第一節(jié) 產(chǎn)品定義及應(yīng)用特點

一、產(chǎn)品定義

所謂制動鼓就是鼓式剎車系統(tǒng)的一部份，剎車時，活塞對兩對半月型的剎車蹄片施加壓力，使其貼緊鼓室內(nèi)壁，從而產(chǎn)生摩擦來停止車輪的旋轉(zhuǎn)。

二、應(yīng)用特點

1、用普通灰鑄鐵HT150和HT200生產(chǎn)的制動鼓，特點是材質(zhì)較軟，硬度較低，制動鼓的表面不會出現(xiàn)亮斑，一般無制動異響現(xiàn)象，但龜裂和磨損嚴重，使用壽命很低，目前此類制動鼓已經(jīng)滿足不了新形勢下的市場需求。

2、通過加入合金元素得到高強度合金鑄鐵，這類制動鼓可提高鑄鐵的強度、硬度和耐磨性，雖能使制動鼓的表面磨損大幅度降低，但若鑄件成分和合金元素選擇不當，容易在制動鼓的表面出現(xiàn)亮斑，而亮斑的出現(xiàn)又將導(dǎo)致制動異響或尖叫，同時，若鑄鐵抗熱疲勞性不夠，則會在制動鼓表面產(chǎn)生熱疲勞裂紋。

第二節(jié) 重型載貨汽車中/后橋制動鼓 行業(yè) 發(fā)展歷程

1、國內(nèi)發(fā)展情況

國內(nèi)有企業(yè)和學校對制動鼓的早期失效進行了很多 研究 。

在材質(zhì)方面的改進：1989年，云南工學院的史鑒開等人對高碳低釩欽灰鑄鐵重型汽車制動鼓進行了 研究 ，其耐磨性比普通灰口鑄鐵高，但熱疲勞性能沒有得到改善；1998年，吉林工業(yè)大學的趙玉謙等人，對高強度蠕鐵制動鼓材料進行了 研究 ，其耐磨性是HT25O的3倍，冷熱疲勞裂紋長度是HT250的1/10，是大噸位載貨車較理想的剎車鼓材料；2001年，合肥工業(yè)大學的黃笑枚等人對低合金化(Cr、Cu)灰鑄鐵汽車制動鼓進行了 研究 ，當Cr含量及Cu含量分別達到0.32%~0.41%及0.51%~0.69%時效果顯著，其力學性能得到了提高；2002年，東風汽車廠的陳子華對加Cr、Cu、Ni、M。等合金的高速大客車和重型貨車制動鼓進行了 研究 ，得出四種合金元素綜合加入可以獲得比單獨加入任一種元素更為優(yōu)異的性能；2003年，合肥工業(yè)大學的蘇勇等人對加入Cr、Mo、Cu等合金制動鼓進行了 研究 ，其含量分別為0.5%，0.2%，0.53%時，其使用壽命提高1倍。從總體來看，國內(nèi)的主要 研究 對象高性能高成本的制動鼓，加入合金Cr、Cu、Mo、Ni、V、Ti，不僅加入量大，而且價格昂貴。

在結(jié)構(gòu)方面：中國重型汽車集團有限公司對制動鼓形狀進行改進，制動鼓外周表面為溝壑狀，其截面由內(nèi)向外依次減小，具有結(jié)構(gòu)簡單，使用方便，利于散熱的特點，并獲得實用新型專利。四川的馬洪建設(shè)計了一種新型汽車剎車制動鼓，它是在現(xiàn)有制動鼓體的內(nèi)壁面鑲上并固定有四塊或四塊以上的耐磨塊，同時還可將制動鼓鼓體改為澆鋼澆鑄或鋼材焊接后加工而成。該汽車制動鼓鼓體強度高，耐熱性能強，大大延長了制動鼓的使用壽命，增強了制動性能，并獲得實用新型專利。

在溫度場數(shù)值模擬方面：1992年，錦州工學院的張立軍對汽車緊急制動時制動鼓溫升進行了有限差分計算，得出制動初始時，制動鼓溫度沿厚度方向分布是不等的，在制動結(jié)束時，制動鼓內(nèi)外表面的溫度趨于一致，隨著制動初速度的提高，制動溫度也隨之增高；1998年，上海工程技術(shù)大學的劉牧眾提出了制動鼓內(nèi)表面升溫的計算方法；2003年，西安理工大學的張敏等人應(yīng)用ANSYS有限元 分析 軟件， 分析 了石油鉆機剎車鼓的溫度場、熱應(yīng)力場及熱應(yīng)變場分布特征；2006年，煙臺大學的袁春靜等人利用有限元 分析 軟件ANSYS8.1建立了制動鼓的三維有限元模型，對緊急制動下制動鼓的瞬態(tài)溫度場進行 分析 計算，揭示緊急制動情況下制動鼓內(nèi)部溫度場規(guī)律，制動鼓溫度達到最大值是在制動過程中的某一時刻，摩擦表面溫度較高，其附近溫度梯度比較大，容易產(chǎn)生熱裂紋。

2、國外發(fā)展情況

國外對客車底盤技術(shù)的 研究 已有近百年的歷史，在這方面具有比國內(nèi)豐富得多的經(jīng)驗，同時，由于經(jīng)濟發(fā)達，科技領(lǐng)先，產(chǎn)品開發(fā)的手段較國內(nèi)先進得多主要體現(xiàn)在計算機的應(yīng)用上，目前國外已廣泛采用計算機對客車產(chǎn)品進行優(yōu)化設(shè)計 分析 和模擬仿真試驗，同時國外在材料的 研究 和生產(chǎn)工藝上都具有較大的優(yōu)勢。所以國外的客車底盤零部件都具有良好的性能。此外，很重要的一點。國外非常注重產(chǎn)品應(yīng)用性的理論 分析 和試驗論證。

歐洲重型載重車已大量采用驅(qū)動防滑控制系統(tǒng)(ASR)、發(fā)動機排氣制動、緩速器、翻車警告系統(tǒng)等主動安全裝置。在德國1995年7月日以后總重大于16噸的車輛必須安裝緩速器。由于安裝了這些先進設(shè)備，能夠有效的地改善車輛的制動效能和制動時的方向穩(wěn)定性，減輕車輛制動器的工作負荷，從而降低制動器故障率，延長制動器配件的使用壽命。因此在西方發(fā)達國家的載重車輛很少出現(xiàn)制動鼓提早失效的問題。

國外對灰鑄鐵材質(zhì)的制動鼓 研究 比較少，主要是一些高性能高成本的蠕墨鑄鐵制動鼓、球墨鑄鐵制動鼓、金屬基復(fù)合材料制動鼓或表面涂層等。1995年，日本對球鐵制動鼓進行了 研究 ，并獲得球鐵制動鼓專利；2001年，德國的KHAMBEKAR SYRAKANT等人對制動鼓的摩擦表面涂抹金屬層進行了 研究 ，并獲得專利。2005的巴西鑄造展覽會上，對灰鑄鐵和蠕鐵制動鼓的疲勞熱源點進行了 分析 ；2007年英國的N.Natarajan等人對金屬基復(fù)合材料的制動鼓進行了生產(chǎn)、試驗和熱 分析 。

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