CN219452725U - 制动盘及车辆 - Google Patents

Abstract

本申请实施例涉及车辆、轨道交通、飞行器等制动系统技术领域，公开了一种制动盘及车辆，制动盘包括盘本体和制动环；盘本体具有两个相背设置的连接面，各连接面开设有多个安装孔；盘本体的材质为铝合金；制动环设有两个，两个制动环分别对应叠置于两个连接面；各制动环的与连接面贴合的安装面上凸设有多个安装凸起，各安装面上的安装凸起的数量与对应配合的连接面上的安装孔的数量相同，安装凸起与安装孔一一对应且过盈插接配合；制动环的材质为碳陶材质。应用本申请的技术方案，能够解决现有技术中制动盘重量大、不利于实现轻量化的技术问题。

Description

制动盘及车辆

技术领域

本申请实施例涉及车辆、轨道交通、飞行器等制动系统技术领域，尤其涉及一种制动盘及车辆。

背景技术

制动盘是盘式制动器的摩擦元件，除应具有作为构件所需要的强度和刚度外，还应有尽可能高而稳定的摩擦系数，以及适当的耐磨性、耐热性、散热性、热容量和重量等。

目前，汽车制动器上大多使用的是整体式铸造的铁制摩擦面的制动盘，其整个制动盘材料均为同一种灰铸铁材料，但是，制动盘上实际起制动摩擦工作用的区域仅位于制动盘面两侧位置或两端面位置；制动盘整体采用铸铁材料，使得制动盘整体重量增大，不利于实现制动盘的轻量化。

实用新型内容

为了解决上述问题，本申请实施例提供一种制动盘及车辆，能够解决现有技术中制动盘重量大、不利于实现轻量化的技术问题。

一方面，本申请实施例提供一种制动盘，包括：

盘本体，具有两个相背设置的连接面，各所述连接面开设有多个安装孔；所述盘本体的材质为铝合金；及

制动环，设有两个，两个所述制动环分别对应叠置于两个所述连接面；各所述制动环的与所述连接面贴合的安装面上凸设有多个安装凸起，各所述安装面上的所述安装凸起的数量与对应配合的所述连接面上的所述安装孔的数量相同，所述安装凸起与所述安装孔一一对应且过盈插接配合；所述制动环的材质为碳陶材质。

在其中一个实施例中，各所述安装凸起均沿垂直于所述安装面的方向外凸延伸，所述多个安装凸起绕所述安装面的中轴线间隔环绕设置；所述安装凸起的横截面外轮廓呈圆形。

另一方面，本申请实施例还提供一种车辆，包括如上述任一项所述的制动盘。

本申请的制动盘及车辆相对于现有技术的有益效果是：与现有技术相比，本制动盘及车辆中，通过将制动环压装在盘本体上，仅在盘本体的两侧或两端使用碳陶材料的制动环，盘本体采用高强度的铝合金材料，从而降低了制动盘全部采用碳陶材料的使用成本；当制动盘的工作面发生损坏或到达使用寿命时，本制动盘无须整体报废，仅需更换制动环即可。

另外，本申请的制动盘，因碳陶材料更耐磨，热容量更大，重量也更轻，因此，提高了汽车制动盘的使用寿命，即便制动盘总成发生工作面损坏或达到使用更换条件时，拆解分离制动环和盘本体即可，更换新的制动环后，盘本体和制动盘整体还可以继续使用，从而降低了制造成本，同时也降低碳陶材料的使用量，从而降低了材料成本；且该制动盘结构简单、易于制造，可提升产品的工艺性和互换性。本制动盘采用了简化结构，相对传统的制动盘更有利于大规模生产，生产周期短、效率高，有利于降低制造和使用成本。

再者，在本制动盘中，本制动盘能够解决现有的制动盘不耐磨和热容量不足、灰铸铁制动盘重量太重的问题，达到轻量化并减轻簧下质量、提高热性能、节约材料以降低成本、售后易于更换和提升互换性的目的。

附图说明

图1是本申请实施例提供的一种制动盘的结构示意图；

图2是图1的轴测图；

图3是图1的另一方向的轴测图；

图4是图1的剖视图；

图5是图4的轴测图；

图6是图1中盘本体的结构示意图；

图7是图6的轴测图；

图8是图6的另一方向的轴测图；

图9是图6的剖视图；

图10是图1中制动环的结构示意图；

图11是图10的轴测图。

附图标记：

1、制动环；11、工作面；12、安装凸起；13、安装面；2、盘本体；21、法兰结构；22、第一盘体；23、第二盘体；24、连接结构；25、安装孔；26、散热通道；27、连接面。

具体实施方式

下面详细描述本申请的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。

随着新能源电动车重量的增加，传统灰铁铸铁材料的制动盘为满足整车制动性能中的热容量性能要求，其制动盘的重量也越来越重；而对于整体的铝基制动盘，因其不耐磨和热容量较小，对于汽车制动盘的可应用性不强。因此，开展高性能汽车制动盘轻量化开发，减轻新能源电动汽车的质量势在必行。

目前，汽车制动器上大多使用的是整体式铸造的铁制摩擦面的制动盘，其整个制动盘材的料均为同一种灰铸铁材料，但是，制动盘上实际起制动摩擦工作用的区域仅位于制动盘面两侧位置或两端面位置；若制动盘的材料整体选用铸铁材料，很难降低重量来实现轻量化，若制动盘的材料整体选择碳陶，性能上当然表现优异，但是制造成本高，技术应用成本过高。

考虑到上述问题，故本申请的制动盘避免整体采用灰铸铁材料或者整体采用碳陶材料，而是通过采用碳陶(CC/Si-C)的高性能材料作为汽车制动盘的摩擦面，再压装在高强度的铝基复合材料制造的盘本体中，形成碳陶-铝(CC/SiC-AL)制动盘。

本申请的制动盘相对传统汽车的制动盘不仅能够提高制动盘的热性能，同时能够有效实现轻量化，且相对于传统的制动盘成本降低，并且盘本体与盘面采用两个部件模块化组合装配的模式，使得制动盘在到达使用寿命时，不必整体报废，仅需更换CC/SiC盘面即可，从而能够降低使用成本，且更加节能环保。

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请的具体技术方案做进一步详细描述。以下实施例用于说明本申请，但不用来限制本申请的范围。

参照图1-5所示，为本申请实施例提供的制动盘的示例图。本申请实施例提供了一种制动盘，制动盘包括盘本体2和制动环1；盘本体2具有两个相背设置的连接面27，各连接面27开设有多个安装孔25；盘本体2的材质为铝合金；制动环1设有两个，两个制动环1分别对应叠置于两个连接面27；各制动环1的与连接面27贴合的安装面13上凸设有多个安装凸起12，各安装面13上的安装凸起12的数量与对应配合的连接面27上的安装孔25的数量相同，安装凸起12与安装孔25一一对应且过盈插接配合；制动环1的材质为碳陶材质。

具体地，图1为制动盘的正向视图，图2为图1正视方向的轴测图，图3为图1的后视方向的轴视图，图4为制动盘的纵向剖视图，图5为制动盘在剖视状态下的轴测图。

制动盘应用在制动器中，制动盘为制动器摩擦副中的旋转元件。制动盘中，结合图6示出的盘本体2的正视图及图7示出的盘本体的轴测图，可知，盘本体2呈圆盘状或圆柱状，盘本体2在沿中轴向方向的两端具有两个端面(侧平面)，该两个端面即为连接面27，两个连接面27在盘本体2上形成平行且相背离的结构形式；安装孔25的中轴线垂直于连接面27，多个安装孔25绕盘本体2的中轴线间隔且均匀地环绕设置。

盘本体2采用轻质材料，例如铝合金；铝属于轻量化的材质，能够降低制动盘的重量；本制动盘相对于传统材料(如灰铸铁、钢等)的一体制动盘更轻量化，能够显著降低汽车的重量，并显著提升了制动器的制动性能，且降低了热衰退和刹车距离，提升了汽车的性能。

另外，铝合金材质的盘本体2相对于现有的灰铸铁材质的盘本体2的导热性能更好，热传递散热效果更好；铝合金材质的盘本体2有利于降低制动器的制动距离，降低制动热衰退，能够提升汽车的制动安全性能。

结合图10中示出的制动环1的侧向视图和图11示出的制动环1的轴测图，可知，制动环1为具有预设厚度的圆环体，制动环1沿厚度方向的两端分别为两个端面(或两个侧平面)，一个制动环1的两个端面中的一个与盘本体2的连接面27连接的端面即为安装面13，连接面27和安装面13均为平面；两个制动环1的安装面13分别贴合连接在盘本体2的两个连接面27上。

制动环1的另一个端面为制动盘的工作面11，制动盘以制动环1的端面(或侧平面)为工作面11，制动盘具有两个工作面11，两个工作面11分别为两个制动环1的外露的端面(或背离盘本体2的端面)。工作面11即为制动盘在刹车过程中起摩擦降速作用的刹车面或(制动)摩擦面。

结合图10和图11所示，在制动环1的安装面13上均形成有多个安装凸起12，安装凸起12由安装面13朝向远离安装面13的方向外凸延伸，安装凸起12的中轴线或延伸轴线与安装面13呈夹角设置；安装凸起12可与制动环1一体成型或与制动环1可拆卸连接。

安装凸起12的数量与安装孔25的数量相同，且一个安装凸起12对应插接于一个安装孔25内，安装凸起12与安装孔25过盈插接，安装凸起12和安装孔25可采用压装的方式进行组合、装配，使得制动环1与盘本体2的连接更加牢固可靠。

制动环1采用碳陶(CC/SiC)材料制备，通过采用高性能的CC/SiC材料作为制动摩擦面，相对传统一体式灰铸铁制动盘或铝基复合制动盘，其材料热特性更好，密度更低，重量也更轻，且摩擦面因CC/SiC的材料特性，耐磨性更好，相对延长了制动盘的使用更换寿命，同时更对制动盘热性能有显著提升；制动环1具有更强地不易热变形的特点，且有更大的热容量，能相对降低制动温升，对抗制动热衰退具有更好的制动热性能表现和抗制动效能衰退的表现。

在本实施方式中，本制动盘将制动环1压装在盘本体2上，仅在盘本体2的两侧或两端使用碳陶材料的制动环1，盘本体2采用高强度的铝合金材料，从而降低了制动盘全部采用碳陶材料的使用成本；当制动盘的工作面11发生损坏或到达使用寿命时，本制动盘无须整体报废，仅需更换制动环1即可。

另外，本申请的制动盘，因碳陶材料相对传统的灰铁盘和铝基复合盘更耐磨，热容量更大，重量也更轻，因此，提高了汽车制动盘的使用寿命，即便制动盘总成发生工作面11损坏或达到使用更换条件时，拆解分离制动环1和盘本体2即可，更换新的制动环1后，盘本体2和制动盘整体还可以继续使用，从而降低了制造成本，同时也降低碳陶材料的使用量，从而降低了材料成本；且该制动盘结构简单、易于制造，可提升产品的工艺性和互换性。本制动盘采用了简化结构，相对传统的制动盘更有利于大规模生产，生产周期短、效率高，有利于降低制造和使用成本。

再者，在本制动盘中，本制动盘能够解决传统铝基复合盘不耐磨和热容量不足、灰铸铁制动盘重量太重的问题，达到轻量化并减轻簧下质量、提高热性能、节约材料以降低成本、售后易于更换和提升互换性的目的。

在其中一个实施例中，参照图10和图11所示，各安装凸起12均沿垂直于安装面13的方向外凸延伸，多个安装凸起12绕安装面13的中轴线间隔环绕设置；安装凸起12的横截面外轮廓呈圆形。

具体地，安装凸起12呈圆柱状，图11中，安装凸起12设有8个，安装凸起12的中轴线垂直于安装面13，对应地，安装孔25为圆柱状的通孔，安装孔25的中轴线垂直于连接面27，连接面27与安装面13相平行；安装凸起12的横截面直径大于或等于安装孔25的横截面直接，以使得安装凸起12与安装孔25实现过盈配合；多个安装凸起12在安装面13的中轴线的周向间隔且均匀分布，多组安装凸起12与安装孔25的组装配合，使得盘本体2与制动环1的连接更加可靠。

在本实施方式中，通过在制动环1的安装面13上设置圆柱状的安装凸起12，使安装凸起12与在盘本体2上设置的安装孔25过盈配合，采用柱状的安装凸起12，用料更少，在制动工况使用时，安装凸起12的抗剪切能力相对更强；且安装凸起12和安装孔25的配合方式能够减小使用状态下制动环1根部的应力集中度，以减小应力，使得安装凸起12和制动环1获得更久的疲劳耐久寿命，降低安装凸起12和制动环1的接触部位产生裂纹而导致失效的风险；可见，本制动盘能够提高疲劳耐久寿命的同时，还能够解决制动盘在使用过程中的应力集中过高、应力过大的问题。

在其中一个实施例中，参照图6-9所示，盘本体2的内部形成有与外部空间连通的散热通道26，安装孔25与散热通道26连通设置；其中，图7示出了盘本体正视方向的轴测图，图8示出了盘本体厚实方向的轴测图；图9示出了盘本体的纵向剖视图。

在制动盘转动的过程中，刹车时，制动环1的工作面11由于摩擦力的作用，会产生大量的热量，热量向盘本体2传递，使得制动环1和盘本体2的温度急剧升高，影响制动盘的正常运行和制动盘的使用寿命，故需要对制动盘进行降温。

因此，在盘本体2的内部开设散热通道26，使得制动环1和盘本体2上的热量能够通过散热通道26向外部空间进行扩散，以达到降低制动盘整体温度的目的。

在其中一个实施例中，参照图6-9所示，盘本体2包括第一盘体22、第二盘体23、连接结构24及法兰结构21，第一盘体22与第二盘体23平行且间隔设置，连接结构24连接于第一盘体22和第二盘体23之间；第一盘体22和第二盘体23的相背离的两个侧平面分别为两个连接面27；法兰结构21连接于第一盘体22或第二盘体23，且法兰结构21凸设于第一盘体22或第二盘体23的背离连接结构24的一侧；散热通道26形成于第一盘体22、第二盘体23及连接结构24之间。

具体地，第一盘体22和第二盘体23的结构相同，第一盘体22和第二盘体23均呈圆盘状(或圆柱状)，两个盘体(指第一盘体22和第二盘体23)平行、相对且间隔设置，两个盘体的相对设置的两个侧平面之间形成间隔空间，在间隔空间内设置连接结构24，通过连接结构24将两个盘体进行连接固定，连接结构24可与两个盘体可拆卸连接，也可与两个盘体一体成型；连接结构24外周的间隔空间即形成散热通道26，也就是说，第一盘体22和第二盘体23两个相对的侧平面与连接结构24之间共同围设形成散热通道26，散热通道26与外部空间连通。

一个制动环1与第一盘体22连接，并连接在第一盘体22的背离第二盘体23的侧平面上，该侧平面即为连接面27；另一个制动环1与第二盘体23连接，并连接在第二盘体23的背离第一盘体22的侧平面上，该侧平面即为另一个连接面27。

法兰结构21可连接在第一盘体22上，也可连接在第二盘体23上，法兰结构21在第一盘体22的一侧或在第二盘体23的一侧形成柱状的外凸结构；法兰结构21位于第一盘体22或第一盘体22的中心位置，法兰结构21与第一盘体22或第二盘体23一体成型，或法兰结构21可拆卸连接于第一盘体22或第二盘体23上。

在本实施方式中，参照图6-9所示，法兰结构21连接于第一盘体22，且法兰结构21朝向第二盘体23延伸，并延伸外凸于第二盘体23的背离连接结构24的一侧，也就是说，法兰结构21由第一盘体22的位置朝向第二盘体23方向延伸，并延伸于第二盘体23的外侧面。上述结构设计，能够延长法兰结构21的外凸高度，结构设计更加合理。

在其中一个实施例中，参照图7-9所示，连接结构24包括多个间隔且平行设置的连接柱，各连接柱的轴线均垂直于连接面27，连接柱的两端分别连接于第一盘体22和第二盘体23，第一盘体22、第二盘体23及各连接柱共同围设形成散热通道26；各安装孔25的孔底均连通至散热通道26。

连接柱可为圆柱体，多个连接柱绕第一盘体22或第二盘体23的中轴线间隔且均匀环绕设置，两个盘体与连接柱之间的空间均为散热通道26或散热空间，散热通道26能够与第一盘体22和第二盘体23之间以外的空间连通，以使得第一盘体22和第二盘体23及制动环1产生的热量传递至散热通道26，并通过散热通道26扩散至外部空间，以达到热量传递和扩散的目的。

在本实施方式中，第一盘体22和第二盘体23上均开设多个安装孔25，安装孔25由连接面27朝向第一盘体22和第二盘体23之间的方向延伸，直至延伸至第一盘体22和第二盘体23之间形成的散热通道26，使安装孔25的孔底延伸至散热通道26，一方面增大了盘体的散热面积，另一方面，安装孔25同样能够起到向散热空间进行导热的作用，能够进一步提高散热效率，提升散热效果。

在其中一个实施例中，参照图5和图10及图11所示，安装凸起12的外凸延伸长度小于或等于安装孔25的深度，也就是说，安装凸起12与安装孔25组装以后，安装孔25的孔底留有中空的空间区域，此空间区域能够在第一盘体22和第二盘体23向散热通道26散热的过程中起到导向作用和补充散热的目的，有利于提升散热效率。

在其中一个实施例中，参照图7及图8所示，第一盘体22上的各安装孔25的中轴线与第二盘体23上的各安装孔25的中轴线分别对应共线设置。

在本实施方式中，上述两个盘体上的安装孔25共线的设计，使得第一盘体22和第二盘体23上的安装孔25能够同时进行加工，并且能够在第一盘体22和第二盘体23及连接结构24组装以后进行一次加工，有利于降低加工难度，节约生产和加工成本。

本申请实施例还提供了一种车辆，车辆包括上述实施例中的制动盘，制动盘安装在车辆中设置的制动器中。

在本实施方式中，本车辆的制动盘，制动环1采用的碳陶材料相对传统的灰铁盘和铝基复合盘更耐磨，热容量更大，重量也更轻，因此，提高了汽车制动盘的使用寿命，即便制动盘总成发生工作面11损坏或达到使用更换条件时，拆解分离制动环1和盘本体2即可，更换新的制动环1后，盘本体2和制动盘整体还可以继续使用，从而降低了制造成本，同时也降低碳陶材料的使用量，从而降低了材料成本；且该制动盘结构简单、易于制造，可提升产品的工艺性和互换性。本制动盘采用了简化结构，相对传统的制动盘更有利于大规模生产，生产周期短、效率高，有利于降低制造和使用成本。

再者，本车辆的制动盘能够解决传统铝基复合盘不耐磨和热容量不足、灰铸铁制动盘重量太重的问题，达到轻量化并减轻簧下质量、提高热性能、节约材料以降低成本、售后易于更换和提升互换性的目的。

上述本申请实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。以上仅为本申请的优选实施例，并非因此限制本申请的专利范围，凡是利用本申请说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本申请的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种制动盘，其特征在于，包括：

盘本体，具有两个相背设置的连接面，各所述连接面开设有多个安装孔；所述盘本体的材质为铝合金；及

制动环，设有两个，两个所述制动环分别对应叠置于两个所述连接面；各所述制动环的与所述连接面贴合的安装面上凸设有多个安装凸起，各所述安装面上的所述安装凸起的数量与对应配合的所述连接面上的所述安装孔的数量相同，所述安装凸起与所述安装孔一一对应且过盈插接配合；所述制动环的材质为碳陶材质。

2.根据权利要求1所述的制动盘，其特征在于，各所述安装凸起均沿垂直于所述安装面的方向外凸延伸，所述多个安装凸起绕所述安装面的中轴线间隔环绕设置；所述安装凸起的横截面外轮廓呈圆形。

3.如权利要求1或2所述的制动盘，其特征在于，所述盘本体的内部形成有与外部空间连通的散热通道，所述安装孔与所述散热通道连通设置。

4.如权利要求3所述的制动盘，其特征在于，所述盘本体包括第一盘体、第二盘体、连接结构及法兰结构，所述第一盘体与所述第二盘体平行且间隔设置，所述连接结构连接于所述第一盘体和所述第二盘体之间；所述第一盘体和所述第二盘体的相背离的两个侧平面分别为两个所述连接面；所述法兰结构连接于所述第一盘体或所述第二盘体，且所述法兰结构凸设于所述第一盘体或所述第二盘体的背离所述连接结构的一侧；所述散热通道形成于所述第一盘体、所述第二盘体及所述连接结构之间。

5.如权利要求4所述的制动盘，其特征在于，所述连接结构包括多个间隔且平行设置的连接柱，各所述连接柱的轴线均垂直于所述连接面，所述连接柱的两端分别连接于所述第一盘体和所述第二盘体，所述第一盘体、所述第二盘体及各所述连接柱共同围设形成所述散热通道；各所述安装孔的孔底均连通至所述散热通道。

6.如权利要求4或5所述的制动盘，其特征在于，所述法兰结构连接于所述第一盘体，且所述法兰结构朝向所述第二盘体延伸，并延伸外凸于所述第二盘体的背离所述连接结构的一侧。

7.如权利要求4或5所述的制动盘，其特征在于，所述法兰结构与所述第一盘体或所述第二盘体一体成型，或

所述法兰结构可拆卸连接于所述第一盘体或所述第二盘体。

8.如权利要求4或5所述的制动盘，其特征在于，所述第一盘体上的各所述安装孔的中轴线与所述第二盘体上的各所述安装孔的中轴线分别对应共线设置。

9.如权利要求1或2所述的制动盘，其特征在于，所述安装凸起的外凸延伸长度小于或等于所述安装孔的深度。

10.一种车辆，其特征在于，包括如权利要求1-9任一项所述的制动盘。