輕量化混合材料制動盤制造和評價技術的研究

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輕量化混合材料制動盤制造和評價技術的研究

減輕汽車非簧載質量是提高汽車行駛和操縱性能以及燃油效率的一個典型方法。制動盤直接連接行駛和轉向系統，是非簧載質量中具有代表性的部分。在這項研究中，采用混合材料可使制動盤質量減輕15%～20%。

由于制動性能與制動力矩成正比，而制動力矩和制動盤半徑成正比。因此，當提高制動性能時，制動盤的質量和體積將會增大。制動原理是將動能轉變為熱能，所以制動盤的耐熱性和耐磨性都是很重要的，并且其性能隨質量的變化較小。本研究的出發點是將制動盤分離成兩個部分：一部分連接制動盤到輪轂的制動盤邊緣（安裝部分）；另一部分通過與摩擦片摩擦達到制動效果的摩擦表面。兩者的結合部分稱之為“橋”。在制動盤邊緣部分采用鋁合金可以有效減輕制動盤的質量，在摩擦面部分采用灰鑄鐵材料，可以保持良好的制動性能和耐久性。這種由鋁合金邊緣、灰鑄鐵摩擦表面和橋連接組成的制動盤稱之為“混合盤”。目前可采用兩種方法將兩種材料結合：一種是在鑄鋁時添入鑄鐵即插入鑄造的方法；另一種是采用徑向螺栓裝配方法。這種混合設計減輕了制動盤的整體質量。

本研究對這種混合盤的耐久性和摩擦特性進行了測試，并進行了評價。對于一些裂縫等顯著問題，可以通過增加“橋”連接數量來避免。這種“混合盤”的缺點是成本過高，其材料、加工和模具都會增加成本。因此，需要優化流程和結構來降低成本。

Yoon Cheol Kim et al. SAE 2014-01-1009.

編譯：牛妍妍