轎車制動(dòng)器制動(dòng)撞擊噪音影響因素簡(jiǎn)析

李華儒 郝二超

摘 要：文章對(duì)撞擊噪音發(fā)生的機(jī)理和工況做了介紹，該噪音主要發(fā)生在低溫高濕且冷車時(shí)由前進(jìn)切換成倒車時(shí)制動(dòng)而產(chǎn)生的撞擊聲;一方面對(duì)產(chǎn)生噪音的多種可能影響因素進(jìn)行了理論分析和闡述，通過整車試驗(yàn)和臺(tái)架試驗(yàn)相結(jié)合的方式對(duì)主要影響因素進(jìn)行了驗(yàn)證;另一方面探究噪音出現(xiàn)的外部條件即低溫高濕所產(chǎn)生的影響，進(jìn)一步研究了摩擦材料在不同環(huán)境條件下的差異性，從而突破性的發(fā)現(xiàn)和證實(shí)了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)影響之外的摩擦材料的影響。

關(guān)鍵詞：制動(dòng)器;撞擊噪音;摩擦片

汽車制動(dòng)器的撞擊噪音是汽車行業(yè)內(nèi)長(zhǎng)期存在的熱點(diǎn)和難點(diǎn)問題，各主機(jī)廠和制動(dòng)器供應(yīng)商對(duì)于此種噪音通常通過在實(shí)車上嘗試不同的解決方案，而類似嘗試不能系統(tǒng)和充分的分析和解決這一問題;在嘗試中主要方案為調(diào)整制動(dòng)器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，特別是各個(gè)相關(guān)零件之間的間隙配合。而這只是導(dǎo)致和解決噪音的部分因素。

1 制動(dòng)撞擊噪音簡(jiǎn)介

1.1 發(fā)生機(jī)理和工況

以制動(dòng)器安裝于軸前為例，汽車前進(jìn)方向行進(jìn)時(shí)制動(dòng)，摩擦片向下運(yùn)動(dòng)，A處間隙為0mm，B處間隙最大。當(dāng)車輛轉(zhuǎn)換成倒車制動(dòng)時(shí)，摩擦片會(huì)隨著制動(dòng)盤向上運(yùn)動(dòng)，B處間隙變?yōu)?;在此過程中，摩擦片背板撞擊轉(zhuǎn)向節(jié)（根據(jù)制動(dòng)器結(jié)構(gòu)不同，可能是制動(dòng)器固定支架，下面統(tǒng)一簡(jiǎn)稱轉(zhuǎn)向節(jié)），產(chǎn)生撞擊噪聲。由于制動(dòng)器安裝于軸前，在倒車切換為前進(jìn)方向時(shí)，受重力作用，制動(dòng)器會(huì)有微小的自由向下運(yùn)動(dòng)，使得A處間隙在制動(dòng)前就減小，從而前進(jìn)制動(dòng)時(shí)的該種噪音發(fā)生概率很小。

在實(shí)際使用中，制動(dòng)撞擊噪聲多發(fā)生在冷車時(shí)，特別是在早晨 – 溫度低而且濕度大的時(shí)候。在經(jīng)過幾次制動(dòng)后，噪聲就會(huì)減少，減輕甚至消失。這在整車試驗(yàn)時(shí)也得到了驗(yàn)證。

1.2 制動(dòng)撞擊噪音的影響因素

撞擊聲音來源于摩擦片背板和轉(zhuǎn)向節(jié)的接觸間隙處，由于轉(zhuǎn)向節(jié)為固定件，聲音是在摩擦片背板運(yùn)動(dòng)而撞擊在轉(zhuǎn)向節(jié)時(shí)產(chǎn)生的。以活塞側(cè)摩擦片為例進(jìn)行力學(xué)分析。外側(cè)摩擦片的受力和速度模型相近，不同的制動(dòng)器設(shè)計(jì)，其相應(yīng)模型可能略有不同。

2 制動(dòng)撞擊噪音試驗(yàn)與分析

2.1 制動(dòng)撞擊噪音試驗(yàn)與分析

針對(duì)某一出現(xiàn)制動(dòng)撞擊噪音的車型進(jìn)行整車和臺(tái)架試驗(yàn)，來研究和驗(yàn)證不同影響因素對(duì)解決撞擊噪音的優(yōu)化效果。

2.2 摩擦材料的對(duì)比分析

考慮制動(dòng)撞擊噪聲多發(fā)生在特定的環(huán)境條件-低溫度和高濕度，對(duì)兩類摩擦材料在這種特定的條件下進(jìn)行摩擦系數(shù)的對(duì)比。對(duì)比發(fā)現(xiàn)，在相對(duì)低溫的相同條件下，低金屬摩擦材料在不同濕度條件下，摩擦系數(shù)基本穩(wěn)定;而陶瓷摩擦材料在高濕度下的摩擦系數(shù)比名義摩擦系數(shù)增大很多。

從幾個(gè)不同供應(yīng)商的不同陶瓷材料的臺(tái)架對(duì)比試驗(yàn)，可以得到相近的變化趨勢(shì)。由此證明在特定的環(huán)境-低溫度和高濕度，陶瓷摩擦材料的摩擦系數(shù)相對(duì)相同溫度下低濕度的摩擦系數(shù)有顯著增加。在整車上經(jīng)歷多次制動(dòng)后，由于制動(dòng)盤和摩擦片的溫度升高，摩擦片的摩擦系數(shù)趨于穩(wěn)定即降低為名義摩擦系數(shù)的水平，噪音不再發(fā)生。

發(fā)現(xiàn)陶瓷摩擦材料的這一特性，既能合理的解釋為什么部分制動(dòng)器在低溫度且高濕度的環(huán)境下出現(xiàn)制動(dòng)撞擊噪音，這也為解決這一噪音奠定了有利的基礎(chǔ)。

3 結(jié)論

影響汽車制動(dòng)撞擊噪音的影響因素有多種，經(jīng)過理論分析和試驗(yàn)驗(yàn)證，本文得到的結(jié)論如下：

（1）但是受整車系統(tǒng)布局，功能要求和制造可行性的限制，可以用于改善制動(dòng)撞擊噪音的有效參數(shù)有限，包括摩擦片背板與轉(zhuǎn)向節(jié)間的接觸間隙，摩擦片減振片和活塞或制動(dòng)器殼體接觸面的粗糙度或黏著度，以及摩擦片的名義摩擦系數(shù);

（2）摩擦片的摩擦系數(shù)對(duì)制動(dòng)撞擊噪音的影響很大，特別是在低溫度高濕度的條件下;

（3）陶瓷摩擦材料在低溫度條件下，摩擦系數(shù)在高濕度時(shí)明顯高于低濕度時(shí)，而這一差異在倒車工況更為明顯;低金屬摩擦材料沒有這一特征;因此對(duì)于低溫度高濕度下發(fā)生的制動(dòng)撞擊噪音，如何選擇摩擦材料類型和如何保證摩擦片在該特定條件下的摩擦系數(shù)不會(huì)偏離名義摩擦系數(shù)太多，是解決問題的關(guān)鍵。

4 結(jié)語

汽車制動(dòng)器的撞擊噪音是汽車行業(yè)內(nèi)長(zhǎng)期存在的熱點(diǎn)和難點(diǎn)問題，它不僅會(huì)對(duì)汽車舒適性造成影響，而且會(huì)損害產(chǎn)品的市場(chǎng)聲譽(yù)，有時(shí)甚至導(dǎo)致巨額損失。行業(yè)內(nèi)常見的解決制動(dòng)撞擊噪音的方法是利用不同的方式減小相關(guān)零部件間的間隙，或者通過具有減震效果的隔離材料緩沖撞擊來減小或抑制噪音的發(fā)生。上文基于某品牌車型在開發(fā)中遇到的制動(dòng)撞擊噪音，通過系統(tǒng)性的從理論角度分析所有影響因素，再結(jié)合整車和臺(tái)架試驗(yàn)，以全面驗(yàn)證確認(rèn)不同因素的影響。在分析和不斷深入的驗(yàn)證中，除了確定不同因素的影響大小外，還逐漸發(fā)現(xiàn)，摩擦片摩擦系數(shù)的影響也起至關(guān)重要的作用，而關(guān)鍵點(diǎn)在于其影響是隨著環(huán)境條件的變化而產(chǎn)生和變化的。

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