制动器摩擦热量产生的机理

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制动器吸收的制动能量几乎全部转换为热量。制动器
的热量产生的过程和机理对制动器摩擦表面摩擦学性能有
+ F! {6 ~9 g0 S+ ~重要影响。在盘式制动器中, 制动块在管路压力的作用下压
7 C, s. _. ^2 N/ j: H紧在制动盘上, 当盘与制动块作相对运动时, 接触的表面产
! ?5 {- u, w- \( l0 G+ r& V/ `2 V$ Y生摩擦力, 摩擦力所做的功转化为热量, 即在摩擦表面产生
$ S# l2 r! i2 O% B0 ?9 G热量。因此, 摩擦力的产生机理直接决定了摩擦热的产生。
两个粗糙表面在干摩擦状态下, 摩擦力主要由三部分构成:
一是在摩擦副相对运动时, 双方微凸体顶峰的相互切削阻
力; 二是在一定的压应力和局部高温条件下, 摩擦副微凸体
" M/ a! t# u. Q0 m5 d接触点瞬时冷焊成为一体, 由于摩擦副的相对运动, 使这些
4 N3 P2 M7 h( a% n' F6 }局部粘结点分离, 克服结点粘结的阻力便形成了摩擦力的
一部分; 三是存在于摩擦面的磨损物在随同摩擦运动过程
2 X( o# C0 E' A. M! o  u* G( \中, 一方面有可能重新压入摩擦面而形成新的微凸峰而产
7 K  `' N! }7 X6 ]: l4 e生切削阻力, 另一方面这些磨粒在摩擦面上以滑动和滚动
+ _6 C" Z$ V9 M% A0 q8 o6 o形式运动过程中, 不断对摩擦副表面产生切削也构成了摩
擦力的一部分。其中摩擦界面粘结的形成和断裂对摩擦力
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/ R  L2 m! g, ]/ }4 Q7 c有较大的影响, 所以, 也直接影响到摩擦热量。由机械切削
作用而造成的接触区域的塑性变形对摩擦热有很大的影
响。研究表明, 消耗在亚表层材料内的能量远大于接触面上
) C$ J% N! {; A) V" L8 s- G的能量, 占摩擦热的绝大部分, 且大部分转化为热量而被摩
4 ]# U( i8 V  x4 E& @擦偶件吸收。构成摩擦热量的另一部分是树脂基有机复合
4 ?0 A7 e8 r+ y* n摩擦材料在一定温度下产生的化学变化。树脂基有机复合
# R% A/ x2 A( {: b5 W" {8 T6 V# C, c摩擦材料在一定温度下发生化学反应而降解, 降解产物包
% g: Z+ m, y: P5 x0 p  p& H5 y括固体、液体、和气体。
由上述分析可知, 摩擦热量绝大部分是由机械切削作
用和接触区域的塑性变形而形成的。金属摩擦盘的硬度要
比摩擦材料的大得多, 因此, 机械切削和塑性变形大都发生
8 K: E( W9 o( c& K9 H在摩擦材料的表层。磨损产物大都来自摩擦材料并附着在
+ W: |. q# l7 f* _: \, t其表面之上不随摩擦盘而转动, 故可认为, 摩擦热量产生在
% |% `( R8 a9 \摩擦材料表层, 通过接触界面传递到摩擦盘中。
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本文转自中国制动社区：http://brake.jxwy8.cn/read-htm-tid-192.html
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