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某型轻客制动噪音问题的研究

文档作者：张超郑朋辉苏媛文档来源：安徽江淮汽车集团股份有限公司技术中心		点击数：	更新时间： 2021年02月27日
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汽车实用技术2017年第4期
设计研究AUTOMOBILE APPLIED TECHNOLOGY 2017 N0．4
10．16638／j．cnki．167卜7988．2017．04．001
某型轻客制动噪音问题的研究
张超，郑朋辉，苏媛
(安徽江淮汽车集团股份有限公司技术中心，安徽合肥230009)
摘要：文章通过对某型轻客制动噪音问题的研究分析和改进，通过引入轿车的SAE J252l测试方法，对不同摩擦
衬片材料、结构及消音片材料等不同方案进行优化，最终对该车的制动高频尖叫问题进行有效治理。
关键词：制动噪音；高频尖叫；SAE J2521；摩擦材料；消音片
中图分类号：U469．1 文献标识码：B文章编号：1 671—7988(2017)04—01—04
Study on a certain light passenger braking nOise
ZIlaIlg Cha0，zheng Penghui，Su Yuall
(Anhui JiaTl曲uai Automobile TecllIlology Center，A1111ui Hefei 230009)
Abstract：hl mis article，t11rough tlle sttIdy ofa certain type ofli曲t passenger brake noise problem analysis and improVement，
by irItroducing a car SAE J252 1 test metllod，the difrerem衔ction liner materials，s饥Icture a11d silencing slice materiaIs
di虢rent scheme is optimized，and finally to the problem of the car’s br{心ng hi曲nquency scre锄for e仃ectiVe
management．
Key words：brake noise；high fl-equency scream；SAE J252l；fnction material；silencer
CLC NO．：U469．1 Document Code：A Anicle ID：167l一7988(2017)04-0l-04
刖吾
随着车辆的普及及人民生活水平的提升，消费者在追求
车辆功能、性能和可靠性的同时，对舒适性的关注也与日俱
增。制动系统作为涉及汽车安全性的重要系统，制动性能对
于车辆来说是至关重要的。在有些情况下，由于系统匹配、
制动工况、安装及使用、行驶环境和驾驶习惯不同等原因，
将会使制动器在制动过程中不可避免会出现产生剧烈的振动
和噪声，影响乘员的舒适性，严重的振动噪声还会引起制动
力的衰退，影响车辆的安全性。据统计，北美地区的汽车生
产商每年用在制动NⅧ领域(制动噪声与制动抖动)是顾客
抱怨非常主要的汽车故障之一。同时汽车在刹车时产生的噪
音已成为城市的主要噪声污染源之一，高频制动噪声往往非
作者简介：张超(1982一)，男，工程师，就职于安徽江淮汽车集团
股份有限公司，主要从事车辆制动系统开发。
常刺耳，通常可高达110dB。但制动噪音又是制动系统日常使
用中不可避免会出现的情况；故此发生概率和顾客可接受度
之间的平衡是处理制动噪音问题的主要方向。本文所研讨的
某型轻型客车在市场上时有反馈制动时会有不同程度的噪音
发生，主要表现为低速(车速小于20h汕)缓制动时，车辆
会有持续的尖锐“叽叽”噪音发出，影响顾客的主观感受。
本文通过对噪音现象的识别、分析并制定相关改善措施，有
效的改善了车辆的噪音的表现。
1、制动噪音机理
(一)制动噪音综述
车辆制动噪音问题是整个车辆制动系统中非常难以解决
的问题，目前对于刹车产生噪声方面有许多的研究文献，大致
可分为实验研究和理论研究两大类方法：同时制动噪音问题
涉及摩擦学、声学、热力学、振动等多方面的知识，对研究
万方数据
2017年第4期张超等：某型轻客制动噪音问题的研究2
者来说是一个很大的挑战。2、制动噪音测量与分析
制动噪声产生与制动钳总成和制动盘的设计及其匹配密
切相关，一般认为盘式制动器的制动噪声产生机理是通过摩
擦片和制动盘这对摩擦副之间的摩擦振动产生，并通过一定
路径传递的。制动器部件的摩擦振动是由于作为相对速度函
数的摩擦系数变化的结果，而相对速度又产生于制动块、摩
擦表面和机械系统的阻尼器之间，当两摩擦表面的相对速度
增加时，若摩擦系数减少，则产生摩擦振动，引起部件的振
动而发出噪声。当负荷达到足以使制动块和制动盘的结构尺
寸变化时，以及弹性力引起制动块和制动盘作瞬间的脱离时，
整个有关联的机械系统就会产生轻微的变形，一旦制动块和
制动盘脱离接触，机械系统的弹性力就会很快地使制动块和
制动盘恢复到原来的状态而在两接触表面产生较低的摩擦，
所有的零部件又几乎恢复原状，而这一过程重复下去，将使
制动卡钳产生振动，振动能量向周围环境辐射产生制动噪声。
当振动频率低于100Hz时主要表征为车辆的抖动，当振
动频率大于100Hz时主要表征为制动噪音；一般盘式制动器
制动噪声分为3类：
1)低频噪声：制动开始到停车时的“格喳”声；这种声
音属于低频噪声，频率在1000Hz以下，与制动盘和摩擦片
之间的粘滑作用相关，主要是由于制动钳的共振引起的。
2)低频尖叫：制动过程中的尖叫声；这种是频率为
ll沮z～绷z的制动噪声，与制动系统零部件之间的模态耦
合相关，主要是由于制动盘的共振所致，声音非常刺耳。
3)高频尖叫：停车之际的“叽叽”声；为频率在4kHz～
16mz的制动噪声，与制动盘的周向共振相关，主要是由摩
擦衬块的弹性振动所引起的。
辅嚣
图1噪音频率分布图
制动噪声的影响因素主要有以下4个方面：
1)摩擦副特性：摩擦片和制动盘／鼓组成的摩擦副是产
生噪声的来源，不同摩擦材料特性产生的振动激励不同，进
而振动噪声的强弱也不同：
2)制动器结构：制动器是噪声的主要传递路径，不同制
动器结构设计可以抑制或放大来自摩擦副的振动，对制动噪
声强度有很大影响；
3)环境：研究表明，环境因素对制动噪声影响很大，不
同湿度、温度条件下，制动噪声表现不同：
4)制动工况：制动噪声的产生和制动工况有很大关联性，
有的噪声仅在某一特定工况下出现，如高速、低速行驶时，
或临近停车时，或倒车时，或轻制动、重制动时等。
在某型车辆的实际使用过程中，部分车辆低速快要停车
时缓踩制动，会发出尖锐的声音；发生噪音时的车速一般在
20l(rI讹左右，制动强度较低，临近停车时噪音会比较明显：
车辆倒车后，再正常行驶缓踩制动，制动噪音不会立即出现，
但反复进行几次制动后，制动噪音又会出现：车辆发生噪声
时主要通过驾驶员进行听觉辨认主观评价，无法有效确认产
生制动噪音产生的具体部位；通过全息拍照技术来锁定制动
噪音在整车的产生位置如下图2，制动噪音定位为前制动钳
位置，由于车辆处于运动中时会产生多普勒效应，噪音定位
会往车辆后方偏移，属于正常现象。另外通过测试，确认该
车实车制动噪音频率变异主要出现在8kHz和16mz左右的
两个区间组合而成；如图3。
：Z===a．
制功峰
图2车辆制动噪音部位定位图
图3制动噪音频谱图
通过整车的测量确定制动噪音产生的部件后，针对具体
的部件系统进一步展开台架模拟测量；目前针对相关的测量
可以采用QC厂r 564(乘用车)或Qc厂r479(商用车)中的方
法，原来一般要求乘用车不大于76dB、商用车不大于90dB，
显然其具有较大的局限性和机械性。目前乘用车采用的方法
主要是基于SAE J252l中的方法展开的，由于其工况覆盖和
测量参数比较科学，能够更好的支持针对问题的分析和解决；
故此本次也采取SAE J2521标准测试程序在L咖【3000试验
台上展开相关测试和效果的确认。
从上图5可以看出，按照SAE J2521标准进行1430次
制动测试过程中，制动噪音发生的频率很高，其中大于70dB
的有44．94％、大于80dB的有35．96％、大于90dB的有33．71％、
大于100(1B的有13．48％；远超出制动噪音指出率70dB≤
10％、80dB≤5％、90dB≤2．5％、100dB≤1．2％的一般商用车
万方数据
3 汽车实用技术2017年第4期
设计要求。但同时台架上的噪音频率区间主要分布在
8．5煳z～9．5kHz和16．5kHz两个频率区间，与实车的8kHz
和16kHz略有偏移；这可能是因为台架试验过程中虽然装配
了轮毂、转向节、制动盘、制动钳等部件及部分悬架的链接
部件，但与实际车辆还是存有一定的差异的；但其已经方向
性的指明了两者具有较好的再现关系；可以通过台架测试来
确定制动噪音的表现水平。
图4 LINK3000台架制动噪音测试图
图5改善前台架制动噪音测试结果
3、改善思路与措施
根据整车及台架的测试结论来看，主要表现为噪音的发
生概率较高，噪音的频率在8kHz和16kHz附近；根据目前
噪音分类原则，是属于一个高频的尖叫：目前认为较为普遍
的原因主要是由摩擦衬块的弹性振动所引起的。
将卡钳及摩擦衬块系统可以看成粘弹性单自由度振动系
统，如下图6所示，则可表达为公式(1)：
m茸O)+c(j(f)一毫，(f))+七C“f)一矗(，))=，(f) (1)
抛开基础速度)(0的影响，公式(1)可简化为公式(2)：
mj(f)+cj(f)+h(f)=，(f) (2)
从上述公式(2)中我们可以看出，改善这种噪音，要么
就消除激发噪音的源头，即《t)一0；要么就增加阻尼作用，
即增加阻尼系数c；要么就增加被传递物的质量、削弱振动，
即增加m以减小加速度及振幅。
实际设计开发过程中，卡钳和摩擦衬片都不可能质量做
的特别大，进而对各种振动不产生响应，况且一般确定的制
动系统结构及质量基本也就确定了，所以单纯增大m是不可
行的。而要m)一0，则需要卡钳的液压恒定，摩擦衬片的摩
擦系数也要随着压力、温度和速度都要保持一个趋于恒定(稳
定)的状态，这在实际的工程应用中就需要选择更好的、更
合适的摩擦衬片材料，来降低摩擦系数对压力、温度和速度
的敏感性，这对特定车型来说是需要匹配的。而增大阻尼系
数c就是要使得系统的阻尼比尽量大于1，使得系统很难振
的起来，这个一般通过调整摩擦衬片上的消音片来实现。
lf
I～④瓣畦?
*≥ 。
图6卡钳与摩擦衬块振动系统
通过上述的分析我们可以看出，此车型高频尖叫制动噪
音的解决方向需要从摩擦材料及消音片的匹配优化入手进行
系统的解决和优化；结合台架按照SAE J2521进行不断的测
试优化进行确定方案。最终将摩擦材料由低金属配方改为陶
瓷配方；同时对摩擦衬片的形状进行优化，增加开槽和倒角；
同时选用全新的一种消音片。
图7摩擦衬片更改前后对比图
通过对不断的针对摩擦衬片材料、结构及消音片的优化
匹配，最终确定的优化方案采用sAE J2521标准进行测试结
果如下：
图8改善后台架制动噪音测试结果
通过测试可以看出，台架数据显示大于70dB的有
6．51％、大于80(1B的有4．09％、大于90dB的有2．24％、大
于100dB的没有；满足商用车制动噪音指出率70dB≤10％、
80dB≤5％、90dB≤2．5％、100dB≤1．2％的设计要求。同时通
过整车磨合、冷态、热态及各种速度和制动强度进行全面的
主观评估后，确认噪音发生的概率大幅降低，(下转第12页)
至j1] 一一兰孳至垂
万方数据
2017年第4期杜灿谊等：节能赛车的车身造型设计与优化分析12
于节能车来说，主要以节能为主，且其行驶速度较低，可适
当增大升力系数。气流到达车身尾部时，气流流速逐渐减小，
压力值增大，形成正压区C。由于尾部气流受祸流及气流分
离的破坏，使得其压力值小于头部的压力值，从而产生了压
差阻力。压差阻力占了总气动阻力的绝大部分，是赛车行驶
阻力的主要来源，因此必须设法增大尾部压力，以减小压差
阻力。
3、总结
综合以上车身外流场流态的分析结果可知，车身表面气
流整体较为流畅，压力分布也较为均匀合理。另外，还可调
整车身背部倾斜角或对车身底缘进行圆角的方法对车身造型
优化，减小分流和涡流，达到减小风阻系数的目的。
参考文献
【l】师奇威，贾代勇，贾建伟．cFD简介及其应用研究【M】．北京：解放军
理工大学，2007．
【2】沈俊，傅立敏，黎妹红等．cFD软件及其在汽车领域的应用叨．汽车
研究与开发，2000，(5)：25．28．
【3】Hucho，wb峪Heinrich．AemdyII锄ics of foad vellicles【J】．A助1la】
Ikview ofFlllid MechalIics．1993．
【4】江洪，唐鹏．轿车车身外流场的CFD仿真与实验验证【J】．重庆交通
大学学报，201l，30(3)：470_475．
【5】韩占忠，王敬，兰小平．FI^厄NT流体工程仿真计算实例与应用【M】
北京：北京理工大学出版社，2007．
【6】梁建永．轿车外流场cFD分析中常用k-￡湍流模型的对比阿．汽车
工程，2008，(10)：846-852．
(上接第3页)
完全达到可以接受的水平，并取得了市场上顾客的一致认可。
参：考文献
4、结语
通过对某型轻型客车制动噪音问题的测试和分析，通过
整车及台架的测试，确认该制动噪音为一种高频尖叫，是制
动噪音中比较常见的一种形态。同时通过对系统原理层面的
分析后，从摩擦材料、摩擦衬片结构、消音片材料三个方面
入手进行改善，很好的解决了该车型的制动噪音问题。分析
中采用全息拍照技术、音频分析技术以及在商用车上采用
sAE J2521的相关台架测试技术，有效而快速的提升了该问
题的解决进度：因此制动噪音问题的解决是必须要建立在相
关健全的分析工具和分析技术的基础上的，这对后续相关问
题的解决也提供了一个相对有效的思路和方法。
【1】吉林大学汽车工程系．汽车构造(第5版)口哪．北京：人民交通出
版社，2005．
【2】余志生．汽车理论(第5版)[M】．北京：机械工业出版社，2010．
【3】刘惟信．汽车设计[M】．北京：清华大学出版社，2001．
【4】靳晓雄，张立军，江浩．汽车振动分析[M】．上海：同济大学出版社，
2002．
【5】张超，郑朋辉．某轻型客车制动抖动问题的研究【J】．汽车实用技术，
2015， 8： 52—55．
【6】孟宪皆，吴光强．基于两自由度模型的汽车制动钳振动稳定性分
析叨．汽车技术，2009，l：13．66．
【7】余卓平，孟德建，张立军．基于道路和台架的制动器振动噪声试
验方法研究田．汽车技术，2009，6：1．7．
【8】王朝阳，郭永进．基于制动尖叫倾向性的盘式制动器优化设计阴．
机械设计与制造，2008，ll：38．40．
【9】周阳．轿车前制动噪音降噪方案研究阴．环境试验，2013，2：9一13．
万方数据

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