盘式制动器制动振动噪声研究

　　近年来，随着、汽车保有量和盘式制动器和各类非石棉摩擦材料应用的急剧增加,各国都在逐步限制制动噪声。对不同制动噪声的抱怨，对各项制动指标重视的优先次序，我国也即将把制动噪声列为车辆年检的一项重要内容。

　　虽然人们很早就开始研究制动噪声问题，并形成多种解释制动噪声机理的理论模型、以及解决特定问题的工程实用方法，但迄今为止对制动噪声的研究从发生机理到分析方法仍未取得一致。

　　1 制动噪声的分类、特征及其影响因素

　　1.1 制动噪声的分类及其特征

　　不同研究者对制动噪声的分类不同\，但频率是各种文献分析制动噪声时普遍采用的基本特征参数。一般根据制动器部件振动频率的频段将制动噪声分成三类：低频振动噪声、低频尖叫和高频尖叫。

　　1.1.1低频振动噪声

　　低频制动噪声（100～500Hz），如Groan、Hum、Moan和Judder等。对于Groan，文献认为通过改变系统阻尼、刚度或在制动盘表面覆盖固体润滑膜等可以抑制这类噪声。Hum和Moan的振动频率在100～400Hz之间，其潜在影响因素包括：对偶件间、卡钳与摩擦片间的压力分布状况等。Judder（5～100hz）主要由车辆的悬挂和转向系统的共振造成，并受轮速变化的影响。

　　1.1.2 低频和高频尖叫

　　低频尖叫的频率在1～3kHz之间；高频率尖叫的频率在2～16KHz之间或上限到人耳听力的极限。其中频率在1～16kHz之间的制动尖叫声严重影响车辆的舒适性和环保品质。为此，很多学者对这类噪声进行了大量的研究，其发生倾向、频率与摩擦片承受的载荷、温度之间关系复杂，故至今仍末产生统一认识。

　　2 制动噪声的研究进展与评述

　　2.1 制动噪声的机理研究

　　自1935年以来，人们在基于不同的理论分析和大量的实验研究的基础上，形成了多种不同的制动噪声机制。最初人们认为动静摩擦系数之差和动摩擦系数随相对滑动速度的增加而减小是引起制动噪声的根本原因，从而形成了“粘滑机理”和“摩擦力－相对滑动速度关系的负斜率机理”。

　　1961，Spurr指出随着摩擦力的变化而反复出现的弹性变形是系统产生自激振动的主要原因。首次提出“自锁－滑动机理”。 Millner基于该理论分析了包含了制动盘钳、盘片六个自由度的分析模型，取得了较好效果。文献基于结构闭环耦合理论，针对一个实际样车，通过有限元方法，应用自由界面法进行模态综合，得到了与实际尖叫情形较符合的耦合模型。Hu等人通过有限元和Taguchi方法对制动噪声进行非线性瞬态分析，得出：摩擦耦合和构件的几何特征对制动噪声的影响都很大。