某中型客车盘式制动器振动噪声分析及改进研究

发布时间：2020-04-19 23:03

【摘要】：随着经济社会的发展,出行方式越来越追求舒适性,汽车工业的发展既要面临乘坐舒适性的提升,也要面临周边环境对车辆降噪的要求,如果不加以控制,将会对人类的身体形成无法估计的伤害。随着高铁的普及,私家车的平民化,中型客车承接了长途和短途中间的运输能力,其主要在城市或者郊区运行,噪声的控制无疑是一项提升产品品质的重要手段。从另外一个角度来看,降低噪声,将有效提升乘客的乘坐体验,改变传动客车平顺性差、噪声大的不足,有助于公共交通工具的推行,为节能减排贡献力量。客车制动器按照制动形式划分的话,可分为鼓式制动器、盘式制动器两大类,鼓式制动器采用的摩擦片是旋转的制动鼓,其工作的接触面是圆柱面;盘式制动器是圆形的制动盘,工作区域是制动盘的端面。传统中型客车多数倾向于采用鼓式制动器,但鼓式制动器存在制动效能、散热性及稳定性差等不足,促使设计人员开始尝试将盘式制动器应用到中型客车上。在中型客车的盘式制动器设计和验证过程中,经常会发现摩擦片与制动盘摩擦时,会对与其连接的部件产生激励,制动器相关部件的固有频率与激励频率达到一致,很容易产生共振,表现出来就是容易产生噪声。盘式制动器的制动噪声有很多种,但经过长时间的研究和总结,目前主要分为低频噪声、低频啸叫和高频啸叫三大类。低频噪声的产生与制动盘和摩擦片之间的相互作用有关。低频啸叫则主要是由于制动器的各个系统各部分之间的模态耦合引起的。而高频啸声则主要与制动盘的周向共振有关。总结制动噪声的现象和研究会发现,有许多影响制动噪声的因素,除了摩擦板的组成部分和制动器的固有特性,也与制动器的部件有关。关于制动器振动噪声的相关研究,二十世纪三十年代就有了相关论述和解释,从当时的情况看,当时已经总结出了一些解决部分制动器振动噪声问题的方法和理论分析力学模型。之前的制动噪声研究,主要看的是之前广泛使用的鼓式制动器,但不过随着盘式制动器的在中型客车上的大量使用,盘式制动器振动噪声的相关研究也已经成为企业和科研院校研究的重点。制动系统是一个涉及很多设计结构和参数且比较复杂的动力学系统,制动时出现的噪声现象与中型客车制动时的行驶工况以及车辆使用环境有着非常紧密的关系。主要有以下几方面:摩擦副之间的摩擦耦合特性、制动器设计的几何结构、外界环境对制动器的影响、制动工况等。目前制动器制动噪声研究主要有实验研究、噪声机理研究两个大的方向。实验研究,主要是借助一些试验设备,对产生噪声的部件进行问题再现,然后通过观察、收集问题再现过程中的数据,了解噪声产生的条件或者原因。噪声机理研究,主要从理论上分析研究噪声产生的原因,建立模型进行更加逼真的理论研究。比如模态分析通过计算来推测可能出现的噪声频率。某中型客车开发过程中,制动器和整车设计匹配不合理,或者制动器材质选择不当,或者结构不当,均可能产生制动噪声。通过整理和研究产品开发过程中噪声问题处理方案、售后反馈噪声问题处理措施以及实验中心主动研究方案,通过实验与理论研究相结合的方式,完成制动盘的振动模态分析不仅有助于探明制动振动噪声的发生机理,可以迅速找到噪声源,并制定出针对性的控制方案。介绍制动噪声试验研究及试验方法,完成制动盘的振动模态分析不仅有助于探明制动振动噪声的发生机理,也有助于得出抑制制动噪声的方法。以客车噪声改进方案的最终确定为例,详细介绍试验方案的制定和确定过程,通过台架试验收集问题制动盘数据并进行模态分析,找出共振点,然后通过优化配方,增加消音片,优化结构,输出多种方案,然后再通过台架试验,最终确定噪声改进的最优方案论文结合企业实际开发项目,开展某中型客车盘式制动器振动噪声分析及控制方法研究。首先介绍了中型客车盘式制动器的结构,盘式制动器所涉及噪声分类,然后对制动噪声研究现状和控制方法进行现状分析,最后对论文研究的振动噪声进行分析并对控制方法进行了概述。
【图文】：

制动钳,放气口,钳盘,制动器

图 1.1 轿车前轮浮钳盘式制动器2 制动活塞壳体、3 放气口、4 制动钳、5 观察口、车轮法兰、10/11 制动盘及内部开孔结构、11、1比较常见也比较典型，详细结构如图 1.1 所示。制可以横向沿着制动盘 10 的轴心横向向移动。制动有制动块。开始制动时，液压油缸向活塞推进，上，从而产生一个接触的摩擦力，这个力是与制制止车轮旋转的摩擦力矩，促使车辆车速降低或设计来说是关键的零部件，属于安保件，其的可能的好坏，制动器起到了很大作用。目前常用的少金属摩擦材料、芳纶铜纤维摩擦材料和高端陶

频谱,噪声分析,频谱

外型、层状结构、固有频率；制动器的刚度、材质、几何结构、固有频率；制动对偶的材质、金相、结构、表面粗细度、固有频率；减震器的材质、结构、固有频率；制动衬片的材质、结构、物理特性，固有频率；其他方面主要有各零件间接触情况，，外界异物进入系统，不良的安装姿态等。整车匹配：根据本章主要介绍的《中型客车制动系统设计》规范，输入整车参数(重量、尺寸等)，输出整车制动系统设计方案。制动器选型：根据客车制动系统设计输出的开发方案，选型制动器并进行初步匹配。NVH 理论分析：通过 CAE 分析、模态分析，模拟计算制动器匹配情况，并对有可能产生制动噪声的点进行优化，一般是整车和制动器结合，制动综合优化方案。①噪声的频谱分析：顾名思义，就是把时间轴的数据图形转变成为频谱格式，换言之，就是将信号信息转变成频谱以便进行定量分析。噪声分析中也常用此方法。见图 2.1
【学位授予单位】：吉林大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：U463.512

【参考文献】