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制動器噪音分析研究

文檔作者：譚苗文檔來源：西安航空制動科技有限公司		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時(shí)間： 2021年02月27日
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‘ 汽車實(shí)用技術(shù)
AUTOMOBILE APPLIED TECHNOLOGY
2017年第瑚
201 7 N0。1
10．16638／j．cnki．167卜7988．2017．02．067
制動器噪音分析研究
譚苗
(西安航空制動科技有限公司，陜西西安713 106)
摘要：制動器產(chǎn)品安裝到整車后，正常行車或制動過程中產(chǎn)生噪音，稱為制動噪音，制動器噪音分為行車噪音和
制動噪音。引發(fā)制動器噪音的原因是多方面的，它影響駕駛的舒適性。文章將對制動器噪音故障現(xiàn)象進(jìn)行分析、研
究。
關(guān)鍵詞：行車噪音；制動噪音；異晌
中圖分類號：U463．5文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1 671—7988(201 7)02—1 96—03
Brake noise analysis and research
TanMiaO
(Xi’an aviation bral(e tcchnolo斟co．，U'D，ShaanXi Xi’aIl 713106)
Abstract：After installed to me vchicle bral(e products，iIl the process of nomal driVing orbral(ing noise，knoⅥm as brake
noise，brake noise is divided into“Ving andbral(ing noise．111ere are a Variety ofcauses ofbral(e noise，it a＆cts me driVing
comfort．This article wⅢanalyze the bmke noise矗lun phenomena，research．
Keywords：1nramc noise；The brake noise；Abnor嘲l(fā) sound
CLC NO．：U463．5 Document Code：A ArticIe ID：167l-7988(2017)02-196—03
引言
制動器安裝于底盤系統(tǒng)，由于組成零部件在搬運(yùn)過程中
松動或變形、裝配干涉、材質(zhì)等因素的影響，會在整車行駛
或制動過程中產(chǎn)生聲音。根據(jù)聲音產(chǎn)生的原因、響度及產(chǎn)生
的頻次等，判斷其是否滿足標(biāo)準(zhǔn)要求，不符合標(biāo)準(zhǔn)要求則稱
為噪音，通常也稱為異響。對制動器噪音產(chǎn)生的原因進(jìn)行鑒
別分析，有利于及時(shí)排除故障。
1、制動器噪音類型
制動器噪音可以分為行車噪音和制動噪音兩種類型：
行車噪音為制動器安裝在車輛上后，零部件松動、變形、
裝配干涉及破壞等原因，出現(xiàn)振動、接觸摩擦而導(dǎo)致的噪音。
制動噪音是指車輛在制動過程中，制動塊與制動盤、制
作者簡介：譚茵，就職于西安航空制動科技有限公司。
動蹄與制動鼓對偶摩擦產(chǎn)生的尖叫、異響等。通常制動噪音
又稱為制動異響。
目前，國家對制動器制動噪音籠統(tǒng)的要求為不允許出現(xiàn)，
汽車行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)Qc廠r564．1999進(jìn)行臺架試驗(yàn)時(shí)，制動噪音要
求應(yīng)小于76dB。
2、典型制動器噪音案例
某前制動器總成在試驗(yàn)場進(jìn)行路試時(shí)客戶反饋制動時(shí)有
“咔嗒!”聲出現(xiàn)。客戶分析原因?yàn)椋褐苿訒r(shí)，制動襯片發(fā)響，
制動振動頻率與制動系統(tǒng)的固有頻率相重合或接近，產(chǎn)生共
振時(shí)制動噪音。在產(chǎn)品排故的過程中，經(jīng)對缸體內(nèi)部進(jìn)行除
污后，解決了活塞卡滯等現(xiàn)象，使得ABS工作同步，異響消
失。
某前制動器總成在進(jìn)行驅(qū)動耐久性試驗(yàn)。顧客反饋以
50}ol／}l的初速度進(jìn)行制動，車輛即將停止時(shí)有“吱!”的聲
音產(chǎn)生。對制動塊配套商咨詢后，對制動盤硬度進(jìn)行了調(diào)整，
萬方數(shù)據(jù)
197 汽車實(shí)用技術(shù)2017年第2期
使剎車面硬度值為船190～210，并進(jìn)行了重新送樣試驗(yàn)，客
戶反饋故障未再現(xiàn)。
某制動器在進(jìn)行二次效能試驗(yàn)時(shí)，出現(xiàn)拖滯現(xiàn)象并伴有
持續(xù)的“咕!咕!”聲。觀察制動蹄發(fā)現(xiàn)有析碳呈光亮帶現(xiàn)象。
分析認(rèn)為制動蹄摩擦片熱穩(wěn)定性較差，出現(xiàn)析碳現(xiàn)象。拖滯
導(dǎo)致摩擦片與制動鼓局部接觸摩擦，摩擦片析碳硬膜與制動
鼓摩擦不均勻而產(chǎn)生響聲。
某后制動器新品多次發(fā)生行車異響現(xiàn)象，對故障一一進(jìn)
行了排除。引起故障原因如下：
1)制動底板與護(hù)板焊接不同心，與后橋裝配后，制動鼓
與護(hù)板干涉；
2)制動底板翹曲與制動鼓防塵槽干涉；
3)護(hù)板在物流搬運(yùn)過程中產(chǎn)生變形與制動鼓干涉。
3、分析與控制
制動器制動噪音出現(xiàn)，通常是偶然現(xiàn)象，數(shù)據(jù)采集分析
存在一定的困難。并且由于導(dǎo)致噪音的機(jī)理不同，產(chǎn)生噪音
音調(diào)、響度(用分貝dB計(jì)量)和表象通常也不相同。目前，
對制動器噪音的設(shè)計(jì)控制、試驗(yàn)分析、生產(chǎn)控制方法通常如
下：
3．1設(shè)計(jì)控制
將制動器產(chǎn)品建立三維數(shù)模，利用模擬仿真分析軟件設(shè)
定產(chǎn)品的材料和使用環(huán)境等進(jìn)行參數(shù)設(shè)定，進(jìn)行模擬仿真分
析，檢查可能出現(xiàn)噪音的部件并進(jìn)行動態(tài)調(diào)整，直至不能出
現(xiàn)噪音為止。
3．2試驗(yàn)分析
對制動盤、大發(fā)制動鼓等零件進(jìn)行固有頻率測定，將產(chǎn)
品的固有頻率通過材質(zhì)調(diào)整控制在一定范圍內(nèi)，避免制動盤
制動鼓因?yàn)樾熊嚮蛑苿舆^程中的共振而產(chǎn)生噪音。
3．3生產(chǎn)控制
對制動塊熱振蕩頻率測定進(jìn)行噪音的預(yù)防和質(zhì)量控制。
4、制動器噪音應(yīng)對策略
制動器的噪音產(chǎn)生是偶然現(xiàn)象，并非同一型號或同一批
次的所有產(chǎn)品均存在這一故障現(xiàn)象，因此不是必然現(xiàn)象，并
非產(chǎn)品設(shè)計(jì)控制不合理而導(dǎo)致故障。個(gè)別制動器噪音的產(chǎn)生
是過程控制不足引起的，嚴(yán)格按產(chǎn)品設(shè)計(jì)圖紙要求和相關(guān)標(biāo)
準(zhǔn)要求進(jìn)行產(chǎn)品的生產(chǎn)加工，可以從源頭上減少產(chǎn)生噪音的
幾率。將制動器噪音這一故障現(xiàn)象可能產(chǎn)生的原因進(jìn)行分析，
并將分析出的控制方法納入生產(chǎn)過程有利于產(chǎn)品的質(zhì)量控
制，可以減少故障率，更有利于進(jìn)行故障的排除。
根據(jù)經(jīng)驗(yàn)和理論分析，導(dǎo)致制動器噪音的原因有以下方
面：
4．1摩擦片的原因
(1)摩擦材料的彈性模量過大。
(2)摩擦材料的孔縮率降低過快。
(3)表面加工平面度、平行度、粗糙度太差，與制動盤(或
鼓)局部抵觸而產(chǎn)生劇烈振動。
(4)摩擦片摩擦系數(shù)過高。
(5)半金屬摩擦片摩擦面生銹，但經(jīng)過磨合后可以消失。
(6)摩擦片中含有的樹脂質(zhì)量差，在制動后表面碳化形成
光亮帶及亮膜，而亮膜硬度較高，當(dāng)然該現(xiàn)象也不符合
GB／T564要求。
(7)摩擦片硬度較高。
(8)半金屬摩擦片中，存在個(gè)別較大金屬顆粒，該故障現(xiàn)
象類似制動器的報(bào)警器，是金屬與金屬摩擦產(chǎn)生噪音。
(9)半金屬摩擦片混料不均勻，局部高密度的金屬含量的
存在，不僅會異響，甚至?xí)?dǎo)致制動盤異常磨損。
4．2制動盤或制動鼓等旋轉(zhuǎn)元件的原因
(1)形位公差如跳動量、平行度、圓柱度超差。
(2)材質(zhì)硬度過高。
(3)材質(zhì)組織均勻性差，存在硬點(diǎn)等缺陷。
(4)連續(xù)制動產(chǎn)生高溫使制動鼓或制動盤變形。
(5)制動盤與鼓的固有頻率過小，產(chǎn)生共振。
(6)制動鼓防塵槽深度設(shè)計(jì)不合理，使得裝車后制動鼓與
承力板翻邊部位干涉；
(7)制動盤、制動鼓安裝中心孔與輪轂的設(shè)計(jì)間隙偏大容
易引發(fā)制動時(shí)旋轉(zhuǎn)元件的移位而產(chǎn)生異響。
4．3缸體、支架及制動底板的原因
(1)缸體、支架的材質(zhì)不符合要求，因制動產(chǎn)生的扭力，
使支架產(chǎn)生變形，當(dāng)變形至一定程度時(shí)會產(chǎn)生回復(fù)，形成間
歇性制動而產(chǎn)生異響。
(2)支架的加工尺寸不符合圖紙要求，使得制動塊裝配后
的位置未在設(shè)計(jì)要求位置，導(dǎo)致制動塊的不均磨損。
(3)制動底板變形翹曲，使的裝配后與制動鼓干涉。
(4)制動底板焊接時(shí)，承力板與護(hù)板焊接不同心，致使裝
車后制動鼓與護(hù)板干涉。
4．4制動器裝配的原因
(1)裝配質(zhì)量差，組成零部件與旋轉(zhuǎn)元件局部干涉。
(2)制動輪缸活塞回位的密封圈彈力不足引起拖磨，在制
動盤表面磨出深深的磨痕，制動時(shí)發(fā)生跳動、振動。
(3)制動塊在制動器中裝配不緊密，松動導(dǎo)致制動時(shí)的撞
擊或行車振動。
(4)鼓式制動器6凸臺不平整或未抹潤滑脂，制動蹄工作
時(shí)卡滯而產(chǎn)生的摩擦聲，經(jīng)鼓的喇叭作用會將聲音放大。
4．5整車裝配及物流搬運(yùn)而導(dǎo)致的原因
(1)因物流搬運(yùn)的粗暴操作，導(dǎo)致護(hù)板的變形、松動。
萬方數(shù)據(jù)
2017年第2期譚苗：制動器嗓音分析研究198
(2)鼓式制動器在后橋分裝時(shí)的漏裝零件，使得制動鼓安
裝尺寸向內(nèi)移動而制動器底板干涉。
4．6使用原因
(1)新裝剎車片沒有經(jīng)過磨合期，連續(xù)或緊急制動，工作
面上很快形成硬化而光亮的硬殼。
(2)剎車片已磨到報(bào)警器而沒有及時(shí)更換。
(3)剎車片與制動盤問有異物等。
(4)猛踩制動而導(dǎo)致制動力的急劇增大。
(5)輪轂軸承的異常磨損。
(6)制動管路系統(tǒng)中混有雜質(zhì)，導(dǎo)致含有ABs制動系統(tǒng)
的左右制動器不同步工作而引起的撞擊聲音。
5、總結(jié)
綜上所述，制動器噪音的產(chǎn)生原因是多方面的，新制動
器產(chǎn)品設(shè)計(jì)過程應(yīng)充分借鑒原有產(chǎn)品的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，利用三維
模擬軟件進(jìn)行裝配仿真分析則可以避免因設(shè)計(jì)失誤而導(dǎo)致的
制動噪音的出現(xiàn)。制動器的生產(chǎn)和裝配過程控制需嚴(yán)格遵守
設(shè)計(jì)圖紙和標(biāo)準(zhǔn)的相關(guān)要求，則能夠最大范圍內(nèi)減少因不合
理控制而導(dǎo)致的噪音故障。
參考文獻(xiàn)
【1】機(jī)動車運(yùn)行安全技術(shù)條件．GB7258-2008．
[2】乘用車制動系統(tǒng)技術(shù)要求及試驗(yàn)方法．GB21670—2008
(上接第192頁)
懸架模型如圖4【7】，并結(jié)合路面激勵(lì)模型對車身加速度進(jìn)行
了求解，車身加速度仿真結(jié)果如圖5所示。把表1中的參數(shù)
代入到公式(4)中的結(jié)構(gòu)特征方程中，利用MArLAB求
解出了系統(tǒng)的固有頻率分別為1．1Hz和10．7Hz。
3．3車輛結(jié)構(gòu)的頻域分析
傅立葉變換理論可以解釋為把一個(gè)連續(xù)的時(shí)域信號變換
成頻域里信號的疊加，通過此算法可以在頻域?qū)π盘栠M(jìn)行分
析【8】o FFT算法在計(jì)算機(jī)中易于實(shí)現(xiàn)，現(xiàn)用MATLAB編制
快速傅立葉變換程序，對30km／ll、60km／ll、90kIll／h在B級
路面上行駛的路面高程曲線進(jìn)行頻譜分析如圖6、圖7和圖8
所示，結(jié)合車輛結(jié)構(gòu)固有頻率，可以得出車輛在B級路面上
以60km／h行駛時(shí)，路面激勵(lì)頻率X在1．189Hz能量相對集
中(見圖7)，而車輛系統(tǒng)第一階固有頻率正好為1．1Hz，因此，
車輛結(jié)構(gòu)會由于路面激勵(lì)引起共振，使得舒適性變差【9】。
4、結(jié)論
依據(jù)車輛系統(tǒng)動力學(xué)理論，建立了主動懸架動力學(xué)微分
方程，并利用Si枷link搭建了系統(tǒng)仿真程序，求解出了車
身加速度響應(yīng)曲線。依據(jù)白噪聲法，模擬出了車輛在B級公
路上的道路高程曲線。利用車輛結(jié)構(gòu)特征方程，在MATLAB
中求解了系統(tǒng)二階固有頻率，結(jié)合FFT算法，對車輛在B
級公路以30km／ll，60kmm，90l(111／11的路面高程曲線進(jìn)行頻
域分析，結(jié)果表明該車輛在60km／11行駛時(shí)，路面激勵(lì)引發(fā)
車輛共振，可以通過改變車速或者改進(jìn)設(shè)計(jì)避免這種情況。
參考文獻(xiàn)
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萬方數(shù)據(jù)

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