制动系统刹停噪声分析和解决方法 刘拥军 郑 威徐 文 齐 刚 （泛亚汽车技术中心有限公司，上海２０１２０１） 【摘要】 简述了制动噪声的影响因素，分析了制动噪声产生机理以及解决方法。 【Ａｂｓｔｒａｃｔ】Ｔｈｅ ｉｎｆｌｕｅｎｔｉａｌ ｆａｃｔｏｒ ｏｆ ｂｒａｋｅ ｎｏｉｓｅ ｉｓ ｅｘｐａｔｉａｔｅｄ，ａｎｄ ｔｈｅ ｃａｕｓｅｓ ｏｆ ｂｒａｋｅ ｎｏｉｓｅ ａｎｄ ｉｔｓ ｓｏｌｕｔｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄ ａｙｅ ａｎａｌｙｚｅｄ． 【关键词】 噪声制动系统汽车 ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００７－４５５４．２０１１．０９．０９ 制动噪声是汽车行驶中的噪声之一，正在被 很大关联性，有的噪声仅在某一特定工况下出现， 越来越多的客户所关注。制动噪声会让乘客感觉 如高速、低速行驶时，或临近停车时，或倒车时，或 不舒服，甚至不安全。根据ＪＤ ＰＯＷＥＲ公司近几 轻制动、重制动时等。 年对国内客户的调查数据结果显示，制动噪声已 制动噪声大致分为以下两类： 经成为客户主要关注的性能之一，成为衡量汽车 频率小于１ ０００ Ｈｚ的低频制动噪声。该类噪 品质好坏的重要指标。 声的特点是频率不高，听起来低沉，类似“嘎吱”或 “咕哝”的声音。产生机理是，制动过程中摩擦片 １ 制动噪声描述 和制动ｊ 鼓压紧后产生摩擦振动，周边零件如制 动卡钳、支架等不能有效抑制甚至放大该振动，进 汽车制动过程中，制动器工作（摩擦片和制动 而产生噪声，一般通过改变摩擦材料或者加强制 盘／鼓被压紧）产生强烈振动，振动能量向周围环 动器强度改善或消除低频制动噪声。 境辐射产生制动噪声。制动噪声的影响因素主要 频率大于１ ０００ Ｈｚ的中高频制动噪声。该类 有以下４个方面。 噪声特点是频率较高，类似“尖叫”的声音，容易造 （１）摩擦副特性：摩擦片和制动盘／鼓组成的 成客户厌烦。它是制动过程中摩擦片和制动ｊ 摩擦副是产生噪声的来源，不同摩擦材料特性产 鼓压紧后产生的摩擦振动噪声，一般可以通过在 生的振动激励不同，进而振动噪声的强弱也不同； 摩擦片上采取措施如倒角、加沟槽、加消音片或改 （２）制动器结构：制动器是噪声的主要传递路 变摩擦材料特性等改善或消除中高频制动噪声。 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； ２ 制动系统刹停噪声产生机理 （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 制动系统刹停噪声是指在车辆制动停止瞬 同； 间，制动器发出的类似“嘎吱”的声音，尤其在车辆 （４）制动工况：制动噪声的产生和制动工况有 俯仰较大时更容易发生，刹停噪声频率一般小于 收稿日期：２０１１—０７—１９ 上海汽车２０１１．０９ ・３９・ ５００ Ｈｚ，属于低频制动噪声。 在车辆制动过程中，摩擦片被压紧在制动盘／ 鼓上，产生摩擦力即制动力。这时车身会因自身 惯性而向前倾产生点头，在车辆停止瞬间，车身在 悬架反作用力下产生回复运动，给制动器摩擦副 施加反向作用力，摩擦副发生黏滑运动，即经历滑 动、静止、滑动过程，动静摩擦系数突变引起自激 振动。图１所示为摩擦副发生黏滑运动时动静摩 擦系数的变化情况，可以看到在发生黏滑运动时， 摩擦系数会产生突变，从而使得系统不稳定，容易 激起振动噪声。 时间 图１ 摩擦副黏滑运动示例 图２为盘式制动器制动时简易受力模型，摩 擦片在压力Ｐ作用下被紧紧压在制动盘上，产生 摩擦力即制动力，摩擦片会发生微小变形储存能 量，在车辆制动停止瞬间，能量被释放使摩擦副 产生黏滑运动，动静摩擦系数突变引起系统振 动。 制动盘 图２盘式制动器制动受力模型 弹簧储存的能量 （扭距）可以用如下数学公 式表示： ・４０・ Ｔ＝Ｋ×Ｌ×Ｒ＝Ｐ×６× ×Ｒ （１） 式中：Ｋ为摩擦片刚度；Ｌ为摩擦片变形位移 量；Ｒ为制动器有效半径；６为摩擦片有效面积； 为摩擦系数。 从以上公式中可以看出，减小能量 有助于 减小因黏滑引起的振动，可行的方法是减小摩擦 片刚度Ｋ或减小摩擦系数 。 图３为在一盘式制动器轿车上采集到的刹停 噪声经频谱分析后的曲线，可以看到产生噪声的 频率段在２３０～２８０ Ｈｚ附近。 ７０ ６０ Ｉ ＾ ＩＩ 刹停噪声｝ —∞ ５Ｏ ＾。．ｆ 、．．＾ ． ４Ｏ ， ’ ． ＾ ’ ’ ’ ’’ｙ 忆３Ｏ ２Ｏ １０ ０ １４０ ｌ８Ｏ ２２０ ２６０ ３００ ３４０ ３８０ ４２０ ４６０ 频率（Ｈｚ） 图３刹停噪声频谱曲线 为了进一步分析刹停噪声产生的机理，对制 动器中的各子零件的振动进行数据采集和分析。 如图４所示，分别在制动器的卡钳壳体和卡钳支 架处放置加速度传感器，测量产生刹停噪声时两 个位置的振动加速度。 制动卡钳壳 制动卡钳支 图４制动器振动加速度测量位置 测得的数据经频谱分析后的曲线见图５，可以 看到，两个测点位置在２３０～２８０ Ｈｚ附近振动较 大，与刹停噪声频率段较好吻合。说明摩擦副的 振动没有被周边零件抑制，反而激起了周边零件 振动，产生刹停噪声。 上海汽车２０１１．０９ 薯 Ｖ 兽 一 设 ０ 】４０１８Ｏ ２２０ ２６０ ３００ ３４０ ３８０４２０ ４６０ 频率（Ｈｚ） 图５ 振动加速度和刹停噪声频谱曲线 ∞ ∞∞∞如加 ０ ３ 制动系统刹停噪声解决方法 噪声的产生有两个必要条件，一是噪声源，二 是传递路径。刹停噪声的产生机理也证明了这一 点。所以噪声的解决方法也是从以上这两个方面 考虑，从源头上减小噪声振动，或改变传递路径从 而抑制噪声，减少辐射能量。 （１）改变摩擦材料特性，减小噪声源振动。从 公式１中可以看出，减小振动能量可行的方法是 减小摩擦片刚度 （提高硬度）或降低摩擦系数 ， 为此选取不同特性的摩擦材料进行对比试验，见 表１。 表１不同摩擦材料特性参数 ｌ摩擦片 摩擦系数 硬度 压缩率 高温烧蚀 方案１ Ｏ．３８ ８２ ９６ ＬＬ 有 方案２ ０．３３ ９３ ８Ｏ ｕ 无 方案１：即图３中产生刹停噪声的摩擦片，摩 擦系数为０．３８，硬度８２，压缩率在９６ ，经历高温 烧蚀工艺； 方案２：选取另外一种摩擦片，摩擦系数为 ０．３３，硬度９３，压缩率在８０ ，未采用高温烧蚀工 艺。 把两种摩擦片分别安装到车上，在相同工况 下进行制动，测得的刹停噪声曲线如图６所示，可 以看到，选用方案２摩擦片后，刹停噪声强度明显 减弱，说明降低摩擦片刚度和摩擦系数有助于减 小噪声。 上海汽车２０１１．０９ 亘 ＂ＨＬ ３０ ２０ １４０ ｌ８Ｏ ２２０ ２６０ ３００ ３４０ ３８０ ４２０ ４６０ 频率（Ｈｚ） 图６不同摩擦材料刹停噪声频谱曲线 （２）加强制动器结构强度，抑制噪声传递。 为了从传递路径上抑制噪声，对图３中产生刹停 噪声的制动器进行加强设计。图７是制动卡钳支 架更改前后的结构图，如图中所示，改变卡钳支架 １、２、３、４处的设计，增加强度。 用ＣＡＥ分析方法计算出绕ｚ轴的扭转刚度和 沿 轴的切向刚度，更改前后的卡钳支架刚度数 值见表２。可以看到更改后的卡钳支架刚度有了 明显的提高。 表２卡钳支架更改前后刚度对比 （Ｎ／ｍ） 把两种卡钳支架分别安装到车上，在相同工 况下进行制动，测得的噪声曲线如图８所示，可以 看出，卡钳支架加强后，对刹停噪声起到很好的抑 制作用，噪声强度明显减弱。 ４ 结语 制动系统刹停噪声是车辆制动停止瞬间，在 车辆俯仰运动引起的外力作用下，摩擦副黏滑运 动引起振动，并经制动器放大后产生的结构噪声， ・４ｌ・ 发动机控制系统驱动级诊断自动测试系统开发 于世涛 常晓燕 李 君 （联合汽车电子有限公司，上海２０１２０６） 【摘要】 出于减少发动机控制系统的应用标定工作量，提高项目发布质量为目的，以发动机电控系统驱 动级诊断的标定及发布为应用案例，以ＬａｂＣａｒ仿真测试环境为基础，开发了发动机控制系统驱动级诊断自动测 试系统，并应用在实际项目匹配与项目发布中，在减少项目标定工作量的同时，进一步确保项目发布的质量。 【Ａｂｓｔｒａｃｔ】 Ｉｎ ｏｒｄｅｒ ｔｏ ｒｅｄｕｃｅ ｔｈｅ ｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎ ｅｆｆｏｒｔ ａｎｄ ｉｍｐｒｏｖｅ ｔｈｅ ｐｒｏｊｅｃｔ ｒｅｌｅａｓｅ ｑｕａｌｉｔｙ ｆｏｒ ｔｈｅ ｅｎｇｉｎｅ ｃｏｎｔｒｏｌ ｓｙｓｔｅｍ，ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ｈａｒｄｗａｒｅ—ｉｎ－ｌｏｏｐ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ ｏｆ ＬａｂＣａｒ，ｔｈｅ ａｕｔｏ— ｍａｔｉｃ ｔｅｓｔ ｓｙｓｔｅｍ ｉｓ ｄｅｖｅｌｏｐｅｄ ａｎｄ ｉｍｐｌｅｍｅｎｔｅｄ ｉｎ ｐｒｏｊｅｃｔ ｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎ ａｎｄ ｒｅｌｅａｓｅ ｆｏｒ ｐｏｗｅｒｓｔａｇｅ ｄｉａｇ— ｎｏｓｉｓ．Ｂｙ ｉｎｔｒｏｄｕｃｉｎｇ ｔｈｅ ａｕｔｏｍａｔｉｃ ｔｅｓｔ ｔｏ ｒｅｐｌａｃｅ ｔｈｅ ｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎａｌ ｍａｎｕａｌ ｔｅｓｔ ｉｎ ｔｈｅ ｃａｌｂｒａｔｉｏｎ ｏｆ ｐｏｗｅｒｓｔａｇｅ ｄｉａｇｎｏｓｉｓ，ｔｈｅ ｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎ ｅｆｆｏｒｔ ｉｓ ｒｅｄｕｃｅｄ ｌａｒｇｅｌｙ ａｎｄ ｔｈｅ ｐｏｊｅｃｔ ｒｅｌｅａｓｅ ｑｕａｌｉｔｙ ｉｓ ａｌｓｏ ｉｍ－ ｐｒｏｖｅｄ． 【关键词】 控制系统发动机汽车 自动测试系统 ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００７－４５５４．２０１１．０９．１０ 的不断加严以及客户需求不断增多，对发动机控 ０ 引言 近年来，随着汽车技术的高速发展，汽车法规 。。｜ｌＪ ’‘…＇ “…ｔｔ。’‘“ｌＩ ‘一 …Ｉ一 “… ’。…・＿一’”…Ｉ一’。… 。” ‘。 ｔ１’ ｌ－’ ，，’。…・－。 制系统开发提出了更高的要求，在控制算法不断 增加与复杂化的前提下，要求开发周期与开发成 本不断降低，并对项目的开发质量提出更高的要 ‘… … 。‘ ¨。 Ｉ’．’‘ｌ¨ …。 ｌ・ ＿ －｝ ＿－＿¨ｔ …… ‘ ＿一。 ＿－。¨¨ｌ－ ¨¨ｌ ’…．．……＋ ．７０ ６Ｏ 一肌一原设计 ’ 制动器结构强度，可以减小或抑制刹停噪声的产 ． — 里４０ 忸３Ｏ ２０ ５Ｏ 一 ．生，是非常有效的解决方法。 Ｖ 九 Ｖ加强曼椠Ｖ 参考文献 ［１］ Ｋａｔｓｕｙａ Ｏｋａｙａｍａ．Ａ Ｓｔｕｄｙ ｏｎ Ｒｅａｒ Ｄｉｓｃ Ｂｒａｋｅ Ｇｒｏａｎ 频率（Ｈｚ） １０ ０ １４０ １８０ ２２０ ２６０ ３００ ３４０ ３８０ ４２０ ４６０ Ｎｏｉｓｅ Ｉｍｍｅｄｉａｔｅｌｙ Ａｆｔｅｒ Ｓｔｏｐｐｉｎｇ［Ｊ］．ＳＡＥ，２００５，（１）． ［２］郭孑Ｌ辉．汽车操纵动力学［Ｍ］．长春：吉林科学技术出 图８卡钳支架加强前后刹停噪声频谱曲线 版社，１９９１． ［３］余志生．汽车理论［Ｍ］．北京：机械工业出版社，２００４． 是一个系统问题。通过改变摩擦材料特性或加强 ［４］ 王望予．汽车设计［Ｍ］．北京：机械工业出版社，２００３． 收稿Ｅｌ期：２０１１一Ｏ７—０５ ・４２・ 上海汽车２０１１．０９
