史东杰,王智文，孙垒，焦孟旺，曹伟

(北京汽车研究总院有限公司，北京 101300)

0 引言

近年来，由于汽车销量的高速增长，对汽车行业的节能减排要求日益提高，汽车轻量化已经成为各大主机厂实现节油减排的重要途径，研究表明：汽车整备质量降低10%，可实现油耗降低6%～8%，排放降低5%～6%，油耗每减少1 L，可降低2.45 kg CO2排放量[1]。簧下质量的降低对汽车制动距离、转向力、加速、轮胎寿命等性能产生积极影响，提升整车驾驶舒适性与安全性[2]。为验证汽车簧下质量降低对新能源车型电耗的影响，开展了纯电动车整车路试试验对比分析：在NEDC工况下对某纯电动汽车在簧下零件减重10 kg前后分别进行整车路试试验，试验结果表明簧下质量降低10 kg后，整车续航里程提升约6%以上，电耗降低2%～4%。制动盘属于汽车簧下质量，目前汽车常用的制动盘主要为灰铸铁铸造成型，其质量较大。

当前行业内制动盘的轻量化途径主要有3个：(1)一体式铝基碳化硅制动盘；(2)铝合金/高强钢盘帽+灰铸铁摩擦环组合式制动盘；(3)铝/高强钢盘帽+碳纤增强陶瓷摩擦环组合式制动盘。如图1所示，其中第1种和第3种轻量化制动盘价格昂贵，不适用于常规乘用车型应用，第2种铝合金盘帽+灰铸铁摩擦环组合式制动盘性价比最优，本文作者基于某车型通风式制动盘，进行“铝盘+灰铸铁摩擦环组合式制动盘”技术开发评价。

图1 制动盘轻量化技术途径

1 结构设计分析

按照工作区域将制动盘分为盘帽和摩擦环，如图2所示，与轮毂和轮毂轴承接触来固定安装和传递力矩的区域为盘帽，与摩擦片相贴合产生汽车制动力的区域为摩擦环。……