制动噪声及振动介绍

1.制动噪音及振动介绍

1.1声学基本术语

声音: 由物体的振动所造成的,并经弹性界质以声波的方式将能量传送出.

频率:单位时间內质点振动的周数(Hz)

声压: 振动强度(Pa)0,00002 < p < 200 [Pa]

为避免以Pa来表达声音或噪音,使用分贝(dB)这个标度。该标度以20μPa 作为参考声压值，并定义这声压水平为0分贝.

分贝值= 20 log(p/p ref) dB

6.Rattle

7.Clonk

8.Wire-brush

9.

Chirp

10.Creak

1.LF-Squeal

2.HF-Squeal

3.(Hot-)Judder

4.Groan

5.

Moan

制动尖叫(Squeal)是制动刹车时最主要的噪音,可以通过减少振动来最小化噪音.制动时最常见十种噪音及振动问题

1.2制动噪音及振动的分类

500 1 k 10 k 20 k

Hz

Brake Shudder

< 100Hz

Groan Moan

High Frequency Squeal

LF Squeal Wire Brush

Shudder Groan/Moan LF squeal HF squeal Pad

Calliper

Rotor

Knuckle

Suspension

Bea r ing

Tire

1.3制动尖叫

1.3.1 一般知识

-由刹车片和制动盘摩擦引起，在一个或多个共振频率下发生；

-主要由制动盘发出，制动盘充当了扩音器的功能。

影响低频尖叫的主要因素(低频尖叫1-3KHz)

制动盘制动钳转向节悬挂刹车片

-盘厚度偏差-钳体-刚性-刚度-摩擦系数-材质-支架-模态频率-模态频率-材质

-表面处理-紧固件-材质/质量/ -材质/质量/ -尺寸形状

阻尼特性阻尼特性

-导向支架-减振片

-活塞尺寸/材质

1.3.3 模拟制动尖叫时各部件的形态

10 modes

100 modes

40 modes40 modes

1.3.4制动盘动态模型

横波

纵波切线运动平面剪切

1.4 制动噪音Groan

1.4.1制动噪音Groan

-制动噪音Groan是一种小于600Hz的低频噪音

-通常坐在车内的乘客能感觉到

-由车体结构的共振所引起

1.4.2 噪音Groan的特点

-车身随制动前倾时

-车速较低时

-在自动档车很容易发生

-噪音表现为一连串的有节奏的震动

-这种连续有节奏的震动是由于刹车片和制动盘间的蠕动

现象产生的

1.4.3造成Groan 噪音的潜在因素

-刹车片热变形

-刹车片/制动盘之间以及刹车片/卡钳之间的压力分布

-制动盘变形,即表面起槽,形成波纹及表面处理形态等

-摩擦力与速度

-卡钳刚度

-轴套刚度

1.5 制动噪音Moan

制动噪音Moan的特点

-人耳可以听到的这类噪音为小于500Hz

-通常与制动部件、轴以及悬挂系统的刚性有关

Moan 的发生条件

-车速较低

-很小或者没有制动压力

-制动转向或非制动转向时

Moan 噪音发生的潜在原因

-制动与悬挂装置之间处于锁死状态

-刹车片和制动盘以及卡钳与刹车片的压力分布

-非制动拖滞力矩

1.6 制动抖动Shudder

•主要由悬挂系统和转向系统共振造成的

•驾驶者可通过方向盘,地板,仪表盘,坐椅,刹车踏板等感觉到

•一般由轮胎压力变化，部件不平衡转动以及制动扭矩偏差造成•振动频率为5 到100Hz ,并受轮速变化的影响

•抖动的感觉与共振的频率大小，车辆本身的敏感性如传动路径，分系统的共振频率及阻尼特性都有关系

制动扭距变化和

方向盘振动示例

•由制动扭矩偏差产生的颤抖叫“制动颤抖或抖动”

•制动颤抖可进一步分为以下几种情况:

-热抖动=> 制动温度> 200 C

-冷抖动=> 制动温度< 200 C

-新车抖动= 新制动部件

-湿颤抖=制动部件进水

-高速颤抖=> 130kph

2. 当前工业应用

2.1 制动噪音抱怨

•60%

•20%

•5%

•15%

•other

•Groan/Graunch/Moan

•Shudder

•Squeal

60%5%

15%20%

2.2 各国对制动要求

4

2

4

3

清洁程度

3434磨损2312性能1121制动噪音控制澳大利亚

日本欧洲美国

2.3 解决制动尖叫的工具

调查、分析及验证工具

-整车测试

-台架测试(制动角总成和底盘)

-实验模态测试

-模拟

-温度记录法

-摩擦

一般的解决方案

消除激发噪声的源头(倒角设计,摩擦材料配方优化)

增加阻尼(摩擦材料加底料(减振层),制动盘和加减振片)

消除制动部件耦合的状态

改变接触面的压力分布