题也被日益关注。制动时的高频摩擦噪声，传递到车内，会使乘客的乘车舒适度大为降低；而传递到车外，会使沿线两侧区域备受噪声干扰。与高频摩擦噪声伴随的是高频振动，高频振动会影响车辆的正常运行，降低其使用寿命。现有的降噪方法均是通过改进制动盘夹持装置的结构或增加阻尼器件的方式来被动的吸收和降低摩擦噪声，其效果有待提高，且其结构复杂，成本较高，难以广泛推广。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可降低摩擦噪声的织构化表面的铸铁制动盘，该种制动盘产生的摩擦噪声小，能有效提高乘客的乘车舒适度；并减少对车外沿线两侧区域的噪声干扰；同时可减少制动盘的高频振动，保证车辆的正常运行，提高其使用寿命。且其结构简单，制造容易，便于广泛推广。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种可降低摩擦噪声的织构化表面的铸铁制动盘，其特征在于：所述的铸铁制动盘表面加工有均匀排列的沟槽形织构或球窝形织构。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

一、本发明通过改变摩擦界面形貌的方式来降低摩擦噪声，是一种从源头上主动控制摩擦噪声的方式。同光滑接触表面相比，在制动过程中，表面织构的存在既能提高摩擦力，增强车辆的制动效果；同时使摩擦界面的连续接触间断，扰乱摩擦副的自激振动，进而降低高频振动和摩擦噪声。试验证明，本发明的制动盘在相同的制动力下可降低高频振动85％以上，降低摩擦噪声十多分贝。

二、本发明通过在制动盘表面加工出织构化结构，来降低摩擦噪声。而无须对制动机构进行其他的结构改造或增加构件，其加工方便，制作成本低，容易实施。

上述的一种可降低摩擦噪声的织构化表面的铸铁制动盘，其特征在于：所述的沟槽织构中的沟槽的方向为径向；沟槽的槽宽弧度为π/360～π/90，相邻两个沟槽之间的间距弧度为沟槽的槽宽弧度的2～5倍，沟槽的深度为2-5mm。

上述的球窝状凹坑织构中的球窝状凹坑沿径向分布，球窝状凹坑表面的圆半径为5-10mm，凹坑的深度为2-5mm；球窝状凹坑间在制动盘径向上的间距为凹坑表面的圆半径的3～5倍，制动盘周向上相邻的两个凹坑的夹角为15°-30°。

这两种尺寸和排列方式的织构化结构，能最有效的打断摩擦界面的连续接触，扰乱摩擦副的自激振动，降低高频振动和摩擦噪声的效果最好。

下面将结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。

附图说明

图1a是本发明实施例一的结构示意图。

图1b是图1a的A-A剖视图。

图2a是本发明实施例二的结构示意图

图2b是图2a的B-B剖视放大图。

图3是三种不同表面的制动盘(光滑表面的制动盘、实施例一、二的制动盘)所产生的摩擦噪声等效声压级图。可以看出：相比光滑表面，沟槽织构表面和球窝状凹坑织构均可降低摩擦噪声十多分贝。

图4a是光滑表面的制动盘在摩擦噪声试验中一个周期内的切向加速度信号波形。

图4b是实施例一的制动盘在摩擦噪声试验中一个周期内的切向加速度信号波形。

图4c是实施例二的制动盘在摩擦噪声试验中一个周期内的切向加速度信号波形。

具体实施方式

实施例一

图1a图1b示出，本发明的第一种实施方式是，一种可降低摩擦噪声的织构化表面的铸铁制动盘，所述的铸铁制动盘表面加工有均匀排列的沟槽形织构或球窝形织构。

本例的沟槽织构中的沟槽的方向为径向；沟槽的槽宽弧度γ为π/360～π/90，相邻两个沟槽之间的间距弧度β(即两沟槽中心线之间的间距)为沟槽的槽宽弧度γ的2～5倍，沟槽的深度h为2-5mm。

实施例二

图2a、图2b示出，本发明的第二种实施方式是，一种可降低摩擦噪声的织构化表面的铸铁制动盘。铸铁制动盘表面加工有均匀排列的球窝形织构。

本例的球窝状凹坑织构中的球窝状凹坑沿径向分布，球窝状凹坑表面的圆半径r为5-10mm，凹坑的深度d为2-5mm；球窝状凹坑间在制动盘径向上的间距D为凹坑表面的圆半径r的3～5倍，制动盘周向上相邻的两个凹坑的夹角θ为15°-30°。

本发明的微米级的沟槽或圆坑织构，可以通过激光、电火花、铣削等现有常见加工方法加工出。

图3是三种不同表面的制动盘(光滑表面的制动盘、实施例一、二的制动盘)所产生的摩擦噪声等效声压级图。从图3可以看出，相比光滑表面，沟槽织构表面(实施例一)和球窝状凹坑织构表面(实施例二)的制动盘均可降低摩擦噪声十多分贝。

图4a、图4b、图4c分别是光滑表面的制动盘、实施例一、二的制动盘在摩擦噪声试验中一个周期内的切向加速度信号波形。从图4a可以看出光滑表面的制动盘的振动加速度幅值明显较大，表明表面产生了明显的高频振动；而从图4b、图4c中可以看出，表面带沟槽织构和球窝状凹坑织构(实施例一和实施例二)的制动盘振动加速度幅值很低，表明两种织构表面(实施例一和实施例二)的制动盘几乎不产生高频振动，高频振动降低85％以上。

Claims (3)

1.一种可降低摩擦噪声的织构化表面的铸铁制动盘，其特征在于：所述的铸铁制动盘表面加工有均匀排列的沟槽织构或球窝状凹坑织构。

2.根据权利要求1所述的一种可降低摩擦噪声的织构化表面的铸铁制动盘，其特征在于：所述的沟槽织构中的沟槽的方向为径向；沟槽的槽宽弧度(γ)为π/360～π/90，相邻两个沟槽之间的间距弧度(β)为沟槽的槽宽弧度(γ)的2～5倍，沟槽的深度(h)为2-5mm。

3.根据权利要求1所述的一种可降低摩擦噪声的织构化表面的铸铁制动盘，其特征在于：所述的球窝状凹坑织构中的球窝状凹坑沿径向分布，球窝状凹坑表面的圆半径(r)为5-10mm，凹坑的深度(d)为2-5mm；球窝状凹坑间在制动盘径向上的间距(D)为凹坑表面的圆半径(r)的3～5倍，制动盘周向上相邻的两个凹坑的夹角(θ)为15°-30°。

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