CN114165542B - 一种在内叶片与外叶片之间设有倾斜槽的通风式制动盘 - Google Patents

一种在内叶片与外叶片之间设有倾斜槽的通风式制动盘 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种在内叶片与外叶片之间设有倾斜槽的通风式制动盘，该制动盘具有两个外摩擦面、两个内表面以及多个散热叶片；两个内表面相对设置；多个散热叶片绕制动盘的周向均匀分布，并将两个内表面固定连接为一体；绕制动盘的周向方向，散热通道的一侧为压力侧，另一侧为吸力侧；每个散热叶片包括沿制动盘的径向排列且一一对应的内叶片和外叶片，外叶片位于内叶片的外周侧；在相互对应的内叶片与外叶片之间形成倾斜槽，倾斜槽用于将冷却通道内压力侧的流体引入到吸力侧以减小回流区域；倾斜槽的延伸方向与内叶片的径向中心线之间形成开口朝向制动盘外部的夹角，夹角为30°～60°。上述该制动盘能够提高泵送质量流量能力和对流散热性能。

Description

一种在内叶片与外叶片之间设有倾斜槽的通风式制动盘
技术领域
本发明涉及车辆制动技术领域，具体涉及一种在内叶片与外叶片之间设有倾斜槽的通风式制动盘。
背景技术
车辆制动使用的现有通风式制动盘内部多采用直叶片，通风式直叶片制动盘具有两个外摩擦面，制动盘内表面通过直叶片连接，允许空气流动，制动盘在制动时会达到较高的温度，连续穿过叶片的气流提供了良好的冷却，延长了制动盘的使用寿命。但是，直叶片制动盘逆时针旋转时，散热通道的左侧相对于右侧受到高压，左侧和右侧分别被称为压力侧和吸力侧，因为空气流入角的存在，沿径向吸力侧的流速逐渐减小，流体本身动能不足以带走吸力侧流体，使得流道中吸力侧存在回流区。通风式制动盘通道内回流区的存在严重阻塞了空气的流动，新的冷却空气难以与内部空气进行交换，造成两侧流动不均，最终导致通道内散热不均，严重降低了制动盘的对流散热性能。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种在内叶片与外叶片之间设有倾斜槽的通风式制动盘，该制动盘能够提高泵送质量流量能力和对流散热性能。
本发明采用以下具体技术方案：
一种在内叶片与外叶片之间设有倾斜槽的通风式制动盘，该制动盘具有两个外摩擦面、两个内表面以及多个散热叶片；
两个所述内表面相对设置，且位于两个所述外摩擦面之间；
多个所述散热叶片绕所述制动盘的周向均匀分布，并将两个所述内表面固定连接为一体；
在相邻的所述散热叶片之间形成散热通道；绕所述制动盘的周向方向，所述散热通道的一侧为压力侧，另一侧为吸力侧；
每个所述散热叶片包括沿所述制动盘的径向排列且一一对应的内叶片和外叶片，所述外叶片位于所述内叶片的外周侧；
在相互对应的所述内叶片与所述外叶片之间形成倾斜槽，所述倾斜槽用于将所述冷却通道内压力侧的流体引入到吸力侧以减小回流区域；
所述倾斜槽的延伸方向与所述内叶片的径向中心线之间形成开口朝向所述制动盘外部的夹角，所述夹角为30°～60°。
更进一步地，所述外叶片朝向所述内叶片的一侧表面与所述内叶片朝向所述外叶片的一侧表面平行且均为斜面；
所述倾斜槽形成于两个所述斜面之间；
所述斜面与所述转向盘的径向之间形成的角度等于所述夹角。
更进一步地，所述内叶片的径向长度与所述外叶片的径向长度相等。
更进一步地，所述内叶片和所述外叶片的横截面高度相等。
更进一步地，所述倾斜槽的宽度为8mm～13mm。
更进一步地，所述内叶片和所述外叶片均设置有20～40个。
有益效果：
本发明的通风式制动盘在现有散热叶片的中间位置处开设倾斜槽，通过倾斜槽在增大换热面积的同时还改变了散热通道内流场的分布，热量从外摩擦面以热传导的形式向内表面的散热叶片处传导时，单位时间内有更多的冷却流体可以更加充分的与内、外叶片接触进行对流换热，有效降低了内、外叶片的局部温度，同时，通过倾斜槽可将散热通道内压力侧的流体引入到吸力侧，有效削弱散热通道内的回流区域，改变速度场和温度场的协同程度，增强叶片表面的传热性能，提高制动盘的泵送质量流量能力，提高制动盘的对流散热性能。
附图说明
图1为本发明的通风式制动盘的散热叶片的立体结构示意图；
图2为图1中通风式制动盘的另一个视角的立体结构示意图；
图3为图1中通风式制动盘的侧视图；
图4为图1中通风式制动盘的内叶片和外叶片的立体结构示意图；
图5为本发明的通风式制动盘的部分结构示意图；
图6为本发明的通风式制动盘的空气流向示意图。
其中，1-外摩擦面，2-内表面，3-倾斜槽，4-内叶片，5-外叶片，6-散热通道，7-吸力侧，8-压力侧，9-斜面
具体实施方式
下面结合附图并举实施例，对本发明进行详细描述。
本发明实施例提供了一种在内叶片4与外叶片5之间设有倾斜槽3的通风式制动盘，如图1、图2和图3结构所示，该制动盘可以为圆环形结构，具有两个外摩擦面1、两个内表面2以及多个散热叶片；两个内表面2相对设置，且位于两个外摩擦面1之间；外摩擦面1和内表面2均可以平行设置；
多个散热叶片绕制动盘的周向均匀分布，并将两个内表面2固定连接为一体；多个散热叶片沿制动盘的周向间隔设置，并位于两个内表面2之间，从而在两个内表面2之间形成空隙；两个内表面2通过多个散热叶片固定连接在一起，多个散热叶片将制动盘分为两部分；
在相邻的散热叶片之间形成散热通道6，从而在两个内表面2之间的多个散热叶片之间形成多个散热通道6，散热通道6连通于制动盘的外周侧和中心通孔之间；绕制动盘的周向方向，散热通道6的一侧为压力侧8，另一侧为吸力侧7；如图6结构所示，当制动盘沿箭头所示的逆时针方向转动时，形成于相邻两个散热叶片之间的散热通道6中，压力侧8和吸力侧7沿逆时针方向排列，即，在两个散热叶片之间，吸力侧7位于转动方向的前侧，压力侧8位于转动方向的后侧；
每个散热叶片包括沿制动盘的径向排列且一一对应的内叶片4和外叶片5，外叶片5位于内叶片4的外周侧；在相互对应的内叶片4与外叶片5之间形成倾斜槽3，倾斜槽3用于将冷却通道内压力侧8的流体引入到吸力侧7以减小回流区域；倾斜槽3的延伸方向与内叶片4的径向中心线A之间形成开口朝向制动盘外部的夹角，夹角可以为30°～60°，如：30°、40°、45°、50°、56.38°、60°；如图4和图5结构所示，内叶片4与外叶片5的延伸方向一致，均沿制动盘的径向延伸，并且内叶片4的径向中心线A与外叶片5的径向中心线A重合。
如图1和图4结构所示，散热叶片沿制动盘的径向方向延伸，并且每个散热叶片均由沿制动盘的径向排列的内叶片4和外叶片5构成，倾斜槽3将散热叶片分为内叶片4和外叶片5，并且沿制动盘的径向，内叶片4位于外叶片5的内周侧；沿内叶片4和外叶片5的排列方向，内叶片4的宽度和外叶片5的宽度逐渐增大；倾斜槽3的宽度H可以为8mm～13mm，如：8mm、9mm、10mm、11mm、12mm、12.7mm、13mm；内叶片4和外叶片5均可以设置有20～40个，如：20、26、30、36、40；内叶片4和外叶片5的横截面高度相等，内叶片4横截面高度指的是内叶片4沿制动盘的轴向方向尺寸，外叶片5同理；内叶片4的径向长度与外叶片5的径向长度相等，即，倾斜槽3位于散热叶片的中间位置，并将散热叶片沿径向方向均分为两部分。
上述通风式制动盘将现有制动盘的散热叶片在中间开设倾斜槽3，通过倾斜槽3在增大散热叶片换热面积的同时还改变了散热通道6内流场的分布，当制动盘沿如图6中箭头所示的逆时针方向转动时，通过倾斜槽3可将散热通道6内压力侧8的流体引入到吸力侧7，流体的流动路线可以参考图6中散热通道6内的曲线箭头所示，有效削弱散热通道6内的回流区域，改变速度场和温度场的协同程度，使得热量从外摩擦面1以热传导的形式向内表面2的散热叶片处传导时，单位时间内有更多的空气等冷却流体可以更加充分的与内、外叶片5接触进行对流换热，有效降低了内、外叶片5的局部温度，同时，增强叶片表面的传热性能，提高制动盘的泵送质量流量能力，提高制动盘的对流散热性能。
在上述通风式制动盘中，如图1和图4结构所示，外叶片5朝向内叶片4的一侧表面与内叶片4朝向外叶片5的一侧表面平行且均为斜面9；倾斜槽3形成于两个斜面9之间；斜面9与转向盘的径向之间形成的角度等于夹角。
通过设置倾斜槽3的宽度和夹角，可以有效改变散热通道6内空气等冷却流体的流动方向，通过倾斜槽3的倾斜角度的设置有利于因受到离心力和科里奥利力而阻塞在内回流区的空气排出，从而削弱散热通道6内的回流区域。
上述通风式制动盘的工作原理为：
一方面，通风式制动盘增加了散热叶片的数量，从而增大了换热面积，热量从制动盘的外摩擦面1以热传导的形式向内叶片4和外叶片5处传导，单位时间内有更多的冷却流体可以更加充分的与内叶片4和外叶片5接触进行对流换热，有效降低了叶片的局部温度；
另一方面，通风式制动盘的内叶片4和外叶片5引起的两次射流冲击和倾斜槽3改变了流体流动方向，流体的速度方向和温度梯度方向的协同度增加，改变了散热通道6内流场的分布，从而改变速度场和温度场的协同程度，增强了散热叶片表面的传热性能，从而提高了制动盘的散热性能。
综上所述，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种在内叶片与外叶片之间设有倾斜槽的通风式制动盘，其特征在于，具有两个外摩擦面、两个内表面以及多个散热叶片；
两个所述内表面相对设置，且位于两个所述外摩擦面之间；
多个所述散热叶片绕所述制动盘的周向均匀分布，并将两个所述内表面固定连接为一体；
在相邻的所述散热叶片之间形成散热通道；绕所述制动盘的周向方向，所述散热通道逆时针旋转时，所述散热通道的左侧相对于右侧受到高压，所述散热通道的左侧为压力侧，右侧为吸力侧；
每个所述散热叶片包括沿所述制动盘的径向排列且一一对应的内叶片和外叶片，所述外叶片位于所述内叶片的外周侧；
在相互对应的所述内叶片与所述外叶片之间形成倾斜槽，所述倾斜槽用于将所述散热通道内压力侧的流体引入到吸力侧以减小回流区域；
所述倾斜槽的延伸方向与所述内叶片的径向中心线之间形成开口朝向所述制动盘外部的夹角，所述夹角为30°~60°；
所述外叶片朝向所述内叶片的一侧表面与所述内叶片朝向所述外叶片的一侧表面平行且均为斜面；
所述倾斜槽形成于两个所述斜面之间；
所述斜面与所述制动盘的径向之间形成的角度等于所述夹角；
所述内叶片的径向长度与所述外叶片的径向长度相等；
所述内叶片与所述外叶的延伸方向一致，均沿所述制动盘的径向延伸，并且所述内叶片的径向中心线A与所述外叶片的径向中心线A重合；
所述叶片为直叶片。
2.如权利要求1所述的通风式制动盘，其特征在于，所述内叶片和所述外叶片的横截面高度相等。
3.如权利要求1-2任一项所述的通风式制动盘，其特征在于，所述倾斜槽的宽度为8mm~13mm。
4.如权利要求3所述的通风式制动盘，其特征在于，所述内叶片和所述外叶片均设置有20~40个。
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