[发明专利]一种盘式制动器的相变蓄能降温装置

说明书

本发明公开了一种盘式制动器的相变蓄能降温装置，包括设置于盘式制动器本体上的热管热量传递模块和相变材料蓄能模块，采用热管技术实现盘式制动器静盘芯板温度的快速导出；采用相变材料相变蓄能技术实现热量的吸收存储；采用铝金属进行了壳体和翅片的设计，与动力舱环境进行自然对流换热。本发明在原有的盘式制动器基础上，基于热管技术和相变蓄能技术进行了设计，相变材料依靠自身吸热蓄能、放热凝固特性对热管冷凝段进行冷却降温，相变材料通过壳体导热与动力舱环境进行自然对流换热，不需要强制对流换热额外做功；相比于传统的盘式制动器，本发明能够实现循环制动的盘式制动器摩擦表面等关键位置的温度降低，抗热衰退性能增强的特点。

技术领域

本发明涉及热控制领域，具体涉及一种盘式制动器的相变蓄能降温装置。

背景技术

具备循环制动的高温盘式制动器条件的场景环境通常发生在坦克装甲车辆行进过程中，随着坦克装甲车辆的迭代更新，更为复杂的系统和功能被加入了坦克设计之中，明显增加了坦克的重量、产生了大量热量。增强盘式制动器的抗热衰退性、提高制动性能尤其重要，故制动系统的热控制也得到了格外关注。文献1(Q.F.Jian,Y.Shui,Numerical andexperimental analysis of transient temperature field of ventilated disc brakeunder the condition of hard braking[J],Int.J.Therm.Sci.122(2017)115–123.)研究表明制动盘与摩擦面接触产热过程中，80％～90％的热量会被制动盘吸收，导致制动盘温度迅速上升，降低了制动盘的制动性能。

提高制动器制动过程中的热扩散量一直是制动器热控制研究的一个关键技术，文献2(S.K.Ko,W.K.Kang,M.W.Lee,A study of the cooling performance of disk brakeheat pipes,in:The 7th JSME-KSME Thermal and Fluids Engineering Conference,TFEC,2008,pp.563–569.)将热管沿径向嵌入通风的制动盘内表面，以增强热传递，通过与排气型制动盘的比较，表明热管制动盘具有更好的散热性能及温度均匀性。文献2中将热管埋在制动盘内表面，提高了温度的均匀性，但仅利用热管快速传热特性将热量分配均匀，并未导出至制动器外部，其散热作用很有限。

发明内容

本发明的目的在于提供一种盘式制动器的相变蓄能降温装置，对制动器摩擦衬块等关键位置进行降温，制动过程中摩擦产生的热量能够快速有效的被导出至相变材料蓄能模块扩散，增强盘式制动器抗热衰退性能。

实现本发明目的的技术解决方案为：一种盘式制动器的相变蓄能降温装置，包括设置于盘式制动器本体上的热管热量传递模块和相变材料蓄能模块；

所述热管热量传递模块嵌入盘式制动器中的静盘芯板部分，连接静盘芯板与相变蓄能模块；每组热管热量传递模块包括两块静盘芯板中的热管嵌入结构和热管，热管中装有热管工质；所述相变蓄能模块与盘式制动器同轴心非接触式固定在其周侧；静盘芯板温度达到热管启动温度，热管热量传递模块进行热量传递至相变蓄能模块；相变蓄能模块达到相变温度进行相变吸热蓄能，实现对摩擦表面以及盘式制动器整体温度调节。

作为一种优选方式，每组热管热量传递模块和相变材料蓄能模块构成一组吸热模块，吸热模块沿盘式制动器周向设置，每组吸热模块周向之间留有间隙。

作为一种优选方式，每组吸热模块对应两块静盘芯板，每块静盘芯板分别通过热管与相变材料蓄能模块连接。

作为一种优选方式，每组吸热模块采用了四根互不相通的竖直热管，每块静盘芯板对应两根热管。

作为一种优选方式，所述热管包括嵌入静盘芯板之中的蒸发段，暴露在动力舱环境之间的绝热段，以及嵌入相变材料蓄能模块的冷凝段。

作为一种优选方式，所述热管工质为汞。