CN109458414A - 一种减振降噪制动盘 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种减振降噪制动盘，其特征在于，包括：中间圆盘；以及制动圆环，环绕在中间圆盘外侧，该制动圆环的正反两个表面为设置有至少一条激光扫描带的摩擦面，其中，激光扫描带采用激光对两个摩擦面进行激光淬火硬化处理得到，用于改变摩擦面表面的残余应力分布，从而抑制制动过程中摩擦振动噪声的产生。本发明的减振降噪制动盘具有稳定的制动摩擦系数，同时能够降低制动盘摩擦噪声及振动的发生，保证车辆的正常运行。

Description

一种减振降噪制动盘
技术领域
本发明涉及一种制动盘，具体涉及一种减振降噪制动盘。
背景技术
随着节能环保问题成为社会经济发展的主题，盘式制动器已广泛应用于乘车用的前轮和后轮的制动中。盘式制动器具有散热性好，制动热稳定性好、浸水后制动效能降低小、质量和惯性小、沿厚度方向热膨胀量小等特点，是目前较为常用的一种制动安全装置。但是在制动过程中，制动盘与摩擦片之间的摩擦力发生变化，导致制动力矩出现波动，这是制动噪声和振动产生的主要原因。制动振动和噪声对制动系统具有很严重的危害性，会缩短制动系统零部件的使用寿命，并影响汽车的使用性能，同时，制动噪声对周围环境造成的噪声污染对人的身心健康都会产生不良影响。因此，研究具有减振降噪性能的制动盘具有重要意义。研究表明，利用激光表面淬火技术对制动盘进行表面处理，是一种降低制动振动噪声的有效途径。
目前，现有的降噪方法大多是通过改进制动盘结构或增加阻尼的方式来降低摩擦振动和噪声，例如《一种用于盘式制动器降噪的复合阻尼层减振片》中利用一种简单实用的高分子阻尼材料对传统盘式制动器减振结构的改进，使直接产生噪声的制动块等的振动，因复合阻尼层的作用而大大增大制动振动能量的损耗，从而达到减振降噪的目的。但是，这种方法结构复杂、成本较高难以推广。此外，也有利用表面织构对制动盘进行减振降噪的方案，例如《一种可降低摩擦噪声的织构化表面的铸铁制动盘》中提到对制动盘表面进行沟槽及球坑状凹坑的织构设计，这种加工方案的制动盘虽然具有产生的制动噪声小，改善了盘的散热状况，但由于其会产生二次振动而产生低频噪声。
发明内容
本发明是为了解决上述问题而进行的，目的在于提供一种减振降噪制动盘。
本发明提供了一种减振降噪制动盘，具有这样的特征，包括：中间圆盘；以及制动圆环，环绕在中间圆盘外侧，该制动圆环的正反两个表面为设置有至少一条激光扫描带的摩擦面，其中，所述激光扫描带采用激光对所述两个摩擦面进行激光淬火硬化处理得到，用于改变所述摩擦面表面的残余应力分布，从而抑制制动过程中摩擦振动噪声的产生。
在本发明提供的减振降噪制动盘中，还可以具有这样的特征：其中，进行激光淬火硬化处理时的激光的扫描功率为500-4000W，扫描速度为100-1000mm/min，光斑面积为10-50mm2。
在本发明提供的减振降噪制动盘中，还可以具有这样的特征：其中，激光扫描带呈圆环状，沿所述制动圆环的径向方向由内向外依次分布，圆心与所述中间圆盘的圆心相重合。
在本发明提供的减振降噪制动盘中，还可以具有这样的特征：其中，激光扫描带为沿所述制动圆环的径向方向延伸的条形激光扫描带。
发明的作用与效果
根据本发明所涉及的减振降噪制动盘，因为摩擦面所具有的激光扫描带实质为较薄的淬硬层，使得摩擦面获得极细的硬化组织，所以能够在具有稳定的制动摩擦系数的同时，还保证了摩擦面内部良好的韧性，提高了阻尼性能。因此，本发明的减振降噪制动盘能够降低制动盘摩擦噪声及振动的发生，保证车辆的正常运行。
附图说明
图1是本发明的实施例中的减振降噪制动盘的结构示意图；
图2是本发明的实施例中的减振降噪制动盘的实物图；
图3是本发明的实施例中的减振降噪制动盘的制动摩擦系数随制动压力及时间的变化曲线图；
图4是加工前制动盘的摩擦噪声试验中一个周期内轴向加速度信号对比图；
图5是本发明的实施例中的减振降噪的制动盘加工后的摩擦噪声试验中一个周期内轴向加速度信号对比图。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段与功效易于明白了解，以下结合实施例及附图对本发明作具体阐述。
实施例：
图1是本发明的实施例中的减振降噪制动盘的结构示意图，图2是本发明的实施例中的减振降噪制动盘的实物图。
如图1和图2所示，本实施例的一种减振降噪制动盘100，包括：中间圆盘10以及制动圆环。
制动圆环，环绕在中间圆盘10外侧，该制动圆环的正反两个表面为设置有至少一条激光扫描带21的摩擦面，
激光扫描带21采用激光对所述两个摩擦面进行激光淬火硬化处理得到，用于改变摩擦面表面的残余应力分布，从而抑制制动过程中摩擦振动噪声的产生。
进行激光淬火硬化处理时的激光的扫描功率为500-4000W，扫描速度为100-1000mm/min，光斑面积为10-50mm2。
激光扫描带21呈圆环状，沿所述制动圆环的径向方向由内向外依次分布，圆心与所述中间圆盘的圆心相重合。
当激光扫描带21的数量大于1条时，沿制动圆环的径向方向由内向外依次均匀分布或非均匀分布。
图3是本发明的实施例中的减振降噪制动盘的制动摩擦系数随制动压力及时间的变化曲线图。
如图3所示，在制动初速度为50km/h、制动温度为150℃的制动工况下，当制动压力及制动时间变化时，制动摩擦系数μ一直保持在一个较为平稳的状态，基本维持在0.35上下。
对未加工的制动盘和本实施例的减振降噪制动盘100进行摩擦噪声试验，试验时的噪声频率范围为2kHz to 16kHz，摩擦噪声试验时共制动了185次。
如表1所示，未加工的制动盘声压级大于70dB(A)发生25次，占比13.5％，加工盘声压级大于70dB(A)发生15次，占比8.2％；未加工盘声压级大于80dB(A)发生20次，占比10.81％，加工盘声压级大于80dB(A)发生2次。
表1未加工的制动盘的摩擦噪声试验中噪声等效声压级信息表
如表2所示，本实施例中的减振降噪制动盘100的声压级大于90dB(A)发生10次，未加工盘声压级大于100dB(A)发生0次，占比0.0％。
表2减振降噪制动盘的摩擦噪声试验中噪声等效声压级信息表
由此摩擦噪声试验可知，本实施例中加工后的制动盘摩擦噪声降低非常明显。
图4是加工前制动盘的摩擦噪声试验中一个周期内轴向加速度信号示意图，图5是本发明的实施例中的加工后的减振降噪制动盘的摩擦噪声试验中一个周期内轴向加速度信号示意图。
如图4和图5所示，本实施例中的减振降噪制动盘100与未加工的制动盘相比，其振动加速度幅值很低，表明本实施例中减振降噪制动盘100几乎不产生振动，且减振降噪制动盘100振动的概率降低了90％以上。
实施例的作用与效果
根据本实施例所涉及的减振降噪的制动盘，因为摩擦面所具有的激光扫描带实质为较薄的淬硬层，使得摩擦面获得极细的硬化组织，所以能够在具有稳定的制动摩擦系数的同时，还保证了摩擦面内部良好的韧性，提高了阻尼性能。因此，本实施例的减振降噪制动盘能够降低制动盘摩擦噪声及振动的发生，保证车辆的正常运行。
根据本实施例所涉及的减振降噪制动盘，因为对摩擦面采用激光淬火硬化处理，所以得到了激光扫描带，并且加工方便，无需对制动机构进行改造，容易实施。
上述实施方式为本发明的优选案例，并不用来限制本发明的保护范围。
例如，上述实施例中，激光扫描带呈圆环状，且圆心与中间圆盘的圆心相重合，并沿制动圆环的径向方向由内向外依次分布，从而使得制动盘在具有稳定的制动摩擦系数的同时，还保证了摩擦面内部良好的韧性，提高了阻尼性能，但在本发明中，激光扫描带也可以为沿制动圆环的径向方向延伸的条形激光扫描带，同样可以使得制动盘在具有稳定的制动摩擦系数的同时，还保证了摩擦面内部良好的韧性，提高了阻尼性能。

Claims (4)

1.一种减振降噪制动盘，其特征在于，包括：
中间圆盘；以及
制动圆环，环绕在所述中间圆盘外侧，该制动圆环的正反两个表面为设置有至少一条激光扫描带的摩擦面，
其中，所述激光扫描带采用激光对所述两个摩擦面进行激光淬火硬化处理得到，用于改变所述摩擦面表面的残余应力分布，从而抑制制动过程中摩擦振动噪声的产生。
2.根据权利要求1所述的减振降噪制动盘，其特征在于：
其中，进行所述激光淬火硬化处理时的所述激光的扫描功率为500-4000W，扫描速度为100-1000mm/min，光斑面积为10-50mm2。
3.根据权利要求1所述的减振降噪制动盘，其特征在于：
其中，所述激光扫描带呈圆环状，沿所述制动圆环的径向方向由内向外依次分布，圆心与所述中间圆盘的圆心相重合。
4.根据权利要求1所述的减振降噪制动盘，其特征在于：
其中，所述激光扫描带为沿所述制动圆环的径向方向延伸的条形激光扫描带。
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