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
0 G5 r" \7 U, K# M# U/ O; q6 B0 P重要影响。在盘式制动器中, 制动块在管路压力的作用下压
# G2 w- U. Z7 v$ b( N紧在制动盘上, 当盘与制动块作相对运动时, 接触的表面产
生摩擦力, 摩擦力所做的功转化为热量, 即在摩擦表面产生
) \7 H7 Q3 U& N8 D( E7 e热量。因此, 摩擦力的产生机理直接决定了摩擦热的产生。
5 B3 K- E7 V; J8 R两个粗糙表面在干摩擦状态下, 摩擦力主要由三部分构成:
2 X6 i$ b3 F" e1 z一是在摩擦副相对运动时, 双方微凸体顶峰的相互切削阻
* C. l5 z( p$ T2 K4 v力; 二是在一定的压应力和局部高温条件下, 摩擦副微凸体
- h- o/ c; X$ J8 D, j8 i7 L  e  a接触点瞬时冷焊成为一体, 由于摩擦副的相对运动, 使这些
局部粘结点分离, 克服结点粘结的阻力便形成了摩擦力的
3 h6 E1 I( P! o0 c+ k, a0 O; ~+ f一部分; 三是存在于摩擦面的磨损物在随同摩擦运动过程
中, 一方面有可能重新压入摩擦面而形成新的微凸峰而产
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 ~- D: J/ q7 }$ l! t+ u# B: Q形式运动过程中, 不断对摩擦副表面产生切削也构成了摩
/ Y3 [5 R) V! K8 c) }0 n擦力的一部分。其中摩擦界面粘结的形成和断裂对摩擦力

( f1 I/ i/ k* ]2 z0 B! W有较大的影响, 所以, 也直接影响到摩擦热量。由机械切削
* A1 ]1 u5 E+ i( J0 R0 j1 K) w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
的能量, 占摩擦热的绝大部分, 且大部分转化为热量而被摩
擦偶件吸收。构成摩擦热量的另一部分是树脂基有机复合
摩擦材料在一定温度下产生的化学变化。树脂基有机复合
摩擦材料在一定温度下发生化学反应而降解, 降解产物包
. r+ Q+ Z0 W( C' z* S+ ?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
% B! ?8 P( I1 W. W0 n+ |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
在摩擦材料的表层。磨损产物大都来自摩擦材料并附着在
; r0 @, e0 A" Q" W' f) b& K' r& p其表面之上不随摩擦盘而转动, 故可认为, 摩擦热量产生在
6 i9 I+ C6 @" c. y; o摩擦材料表层, 通过接触界面传递到摩擦盘中。

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