轎車(chē)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(chē)時(shí)由前進(jìn)切換成倒車(chē)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(guò)整車(chē)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(chē)制動(dòng)器的撞擊噪音是汽車(chē)行業(yè)內(nèi)長(zhǎng)期存在的熱點(diǎn)和難點(diǎn)問(wèn)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(guò)在實(shí)車(chē)上嘗試不同的解決方案，而類(lèi)似嘗試不能系統(tǒng)和充分的分析和解決這一問(wèn)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(chē)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(chē)輛轉(zhuǎn)換成倒車(chē)制動(dòng)時(shí)，摩擦片會(huì)隨著制動(dòng)盤(pán)向上運(yùn)動(dòng)，B處間隙變?yōu)?;在此過(guò)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(chēng)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(chē)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(chē)時(shí)，特別是在早晨 – 溫度低而且濕度大的時(shí)候。在經(jīng)過(guò)幾次制動(dòng)后，噪聲就會(huì)減少，減輕甚至消失。這在整車(chē)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(lái)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(chē)型進(jìn)行整車(chē)和臺(tái)架試驗(yàn)，來(lái)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(lèi)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(chē)上經(jīng)歷多次制動(dòng)后，由于制動(dòng)盤(pán)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(chē)制動(dòng)撞擊噪音的影響因素有多種，經(jīng)過(guò)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(chē)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(chē)工況更為明顯;低金屬摩擦材料沒(méi)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(lèi)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(wèn)題的關(guān)鍵。

4 結(jié)語(yǔ)

汽車(chē)制動(dòng)器的撞擊噪音是汽車(chē)行業(yè)內(nèi)長(zhǎng)期存在的熱點(diǎn)和難點(diǎn)問(wèn)題，它不僅會(huì)對(duì)汽車(chē)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(jiàn)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(guò)具有減震效果的隔離材料緩沖撞擊來(lái)減小或抑制噪音的發(fā)生。上文基于某品牌車(chē)型在開(kāi)發(fā)中遇到的制動(dòng)撞擊噪音，通過(guò)系統(tǒng)性的從理論角度分析所有影響因素，再結(jié)合整車(chē)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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