浮动式汽车制动盘的制作方法

1.本发明涉及制动盘技术领域，特别是涉及浮动式汽车制动盘。


背景技术：

2.陶瓷增强铝基复合材料制动盘，简称铝陶盘，因为具有重量轻、导热性好、耐腐蚀性强等优点，成为传统钢铁制动盘的理想替代品，在轨道交通领域及新能源汽车领域具有广阔的应用前景。然而，铝陶制动盘在实际应用中还面临一些技术挑战。例如，与铸铁材料和碳陶材料相比，陶瓷增强铝基复合材料的热膨胀系数较大，因此，在反复制动过程中，铝陶制动盘可能会经历不可逆的热变形，特别是在高温和温度不均的情况下，而传统的分体式铝陶制动盘，摩擦环和盘帽通常会被轴向锁紧，没有足够的空间余量来消除热变形带来的轴向载荷。这可能导致摩擦环位置的偏移和摩擦性能的下降。同时，还可能对周围的其他零部件，如卡钳等，产生干涉现象，从而影响行车安全和制动效果。


技术实现要素：

3.基于此，有必要提供一种浮动式汽车制动盘，该制动盘盘帽和摩擦环之间具有足够的空间余量来消除热变形带来的轴向载荷，从而提高行车安全和制动效果。
4.一种浮动式汽车制动盘，包括：
5.盘帽，所述盘帽包括帽体和沿所述帽体径向向外延伸的第一连接部和第二连接部，所述第一连接部的外径小于所述第二连接部的外径，所述第一连接部沿外侧周向均布有第一凹槽，所述第二连接部以周向均布的方式在若干第一凹槽位置处设有轴向通孔；
6.与所述盘帽同轴设置的摩擦环，所述摩擦环包括盘体和沿所述盘体径向向内延伸的附接部，所述附接部沿内侧周向均布有与所述第一凹槽数量相同、位置对应的第二凹槽，设有轴向通孔处的第一凹槽与对应的第二凹槽围合形成空心销容纳空间，未设有轴向通孔处的第一凹槽与对应的第二凹槽围合形成实心销容纳空间；
7.覆盖所述空心销容纳空间和实心销容纳空间的压板，所述压板上设有与所述轴向通孔数量相同、位置对应的连接孔；
8.与所述空心销容纳空间数量相同、形状匹配的空心销，每个所述空心销设置在对应的空心销容纳空间内；
9.与所述实心销容纳空间数量相同、形状匹配的实心销，每个所述实心销设置在对应的实心销容纳空间内；及
10.与所述空心销数量相同、形状匹配的紧固件，每个所述紧固件设置在对应的空心销内，两端分别穿过对应的连接孔和轴向通孔锁紧，锁紧后，所述附接部与所述压板或第二连接部之间留有间隙。
11.在其中一个实施例中，锁紧后，所述间隙为0.1mm～0.5mm。
12.在其中一个实施例中，所述第二连接部以每间隔至少一个第一凹槽的方式在对应第一凹槽位置处设有轴向通孔。
13.在其中一个实施例中，所述第二连接部以每间隔两个第一凹槽的方式在对应第一凹槽位置处设有轴向通孔，所述轴向通孔的数量为九个。
14.在其中一个实施例中，每个所述空心销容纳空间内设有空心销弹性件，用于弹性支撑所述空心销。
15.在其中一个实施例中，所述空心销弹性件的弹力可支撑所述空心销自重的2～10倍。
16.在其中一个实施例中，每个所述实心销容纳空间内还设有实心销弹性件，用于弹性支撑所述实心销。
17.在其中一个实施例中，所述实心销弹性件的弹力可支撑所述实心销自重的2～10倍。
18.在其中一个实施例中，每个所述空心销与对应的空心销容纳空间在周向上紧密配合；每个所述实心销与对应的实心销容纳空间在周向上紧密配合。
19.在其中一个实施例中，锁紧后，所述压板的径向内边缘与所述帽体径向外边缘之间的距离为0.3mm～0.8mm，所述压板的径向外边缘与所述盘体径向内边缘之间的距离为0.3mm～0.8mm。
20.上述浮动式汽车制动盘，组装后，摩擦环的附接部与盘帽的第一连接部通过周向交错均布的空心销、实心销相连，同时，空心销内设置紧固件，紧固件两端分别穿过压板的连接孔和第二连接部的轴向通孔锁紧，锁紧后，附接部与压板或第二连接部之间留有间隙，使得摩擦环的六自由度仅保留垂直于摩擦面方向的自由度，从而允许摩擦环相对于盘帽在垂直于摩擦面方向上轻微摆动，进而在卡钳施加力时自动对中，以补偿铝陶制动盘由于膨胀或热变形可能引起的位置偏移，降低干涉风险，提高制动效果和行车安全性。
21.此外，通过在实心销容纳空间内设置实心销，可以提高摩擦环和盘帽的连接强度。
附图说明
22.图1为一实施方式的浮动式汽车制动盘的结构示意图；
23.图2为图1中浮动式汽车制动盘的剖视图；
24.图3为图1中浮动式汽车制动盘的爆炸结构示意图。
具体实施方式
25.为了便于理解本发明，下面将对本发明进行更全面的描述，并给出了本发明的较佳实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。
26.需要说明的是，当元件被称为“设置”在另一个元件，它可以是直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。
27.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
28.请参阅图1～3，一实施方式的浮动式汽车制动盘10，包括盘帽11、摩擦环13、压板
15、空心销17、实心销18和紧固件19。
29.其中，盘帽11包括帽体111和沿帽体111径向向外延伸的第一连接部113和第二连接部115，第一连接部113的外径＜第二连接部115的外径。第一连接部111沿外侧周向均布有第一凹槽(图未标)，第二连接部115以周向均布的方式在若干第一凹槽位置处设有轴向通孔117。
30.需要说明的是，第二连接部115以周向均布的方式在若干第一凹槽位置处设有轴向通孔117，指的是，第二连接部115可以在每个第一凹槽位置处设有轴向通孔117，也可以以每间隔n个第一凹槽的方式在对应的第一凹槽位置处设置轴向通孔117，n≥1。
31.在本实施方式中，第二连接部115以每间隔至少两个第一凹槽的方式在对应第一凹槽位置处设有轴向通孔117。
32.进一步的，第二连接部115以每间隔两个第一凹槽的方式在对应第一凹槽位置处设有轴向通孔117，轴向通孔117的数量为9个。
33.上述轴向通孔117的排布方式，可有效提高制动盘10的结构稳定性和传递扭矩的能力，避免第二连接部115强度降低或变形的同时，实现摩擦环13和盘帽11之间的平衡受力和自动对中。
34.摩擦环13与盘帽11同轴设置。
35.其中，摩擦环13包括盘体131和沿盘体131径向向内延伸的附接部133。该附接部133沿内侧周向均布有与第一凹槽数量相同、位置对应的第二凹槽。
36.可以理解，盘体131上下表面即为摩擦面。
37.设有轴向通孔117处的第一凹槽与对应的第二凹槽围合形成空心销容纳空间。未设有轴向通孔117处的第一凹槽与对应的第二凹槽围合形成实心销容纳空间。
38.在本实施方式中，空心销容纳空间用于容纳空心销17，因此空心销17与空心销容纳空间数量相同、形状匹配，组装后，每个空心销17设置在对应的空心销容纳空间内，并在周向上与对应的空心销容纳空间紧密配合，用于传递制动扭矩。
39.在本实施方式中，实心销容纳空间用于容纳实心销18，因此实心销18与实心销容纳空间数量相同、形状匹配，组装后，每个实心销18设置在对应的实心销容纳空间内，并在周向上与对应的实心销容纳空间紧密配合，用于传递制动扭矩。
40.可以理解，若第二连接部115在每个第一凹槽位置处设有轴向通孔117，则不存在实心销容纳空间，自然也不存在对应的实心销。
41.压板15用于覆盖上述空心销容纳空间和实心销容纳空间。压板15上设有与轴向通孔117数量相同、位置对应的连接孔151。
42.紧固件19与空心销17数量相同、形状匹配。组装后，每个紧固件19设置在对应的空心销17内，两端分别穿过对应的连接孔151和轴向通孔117锁紧，锁紧后，附接部133与压板15或第二连接部115之间留有间隙。
43.通过设置间隙，可使摩擦环13在垂直于摩擦面方向上有一定的自由度，从而在卡钳施加力时自动对中，以补偿铝陶制动盘由于膨胀或热变形可能引起的位置偏移，降低干涉风险，提高制动效果和行车安全性。同时，还可以防止外部介质渗入空心销容纳空间和实心销容纳空间影响阻尼效果和摩擦环13自动对中的性能。
44.进一步的，间隙为0.1mm～0.5mm。即组装锁紧后，附接部133与压板15或第二连接
部115之间的距离为0.1mm～0.5mm。若该间隙过小，则会增加摩擦环13和盘帽11之间的拖滞力和热膨胀，造成噪音和磨损；若该间隙过大，则会影响制动的响应时间和制动力，甚至导致制动失效。
45.在本实施方式中，紧固件19包括螺栓191和螺母193，组装后，螺栓191从连接孔151穿入，依次经空心销17和轴向通孔117穿出，并用螺母193锁紧。
46.进一步的，锁紧后，压板15的径向内边缘与帽体111径向外边缘之间的距离为0.3mm～0.8mm，压板15的径向外边缘与盘体131径向内边缘之间的距离为0.3mm～0.8mm，一方面便于摩擦环13在垂直于摩擦面方向上的轻微摆动，另一方面可有效防止压板15在制动过程中因热膨胀与帽体111或盘体111发生干涉或碰撞，从而避免产生噪音或损伤。
47.在本实施方式中，每个空心销容纳空间内还设有空心销弹性件171，该空心销弹性件171的弹力可支撑空心销17自重的2～10倍。
48.在本实施方式中，每个实心销容纳空间内还设有实心销弹性件181，该实心销弹性件181的弹力可支撑实心销18自重的2～10倍。
49.上述空心销弹性件171和实心销弹性件181的设置，一方面用于弹性支撑空心销17和实心销18，使得摩擦环13的六自由度仅保留垂直于摩擦面方向的自由度，从而允许摩擦环13相对于盘帽11在垂直于摩擦面方向上轻微摆动，进而在卡钳施加力时自动对中，以补偿铝陶制动盘由于膨胀或热变形可能引起的位置偏移，降低干涉风险，提高制动效果和行车安全性；另一方面，可以防止空心销17和实心销18在安装过程中变形或松动，提高摩擦环13和盘帽11的连接强度和稳定性。同时，空心销弹性件171和实心销弹性件181的设置还可以缓冲振动和冲击，减少噪音和磨损。
50.在本实施方式中，空心销弹性件171和实心销弹性件181均为弹簧。
51.上述浮动式汽车制动盘10，组装后，摩擦环13的附接部133与盘帽11的第一连接部113通过周向交错均布的空心销17、实心销18相连，同时，空心销17内设置置紧固件19，紧固件19两端分别穿过连接孔151和轴向通孔117锁紧，使得摩擦环13的六自由度仅保留垂直于摩擦面方向的自由度，从而允许摩擦环13相对于盘帽11在垂直于摩擦面方向上轻微摆动，进而在卡钳施加力时自动对中，以补偿铝陶制动盘由于膨胀或热变形可能引起的位置偏移，降低干涉风险，提高制动效果和行车安全性。
52.此外，第一凹槽与第二凹槽围合形成的容纳空间，通过压板15、紧固件19的配合可形成较为密闭的空间，能有效阻止外部介质的流入，防止因外部介质渗入过多从而影响空腔内阻尼，进而对摩擦环自动对中造成卡盘、偏心等影响。
53.以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

技术特征：
1.一种浮动式汽车制动盘，其特征在于，包括：盘帽，所述盘帽包括帽体和沿所述帽体径向向外延伸的第一连接部和第二连接部，所述第一连接部的外径小于所述第二连接部的外径，所述第一连接部沿外侧周向均布有第一凹槽，所述第二连接部以周向均布的方式在若干第一凹槽位置处设有轴向通孔；与所述盘帽同轴设置的摩擦环，所述摩擦环包括盘体和沿所述盘体径向向内延伸的附接部，所述附接部沿内侧周向均布有与所述第一凹槽数量相同、位置对应的第二凹槽，设有轴向通孔处的第一凹槽与对应的第二凹槽围合形成空心销容纳空间，未设有轴向通孔处的第一凹槽与对应的第二凹槽围合形成实心销容纳空间；覆盖所述空心销容纳空间和实心销容纳空间的压板，所述压板上设有与所述轴向通孔数量相同、位置对应的连接孔；与所述空心销容纳空间数量相同、形状匹配的空心销，每个所述空心销设置在对应的空心销容纳空间内；与所述实心销容纳空间数量相同、形状匹配的实心销，每个所述实心销设置在对应的实心销容纳空间内；及与所述空心销数量相同、形状匹配的紧固件，每个所述紧固件设置在对应的空心销内，两端分别穿过对应的连接孔和轴向通孔锁紧，锁紧后，所述附接部与所述压板或第二连接部之间留有间隙。2.根据权利要求1所述的浮动式汽车制动盘，其特征在于，锁紧后，所述间隙为0.1mm～0.5mm。3.根据权利要求1所述的浮动式汽车制动盘，其特征在于，所述第二连接部以每间隔至少一个第一凹槽的方式在对应第一凹槽位置处设有轴向通孔。4.根据权利要求3所述的浮动式汽车制动盘，其特征在于，所述第二连接部以每间隔两个第一凹槽的方式在对应第一凹槽位置处设有轴向通孔，所述轴向通孔的数量为九个。5.根据权利要求1所述的浮动式汽车制动盘，其特征在于，每个所述空心销容纳空间内还设有空心销弹性件，用于弹性支撑所述空心销。6.根据权利要求5所述的浮动式汽车制动盘，其特征在于，所述空心销弹性件的弹力可支撑所述空心销自重的2～10倍。7.根据权利要求1所述的浮动式汽车制动盘，其特征在于，每个所述实心销容纳空间内还设有实心销弹性件，用于弹性支撑所述实心销。8.根据权利要求7所述的浮动式汽车制动盘，其特征在于，所述实心销弹性件的弹力可支撑所述实心销自重的2～10倍。9.根据权利要求1所述的浮动式汽车制动盘，其特征在于，每个所述空心销与对应的空心销容纳空间在周向上紧密配合；每个所述实心销与对应的实心销容纳空间在周向上紧密配合。10.根据权利要求1所述的浮动式汽车制动盘，其特征在于，锁紧后，所述压板的径向内边缘与所述帽体径向外边缘之间的距离为0.3mm～0.8mm，所述压板的径向外边缘与所述盘体径向内边缘之间的距离为0.3mm～0.8mm。

技术总结
本申请涉及浮动式汽车制动盘，该制动盘组装后，摩擦环的附接部与盘帽的第一连接部通过周向交错均布的空心销、实心销相连，同时，空心销内设置紧固件，紧固件两端分别穿过压板的连接孔和第二连接部的轴向通孔锁紧，锁紧后，附接部与压板或第二连接部之间留有间隙，使得摩擦环的六自由度仅保留垂直于摩擦面方向的自由度，从而允许摩擦环相对于盘帽在垂直于摩擦面方向上轻微摆动，进而在卡钳施加力时自动对中，以补偿铝陶制动盘由于膨胀或热变形可能引起的位置偏移，降低干涉风险，提高制动效果和行车安全性。行车安全性。行车安全性。


技术研发人员：邱振宇 霍树海 曹柳絮 刘春轩 蒋兆汝 石安红 梁啟文 戴青松 吴云 梁彬彬 苏新 汪衡虎 兰阳春
受保护的技术使用者：湖南湘投轻材科技股份有限公司
技术研发日：2023.07.24
技术公布日：2023/9/20