CN108386465A - 一种具有仿生表面的汽车制动盘 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种具有仿生表面的汽车制动盘，属于汽车制动盘技术领域。本发明包括制动盘基体，多个棱柱体在制动盘基体表面形成圆环状结构，且多个棱柱体均匀设置在制动盘基体表面，所述的棱柱体包括但不限于三棱柱、四棱柱、五棱柱、六棱柱和七棱柱，且棱柱体可为规则棱柱体或不规则棱柱体。本发明根据树蛙脚掌的特殊六棱柱结构，设计出具有较高制动性能，成本较低的制动盘，不同于现有的一般通风盘式制动盘，本发明的制动盘具有稳定的摩擦系数，较强的散热能力，耐磨性较高。
Description
技术领域
本发明涉及汽车制动盘技术领域，更具体地说，涉及一种具有仿生表面的汽车制动盘。
背景技术
人们很多的发明创造的想法来源于大自然。现如今已经有很多研究成果通过观察自然界的万物来被研究出来。例如，通过观察昆虫的表面结构，动物的运动状态，研究出很多仿生成果。已有相关研究表明，很多昆虫动物的脚掌具有特殊结构，可以增大摩擦力。现以树蛙为例，其脚掌由多边形棱柱表皮细胞组成，结构包括四棱柱、五棱柱、六棱柱。
汽车制动盘是汽车安全稳定运行的关键部件，目前，随着我国汽车工业的蓬勃发展，盘式制动器越来越直接关系到车辆的行驶安全，在已有的很多高性能制动盘中，通常采用碳纤维，陶瓷等成本较高的材料。且已有的制动盘常存在摩擦力不足，散热慢等问题，一直未得到很好的解决。
经检索，中国专利申请号201110293682.6，发明创造名称为：一种仿生耦合轨道车辆制动盘；该申请案基于生物耦合的仿生原理，在制动盘的工作表面上分布有放射状、同心圆状、网络状和桩钉状非光滑形态；并采用表面下嵌入式结构；在局部区域呈现与基体材料相异的材料组织或成分，该申请案可有效抑制裂纹产生与扩展，改善耐磨性；但并不能很好的解决制动盘摩擦力不足，散热慢的问题。
中国专利申请号201510899770.9，公布了一种汽车制动盘，包括制动盘体和法兰，所述制动盘体与法兰固定连接，所述制动盘体上设有多块陶瓷摩擦块；所述制动盘体周向设有多个散热通道，所述散热通道呈扇形，所述制动盘体两个盘面上均设有分流槽，所述分流槽从法兰边缘延伸到盘体边缘。该申请案设置的散热孔可以增大制动盘体与空气的接触面积，使散热效果更好，设置的碳陶摩擦块可以更好地提供制动盘摩擦力，但该申请案结构设计复杂，制造工艺繁琐，因而制造成本较高，实用性稍差。
发明内容
1.发明要解决的技术问题
本发明的目的在于解决已有的制动盘存在的摩擦力不足，散热慢等问题，提供了一种具有仿生表面的汽车制动盘；本发明根据树蛙脚掌的特殊六棱柱结构，设计出具有较高制动性能，成本较低的制动盘，不同于现有的一般通风盘式制动盘，本发明的制动盘具有稳定的摩擦系数，较强的散热能力，耐磨性较高。
2.技术方案
为达到上述目的，本发明提供的技术方案为：
本发明的一种具有仿生表面的汽车制动盘，包括制动盘基体，所述的制动盘基体两侧面均设置有多个棱柱体。
作为本发明更进一步的改进，所述的多个棱柱体在制动盘基体表面形成圆环状结构，且多个棱柱体均匀设置在制动盘基体表面。
作为本发明更进一步的改进，所述的棱柱体包括但不限于三棱柱、四棱柱、五棱柱、六棱柱和七棱柱，且棱柱体可为规则棱柱体或不规则棱柱体。
作为本发明更进一步的改进，所述的六棱柱占棱柱体的比例达50-60％。
作为本发明更进一步的改进，所述的棱柱体与制动盘基体一体成型。
作为本发明更进一步的改进，所述的棱柱体的内接圆直径为制动盘基体直径的0.05-0.1。
作为本发明更进一步的改进，所述的棱柱体之间沟槽宽a不大于棱柱体内接圆直径的十分之一。
作为本发明更进一步的改进，所述的棱柱体之间的沟槽深d大于沟槽宽a，，且不大于棱柱内接圆直径的0.5。
作为本发明更进一步的改进，所述的制动盘基体和棱柱体材料为灰铸铁或铝合金。
3.有益效果
采用本发明提供的技术方案，与已有的公知技术相比，具有如下显著效果：
(1)本发明的一种具有仿生表面的汽车制动盘，其制动盘基体两侧面均设置有多个棱柱体，多个棱柱体在制动盘基体表面形成圆环状结构，且均匀设置，棱柱体表面结构的存在使制动盘的摩擦应力分布更加均匀，并能得到稳定的摩擦系数；
(2)本发明的一种具有仿生表面的汽车制动盘，其棱柱体之间会形成沟槽，且沟槽宽a设计不大于棱柱体内接圆直径的十分之一，具备排除碎屑和杂质的能力，能够减小磨粒磨损；且沟槽的存在，加大了空气流动能力，增大了散热能力，使热量很快散失，提高制动盘抗热疲劳的性能；
(3)本发明的一种具有仿生表面的汽车制动盘，其棱柱体的内接圆直径为制动盘基体直径的0.05-0.1，如此设计，可以使较合适的棱柱结构均匀地布置在制动盘表面，产生足够多的沟槽数量，棱柱尺寸在此范围内，达到良好的制动效果；
(4)本发明的一种具有仿生表面的汽车制动盘，其棱柱体之间的沟槽深d大于沟槽宽a，且不大于棱柱内接圆直径的0.5，如此设计，可以预留棱柱结构的磨损余量，保证制动盘的使用寿命，且可以优化最佳的散热等效果。
附图说明
图1为本发明的一种具有仿生表面的汽车制动盘的主视图；
图2为本发明的一种具有仿生表面的汽车制动盘的棱柱结构细节图；
图3为本发明的一种具有仿生表面的汽车制动盘的侧视图；
图4为本发明的一种具有仿生表面的汽车制动盘的立体结构示意图。
示意图中的标号说明：
1、棱柱体；2、制动盘基体。
具体实施方式
为进一步了解本发明的内容，结合附图和实施例对本发明作详细描述。
实施例1
本实施例的一种具有仿生表面的汽车制动盘，包括制动盘基体2，所述的制动盘基体2为实心金属圆盘，制动盘基体2两侧面均设置有多个棱柱体1。棱柱体1表面结构的存在使制动盘的摩擦应力分布更加均匀，刹车卡钳在制动盘的棱柱体1表面摩擦使汽车制动，能得到稳定的摩擦系数。
实施例2
本实施例的一种具有仿生表面的汽车制动盘，基本同实施例1，其不同之处在于：本实施例中棱柱体1与制动盘基体2一体成型，多个棱柱体1在制动盘基体2表面形成圆环状结构，所述的棱柱体1中有三棱柱、四棱柱、五棱柱、六棱柱和七棱柱，本实施例结合制动盘本身制造工艺的难度，并结合制动盘表面的尺寸的限制，在金属圆盘表面的六棱柱结构并不完全是标准六棱柱形状。而是棱柱体1中有规则棱柱体，也有不规则棱柱体。多个棱柱体1均匀设置在制动盘基体2表面，构成一仿生表面制动盘。
实施例3
结合图1、图2、图3和图4，本实施例的一种具有仿生表面的汽车制动盘，基本同实施例2，其不同之处在于：本实施例中六棱柱占棱柱体1的比例较多，达50％。棱柱体1的内接圆直径为制动盘基体2直径的0.05-0.08。如此设计，可以使较合适的棱柱结构均匀地布置在制动盘表面，产生足够多的沟槽数量，棱柱尺寸在此范围内，达到良好的制动效果。棱柱体1之间沟槽宽a不大于棱柱体1内接圆直径的十分之一。棱柱体1之间的沟槽深d大于沟槽宽a，且不大于棱柱内接圆直径的0.5。如此设计，可以预留棱柱结构的磨损余量，保证制动盘的使用寿命，且可以优化最佳的散热等效果。
在工作过程中，刹车卡钳在制动盘的棱柱体1表面摩擦使汽车制动。由于沟槽的存在，且沟槽具有一定的深度，制动盘上的杂质，液体等可以迅速排出，加大了空气流动能力，增大了散热能力，使热量很快散失，提高制动盘抗热疲劳的性能。
实施例4
本实施例的一种具有仿生表面的汽车制动盘，基本同实施例3，其不同之处在于：本实施例中六棱柱占棱柱体1的比例达60％。棱柱体1的内接圆直径为制动盘基体2直径的0.07-0.1。
实施例5
本实施例的一种具有仿生表面的汽车制动盘，基本同实施例3，其不同之处在于：本实施例中六棱柱占棱柱体1的比例达55％。棱柱体1的内接圆直径为制动盘基体2直径的0.06-0.09。
以上示意性的对本发明及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。
Claims (9)
1.一种具有仿生表面的汽车制动盘，包括制动盘基体(2)，其特征在于：所述的制动盘基体(2)两侧面均设置有多个棱柱体(1)。
2.根据权利要求1所述的一种具有仿生表面的汽车制动盘，其特征在于：所述的多个棱柱体(1)在制动盘基体(2)表面形成圆环状结构，且多个棱柱体(1)均匀设置在制动盘基体(2)表面。
3.根据权利要求1或2所述的一种具有仿生表面的汽车制动盘，其特征在于：所述的棱柱体(1)包括但不限于三棱柱、四棱柱、五棱柱、六棱柱和七棱柱，且棱柱体(1)可为规则棱柱体或不规则棱柱体。
4.根据权利要求3所述的一种具有仿生表面的汽车制动盘，其特征在于：所述的六棱柱占棱柱体(1)的比例达50-60％。
5.根据权利要求1或2所述的一种具有仿生表面的汽车制动盘，其特征在于：所述的棱柱体(1)与制动盘基体(2)一体成型。
6.根据权利要求1或2所述的一种具有仿生表面的汽车制动盘，其特征在于：所述的棱柱体(1)的内接圆直径为制动盘基体(2)直径的0.05-0.1。
7.根据权利要求1或2所述的一种具有仿生表面的汽车制动盘，其特征在于：所述的棱柱体(1)之间沟槽宽a不大于棱柱体(1)内接圆直径的十分之一。
8.根据权利要求1或2所述的一种具有仿生表面的汽车制动盘，其特征在于：所述的棱柱体(1)之间的沟槽深d大于沟槽宽a，且不大于棱柱内接圆直径的0.5。
9.根据权利要求1或2所述的一种具有仿生表面的汽车制动盘，其特征在于：所述的制动盘基体(2)和棱柱体(1)材料为灰铸铁或铝合金。
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