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1、汽车制动噪声产生机理及控制方法《装备制造技术>>2oo9年第6期汽车制动噪声产生机理及控制方法于学华，余为高(华南理工大学机械与汽车工程学院，广东广州510640)摘要:汽车制动时产生的尖叫声，仍然是汽车业中难以解决的问题•简要概括了汽车制动噪声的分类，影响因素，发生规律，并分析了制动噪声的特征和阐述了制动噪声产生的机理，详细地总结了从设计上控制制动噪声的常用方法.关键词:制动噪声;产牛机理;控制方法中图分类号:U467.4+93文献标识码:A随着汽车工业的发展和城市汽车保有量的E1益增加，机动车对城市声环境的影
2、响E1益严重，汽车制动噪声已成为城市道路交通的主要噪声源之一•制动器在制动过程中,产生剧烈的振动和噪声,会影响乘员的舒适性和降低有关零件的寿命;尖锐的制动声，还会严重干扰人们的生活环境•汽车制动噪声问题，一直是汽车工程技术中一项需要解决的突出问题.1制动噪声的分类，影响因素和发生规律1.1制动器噪声的分类根据产牛频率的不同，制动器噪声大致可以分为3种：⑴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1001000Hz,原因是制动盘与摩擦材料之间表而的粘滑运动，引起的制动器和底盘的振动.(2)制动过程中的尖叫声•这
3、种是频率为1—6kHz的低频尖叫，主要原因是由摩擦激振引起制动器两个以上零件的模态耦合.(3)停车之际的”叽叽”声.为频率在6kHz以上的高频尖叫，主要是由摩擦衬块的弹性振动所引起的自激振动.超过1kHz的噪声，属于高声强级噪声，对人的听觉和周边环境的损害很大，因此目前大部分有关制动噪声的研究工作集中在这方面.1.2影响制动噪声的因素影响制动噪声的因素比较复杂，大致可分为4类:摩擦副特性，制动器结构，环境因素，制动工况•在分析大量试验研究的基础上,可将制动噪声发生规律归纳如下：(1)低速制动及临近停车时容易发牛制动尖叫.(2
4、)摩擦界面温度升高后，摩擦膜已经形成，摩擦系数保持稳定，此时反易于发生尖叫.⑶制动尖叫噪声的频率，随着制动压力的升高而略有増加.(2)摩擦系数相同的摩擦材料，在产牛尖叫倾向上可以有很大差别，同一摩擦材料安装于某一制动器，可能无尖叫噪声;而安装于另一制动器，产生噪声的概率很大.文章编号:1672—545X(2009)06—0025—032制动噪声的特征分析对以上制动噪声的发牛规律分析，可以发现:制动噪声的产生受环境影响较大，重复性较差，具有随机性的显着特点，并可推断引起制动噪声的主要因素，也必定具有随机性•这样，就排除了制动噪
5、声是由于制动器机械结构引发的结论•另外，制动器噪声的特征频率几乎不变，说明制动噪声又与制器的结构因素有关，而在制动器的结构中,只有摩擦片具有随机性•对某制动器产品是否属于易发生尖叫的制动器，应从统计角度判断.摩擦片材料要求具有大的摩擦系数，同时又要有高强度和良好的散热性，通常做法是在摩擦片材料中添加金属丝，制动时摩擦片和制动盘之间接触，压紧产牛摩擦,由于摩擦材料组织的不均匀性,造成局部硬组织在摩擦副中相互犁割而产生制动尖叫•由于这种犁割现象具有随机性，所以会产生制动尖叫的随机性•因此，当制动器结构刚度足够的情况下，产生制动尖
6、叫可能主要取决于摩擦材料的组织构成.另外，由于摩擦材料组成是固定的,也能较好地解释制动器尖叫的特征频率几乎不变的现象•摩擦系数只是摩擦片的个性能参数，该系数并不能代表摩擦片的组织结构,因此也可以很好地解释上述的特征(4).至于制动尖叫，主要发牛在低速制动和临近停车时，可以解释为低速时，在发生犁割的情况下切割的动能不足,切割阻力加大，可能会岀现大的振动和噪声，而在高速情况下由于切割顺利,尖叫反而较小•对于特征⑵，可解释为随着温度的升高，基底组织软化,而突起接触的硬相组织不随温度变化，使之突出基底组织，切割现象更为明显,因而引发
7、更为剧烈的尖叫.3制动噪声产生机理3.1制动器振动的原因制动器振动，是产生制动噪声的根源•制动器振动原因有：(1)是摩擦副的摩擦特性•静摩擦因数大于动摩擦因收稿日期:2009—03—01作者简介:::〜(1964-),男,山东莱州人,副教授，工学博士,研究方向:汽车振动与噪声控制涂为高(1984—),男，湖北黄冈人，硕士研究生，研究方向:汽车振动与噪声控制.EquipmentManufactringTechnologyNo.6,2009数，或动摩擦因数随和对滑动速度的非线性变化，引起制动系统的口激振动；(2)是制动器存在的动
8、约束,当摩擦因数为常数时，制动器不恰当的几何参数，便可导致系统自激振动的产生；(3)是制动器的模态耦合，摩擦力诱发的制动器各组成部件动态特性参数匹配不当，而引起的自激振动.3.2引起制动噪声的6种理论总结Kinkaid等人总结了引起制动噪声有6种理论，分别为：(1)摩擦力一相对滑动速度关系
