汽车制动器是汽车制动最重要的安全零部件，将动能转化为热能及其他形式的能量，从而达到使汽车减速或停车目的的一种装置。盘式制动器由于其良好制动效能稳定性、结构简单维修方便等特点，广泛应用于现代车辆和工程机械等设备上。　　随着汽车朝着高速化、重载方向发展，需要转化成热量的动能越来越大，可能使制动器温度超过材料使用极限温度，导致一些不希望出现的现象，如制动器的热弹性形变、震动、热裂纹以及更为严重的刹车片热衰退，最终失效。面对无法改变的动能，因此不能减少摩擦产生的热量，只能加快热量的传递速率降低摩擦表面温度，从而保持制动器优异的性能。　　针对上述问题，本文以有限元模拟为主要研究手段，从强化热传导，优化热对流，优化传热面积三个方面加快热量传递。论文主要研究内容和结论归纳如下:　　在强化热传导方面，本文在传统摩擦材料中引入导热层，在保证制动效果的前提下，又巧妙地降低摩擦热，提高了材料的性能。采用MPX-2000磨损试验机和有限元模拟考察双层摩擦材料不同导热层厚度(1.5、3.0、4.5、6.0和7.5mm)与不同导热系数(2、4、6、8和10 W/(m·K))对表面最高温度的影响，并利用扫描电镜对摩擦材料的磨损表面形貌进行分析。结果表明，ANSYS模拟与实验的误差大部分均小于5％，此外导热层的引入可以降低摩擦表面最高温度(18℃)和磨损率(29.6％)。同时研究发现，增加导热层厚度摩擦材料的表面温度降低，导热层厚度越大，导热系数影响的效果越明显。　　研究4种不同制动盘对制动器表面温度的影响，结果发现4种不同制动盘制动结束时对应的制动片最高温度关系为:不锈钢＞铸铁＞45号钢＞铝，制动盘的温度表面温度相反，主要是由于制动盘的导热系数越高，更多的热量进入制动盘。同时发现同样的热量进入制动片造成的温差为212.8℃，而制动盘的温差为95.5℃，制动盘具有更强的热量承受能力。　　在优化对流方面，本文研究对流系数以及制动方式对制动盘表面温度的影响。结果表明对流系数对制动过程中的最高温度的影响很小，对流系数从20w/(m2 k)增加至200 w/(m2 k)，最高温度仅下降5.6℃，对流换热主要在制动结束后的冷却过程中起作用;不同的制动方式将会产生不同的温度分布，在制动接触时间相同的情况下，点刹制动利于表面温度的降低，尤其是制动接触时间较短时(4s)效果显著，比普通制动温度降低57℃。　　在优化传热面积方面，本文对比了4种不同面积制动片的表面温度，同时研究了普通制动片与带有凹槽的，既带有凹槽又带有倒角制动片表面温度的区别，结果表明面积增大1.4倍温度降低69.9℃，增大2倍温度降低80.3℃;增加相同的面积，增加包角的方式更有利于温度的降低，增大半径来增大面积会造成较高的温度。增加凹槽和倒角都会加剧制动片表面温度的积聚，造成制动片表面温度的升高。