制动器轻量化和制动性能的增强是本研究的两大目标，这项研究导致对传统的制动部件的重新开发，并为盘式制动钳壳体创制成功重量轻而性能优良的新型结构，即具有高质量—性能。这种新型薄壁宽型桥式(TWB)壳体比原先设计结构轻，从而有利于提高车辆的燃油经济性。薄壁桥式壳体也提供配置更大直径的制动盘和增加摩擦衬块的面积，有利于降低制动盘的工作温度，减少制动性能衰减和摩擦衬块的磨损。
盘式制动器的基本原理(概念)从批量生产的汽车上应用以来的40多年中尚未有根本性改变，其基本工作原理就是盘式制动器制动钳壳体通过挤压摩擦衬块对旋转着的制动盘产生阻力以降低车轮的转速从而实现制动功能(见图1)。
此后对盘式制动器所作的改进只是一种折衷措施并未根本上改变其基本结构和工作原理。制动钳壳体和制动盘在车轮结构配置空间中相互争夺有限空间。因为制动盘直接紧靠着制动钳壳体的底部。当制动钳壳体增加每一毫米的厚度都要求相应缩短1mm制动盘半径，反之亦然(见图2)。
另一方面，较厚的制动钳减少了壳体应力和变形，由此达到增加寿命的目标，降低制动卸载负荷并且改善制动踏板的操作感。另一方面，较大制动盘直径提供了更大质量和表面积，由此相应使制动器工作温度增速变慢，使制动器冷却加快。此外，较大制动盘直径通常能够配置较大的摩擦衬块，由此延长其磨损寿命。
对制动器工程设计人员提出的挑战就是如何权衡这些特点，如何合理地在有限的车轮空间中配置制动钳和制动盘，以达到优化结构，满足用户对车辆的特殊性能的需求。
不同的配置要求
在许多应用事例中，结构空间并不是特别的问题。其中一个实例就是在装有15”车轮的B级乘用车的后盘式制动器。图3表示制动部件插装在车轮后还有相当空间。230mm直径的制动盘能够有效满足车辆制动产生的能量的吸收和释放的要求。这些要求是由于车辆的本身整备质量、车速以及规定的前后制动力平衡而产生的。
制动钳的厚度和宽度(分别为30mm和100mm)在制动钳壳体上提供适当的应力和变形。可以看到，在制动钳与车轮之间还有25mm较宽裕的间隙。
在其他应用实例中，尽管每1毫米的空间必须得到有效利用。例如，装有18”车轮的轻型货车的后盘式制动钳(见图4)。直径为340mm的制动盘安装在紧靠制动钳壳体下方，在制动钳顶部和车轮之间只留有5mm的间隙。
在这种场合要求被满足时，就有可能改进制动钳壳体的重量和刚度，而且在相同的装配结构中采用薄壁宽式桥(TWB)结构设计，达到较大的制动盘直径(见图5)。薄壁宽式桥结构是由TRW的子公司Kelsey-Hayes开发的。在薄壁宽式桥(TWB)的设计中，制动钳桥的厚度与传统设计相比重量减轻45％，而与此同时，相应宽度增加40％。
厚度增加45％的薄壁宽式桥具有以下优点：
液压制动缸活塞有效半径增加，相当于制动力矩输出增加8％。
制动盘直径增加，使制动盘热质量增加和散热面积增加约8％。
约增加摩擦衬块面积8％，换言之，使摩擦衬块的磨损寿命相应增加。制动钳壳体的重量约降低20％。
新型制动钳的工作原理
从薄壁宽式桥结构的改进设计结果首先给人的印象是非直觉的，薄壁宽式桥(TWB)壳体结构比从前结构设计薄而轻，因此薄壁宽式桥结构是牢固的或者说进一步增强刚度。
问题：它们是怎样改善性能的?
回答：这取决于重要的l/d比值!
制动钳桥的刚度(对变形的抗力或抗弯强度)是由I／d比值控制，其中I-表示其质心部分的转动惯量，d-表示其质心和液压制动器活塞轴线之间的距离或“力臂”。
当I在上述两种结构设计中相似时，则d显著减小(应直接归因于上述制动器活塞有效半径的增加)。在TWB的设计中稍增加的转动惯量闹显著减少的力臂d的组合，即I／d提高51％。
这是应用大多数工程研究成果时作出的可能的折衷措施。TRW的工程技术人员通过对设计细节密切关注和采用改进的设计工具和技术以减少潜在的缺点。例如，较宽的制动钳壳体形成较宽扭力架，这种扭力架在不存在弥补设计细节的情况下会较重。
TRW的薄壁宽式桥制动钳具有如下特点
轻量化的制动钳减少了车辆非悬挂质量并改善车辆燃油经济性。
制动踏板的操作感觉和制动器释放阻力等于或优于一般结构设计
较大直径的制动盘有利于改善能量的吸收和释放
摩擦衬块表面积增加延长了摩擦衬块的寿命。
实际上，尽管TRW的工程技术人员已经找到，获得由较宽的支架提供的优点，诸如在安装用于把支架固定在车辆上的螺栓之间的较大间距，并且与非薄壁宽式桥结构的传统设计相比减少了实际质量。
以类似的方式，对诸如摩擦衬块回转力和应力值以及整个总成的挠曲变形加以仔细分析考虑。考虑到这些设计细节的目标是天合公司专有的，图6表示带有最佳质量的制动钳支架的逐步逼近的优化设计。
应用的现状和前景
薄壁宽式桥结构的制动钳设计是TRW整个制动器设计目录中令人注目的设计，因为它为提高车辆燃油经济性和延长制动器寿命作出了贡献。薄壁宽式桥结构技术在2004年7月开始为戴姆勒•克莱斯勒2005车型年的Dodge Dakota皮卡车首次批量生产，从那时开始以来已生产若干种产品。预计从现在起到2010年底将有12种以上的产品投入应用。
