消音片结构参数对汽车盘式制动器尖叫的影响分析

发布时间：2020-05-07 21:38

【摘要】：近年来汽车工业的迅速发展,汽车NVH(Noise Vibration Harshness)性能随着消费者乘坐感受要求的提高,越来越被汽车、零部件厂商重视。制动尖叫问题是制动器NVH性能的重要组成部分,制动尖叫噪声对人体和环境产生了很大影响,降低和抑制制动尖叫已经成为制动器开发过程当中非常关心的问题。本研究选择某乘用车的前轴通风盘式制动器作为研究对象,从噪声传播路径上进行分析,选择有限元复模态分析和制动器噪声台架试验分析相结合的方法,研究消音片参数(结构布置形式、材料厚度、形状)对尖叫噪声的影响,提出适合该制动器的最优降噪方案,再通过整车道路试验,验证了方案的可行性。首先在CATIA中对所研究的制动器进行了三维建模,通过Hypermesh软件对部件划分和修改有限元网格。再利用Workbench中自由模态和谐响应分析模块对零部件进行自由模态分析,并通过FRF锤击试验的方法验证了所建立模型的准确性。接着在Workbench中分别设置制动系统各部件之间的接触关系、约束条件等后,对制动系统进行复模态分析。噪声试验选择在LINK 3900型惯性试验台上进行制动器的NVH测试,选取摩擦片未作开槽倒角设计,未粘贴消音片的方案进行噪声试验作为噪声优化的基准。然后采用有限元仿真分析和噪声台架试验同步对比分析的方法,将某一参数优化的摩擦片更新到复模态分析模型中,求解不稳定模态频率,然后将相对应的实物摩擦片安装到测试系统中,完成一轮噪声试验,依次分析橡胶-钢片、橡胶-钢片-橡胶结构的消音片以及不同橡胶厚度、钢片厚度、消音片形状修改以及相应摩擦片倒角共8种方案对具体频率噪声的影响。研究结果表明:较低的橡胶厚度可以很好地抑制1.8kHz的低频尖叫;采用两层橡胶一层钢片的自由阻尼结构消音片的整体降噪效果优于使用一层橡胶一层钢片的的消音片;选择较厚钢片材料的消音片能更好的抑制系统的不稳定。最终选择的橡胶-钢片-橡胶结构消音片与15mm倒角的方案能将制动器尖叫噪声发生率从基准试验的19.19%降低至1.27%,整体降噪效果达到优化目标。最后,区别于其他学者的研究,创新性的加入了整车道路试验。将最优方案的摩擦片装配在实车上,在黄山山区一共进行了20000km的噪声整车道路试验。通过主观评价和客观数据采集的方法,综合验证了该方案在实际应用中较好的降噪功能。最后对研究工作进行总结并给出研究结论,此外依据存在的不足对未来可行性研究进行展望。
【图文】：

拉力试验,钢背,粘接力,摩擦片

料图 2.2 消音片拉力试验Fig. 2.2 Shim T-pull test挑选5-10个摩擦片进行消音片粘接力（T-pull）使一部分消音片剥离钢背表面，，并折成接近

阻尼特性,制动盘

14（c）C 型消音片（d）D 型消音片图 2.3 4 种消音片阻尼特性图Fig. 2.3 Damping factor of four shims 消音片的失效与寿命消音片在装车实际使用过程中容易出现两种问题：击穿和翘起。此外，粘贴了后，制动盘-摩擦片的热传导性能也会受到一定影响，若消音片设计不理想，动下的制动盘热衰退现象会较为明显。1 消音片击穿
【学位授予单位】：江苏大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：U463.512

【参考文献】