制動器噪音分析研究

譚 苗

（西安航空制動科技有限公司，陜西 西安 713106）

制動器噪音分析研究

譚 苗

（西安航空制動科技有限公司，陜西 西安 713106）

制動器產(chǎn)品安裝到整車后，正常行車或制動過程中產(chǎn)生噪音，稱為制動噪音，制動器噪音分為行車噪音和制動噪音。引發(fā)制動器噪音的原因是多方面的，它影響駕駛的舒適性。文章將對制動器噪音故障現(xiàn)象進行分析、研究。

行車噪音；制動噪音；異響

10.16638/j.cnki.1671-7988.2017.02.067

CLC NO.:U463.5Document Code:AArticle ID:1671-7988 (2017)02-196-03

引言

制動器安裝于底盤系統(tǒng)，由于組成零部件在搬運過程中松動或變形、裝配干涉、材質(zhì)等因素的影響，會在整車行駛或制動過程中產(chǎn)生聲音。根據(jù)聲音產(chǎn)生的原因、響度及產(chǎn)生的頻次等，判斷其是否滿足標(biāo)準要求，不符合標(biāo)準要求則稱為噪音，通常也稱為異響。對制動器噪音產(chǎn)生的原因進行鑒別分析，有利于及時排除故障。

1、制動器噪音類型

制動器噪音可以分為行車噪音和制動噪音兩種類型：

行車噪音為制動器安裝在車輛上后，零部件松動、變形、裝配干涉及破壞等原因，出現(xiàn)振動、接觸摩擦而導(dǎo)致的噪音。

制動噪音是指車輛在制動過程中，制動塊與制動盤、制動蹄與制動鼓對偶摩擦產(chǎn)生的尖叫、異響等。通常制動噪音又稱為制動異響。

目前，國家對制動器制動噪音籠統(tǒng)的要求為不允許出現(xiàn)，汽車行業(yè)標(biāo)準QC/T564-1999進行臺架試驗時，制動噪音要求應(yīng)小于76dB。

2、典型制動器噪音案例

某前制動器總成在試驗場進行路試時客戶反饋制動時有“咔嗒！”聲出現(xiàn)?？蛻舴治鲈驗椋褐苿訒r，制動襯片發(fā)響，制動振動頻率與制動系統(tǒng)的固有頻率相重合或接近，產(chǎn)生共振時制動噪音。在產(chǎn)品排故的過程中，經(jīng)對缸體內(nèi)部進行除污后，解決了活塞卡滯等現(xiàn)象，使得ABS工作同步，異響消失。

某前制動器總成在進行驅(qū)動耐久性試驗。顧客反饋以50Km/h的初速度進行制動，車輛即將停止時有“吱！”的聲音產(chǎn)生。對制動塊配套商咨詢后，對制動盤硬度進行了調(diào)整，使剎車面硬度值為HB190～210，并進行了重新送樣試驗，客戶反饋故障未再現(xiàn)。

某制動器在進行二次效能試驗時，出現(xiàn)拖滯現(xiàn)象并伴有持續(xù)的“咕！咕！”聲。觀察制動蹄發(fā)現(xiàn)有析碳呈光亮帶現(xiàn)象。分析認為制動蹄摩擦片熱穩(wěn)定性較差，出現(xiàn)析碳現(xiàn)象。拖滯導(dǎo)致摩擦片與制動鼓局部接觸摩擦，摩擦片析碳硬膜與制動鼓摩擦不均勻而產(chǎn)生響聲。

某后制動器新品多次發(fā)生行車異響現(xiàn)象，對故障一一進行了排除。引起故障原因如下：

1）制動底板與護板焊接不同心，與后橋裝配后，制動鼓與護板干涉；

2）制動底板翹曲與制動鼓防塵槽干涉；

3）護板在物流搬運過程中產(chǎn)生變形與制動鼓干涉。

3、分析與控制

制動器制動噪音出現(xiàn)，通常是偶然現(xiàn)象，數(shù)據(jù)采集分析存在一定的困難。并且由于導(dǎo)致噪音的機理不同，產(chǎn)生噪音音調(diào)、響度（用分貝dB計量）和表象通常也不相同。目前，對制動器噪音的設(shè)計控制、試驗分析、生產(chǎn)控制方法通常如下：

3.1 設(shè)計控制

將制動器產(chǎn)品建立三維數(shù)模，利用模擬仿真分析軟件設(shè)定產(chǎn)品的材料和使用環(huán)境等進行參數(shù)設(shè)定，進行模擬仿真分析，檢查可能出現(xiàn)噪音的部件并進行動態(tài)調(diào)整，直至不能出現(xiàn)噪音為止。

3.2 試驗分析

對制動盤、大發(fā)制動鼓等零件進行固有頻率測定，將產(chǎn)品的固有頻率通過材質(zhì)調(diào)整控制在一定范圍內(nèi)，避免制動盤制動鼓因為行車或制動過程中的共振而產(chǎn)生噪音。

3.3 生產(chǎn)控制

對制動塊熱振蕩頻率測定進行噪音的預(yù)防和質(zhì)量控制。

4、制動器噪音應(yīng)對策略

制動器的噪音產(chǎn)生是偶然現(xiàn)象，并非同一型號或同一批次的所有產(chǎn)品均存在這一故障現(xiàn)象，因此不是必然現(xiàn)象，并非產(chǎn)品設(shè)計控制不合理而導(dǎo)致故障。個別制動器噪音的產(chǎn)生是過程控制不足引起的，嚴格按產(chǎn)品設(shè)計圖紙要求和相關(guān)標(biāo)準要求進行產(chǎn)品的生產(chǎn)加工，可以從源頭上減少產(chǎn)生噪音的幾率。將制動器噪音這一故障現(xiàn)象可能產(chǎn)生的原因進行分析，并將分析出的控制方法納入生產(chǎn)過程有利于產(chǎn)品的質(zhì)量控制，可以減少故障率，更有利于進行故障的排除。

根據(jù)經(jīng)驗和理論分析，導(dǎo)致制動器噪音的原因有以下方面：

4.1 摩擦片的原因

(1)摩擦材料的彈性模量過大。

(2)摩擦材料的孔縮率降低過快。

(3)表面加工平面度、平行度、粗糙度太差，與制動盤（或鼓）局部抵觸而產(chǎn)生劇烈振動。

(4)摩擦片摩擦系數(shù)過高。

(5)半金屬摩擦片摩擦面生銹，但經(jīng)過磨合后可以消失。

(6)摩擦片中含有的樹脂質(zhì)量差，在制動后表面碳化形成光亮帶及亮膜，而亮膜硬度較高，當(dāng)然該現(xiàn)象也不符合GB/T564要求。

(7)摩擦片硬度較高。

(8)半金屬摩擦片中，存在個別較大金屬顆粒，該故障現(xiàn)象類似制動器的報警器，是金屬與金屬摩擦產(chǎn)生噪音。

(9)半金屬摩擦片混料不均勻，局部高密度的金屬含量的存在，不僅會異響，甚至?xí)?dǎo)致制動盤異常磨損。

4.2 制動盤或制動鼓等旋轉(zhuǎn)元件的原因

(1)形位公差如跳動量、平行度、圓柱度超差。(2)材質(zhì)硬度過高。

(3)材質(zhì)組織均勻性差，存在硬點等缺陷。

(4)連續(xù)制動產(chǎn)生高溫使制動鼓或制動盤變形。

(5)制動盤與鼓的固有頻率過小，產(chǎn)生共振。

(6)制動鼓防塵槽深度設(shè)計不合理，使得裝車后制動鼓與承力板翻邊部位干涉；

(7)制動盤、制動鼓安裝中心孔與輪轂的設(shè)計間隙偏大容易引發(fā)制動時旋轉(zhuǎn)元件的移位而產(chǎn)生異響。

4.3 缸體、支架及制動底板的原因

(1)缸體、支架的材質(zhì)不符合要求，因制動產(chǎn)生的扭力，使支架產(chǎn)生變形，當(dāng)變形至一定程度時會產(chǎn)生回復(fù)，形成間歇性制動而產(chǎn)生異響。

(2)支架的加工尺寸不符合圖紙要求，使得制動塊裝配后的位置未在設(shè)計要求位置，導(dǎo)致制動塊的不均磨損。

(3)制動底板變形翹曲，使的裝配后與制動鼓干涉。

(4)制動底板焊接時，承力板與護板焊接不同心，致使裝車后制動鼓與護板干涉。

4.4 制動器裝配的原因

(1)裝配質(zhì)量差，組成零部件與旋轉(zhuǎn)元件局部干涉。

(2)制動輪缸活塞回位的密封圈彈力不足引起拖磨,在制動盤表面磨出深深的磨痕,制動時發(fā)生跳動、振動。

(3)制動塊在制動器中裝配不緊密,松動導(dǎo)致制動時的撞擊或行車振動。

(4)鼓式制動器6凸臺不平整或未抹潤滑脂，制動蹄工作時卡滯而產(chǎn)生的摩擦聲，經(jīng)鼓的喇叭作用會將聲音放大。

4.5 整車裝配及物流搬運而導(dǎo)致的原因

(1)因物流搬運的粗暴操作，導(dǎo)致護板的變形、松動。

(2)鼓式制動器在后橋分裝時的漏裝零件，使得制動鼓安裝尺寸向內(nèi)移動而制動器底板干涉。

4.6 使用原因

(1)新裝剎車片沒有經(jīng)過磨合期,連續(xù)或緊急制動，工作面上很快形成硬化而光亮的硬殼。

(2)剎車片已磨到報警器而沒有及時更換。(3)剎車片與制動盤間有異物等。

(4)猛踩制動而導(dǎo)致制動力的急劇增大。

(5)輪轂軸承的異常磨損。

(6)制動管路系統(tǒng)中混有雜質(zhì)，導(dǎo)致含有ABS制動系統(tǒng)的左右制動器不同步工作而引起的撞擊聲音。

5、總結(jié)

綜上所述，制動器噪音的產(chǎn)生原因是多方面的，新制動器產(chǎn)品設(shè)計過程應(yīng)充分借鑒原有產(chǎn)品的設(shè)計經(jīng)驗，利用三維模擬軟件進行裝配仿真分析則可以避免因設(shè)計失誤而導(dǎo)致的制動噪音的出現(xiàn)。制動器的生產(chǎn)和裝配過程控制需嚴格遵守設(shè)計圖紙和標(biāo)準的相關(guān)要求，則能夠最大范圍內(nèi)減少因不合理控制而導(dǎo)致的噪音故障。

[1]機動車運行安全技術(shù)條件. GB7258-2008.

[2]乘用車制動系統(tǒng)技術(shù)要求及試驗方法. GB21670-2008.

Brake noise analysis and research

Tan Miao

（Xi 'an aviation brake technology co., LTD, Shaanxi Xi'an 713106 )

After installed to the vehicle brake products, in the process of normal driving or braking noise, known as brake noise, brake noise is divided into driving and braking noise. There are a variety of causes of brake noise, it affects the driving comfort. This article will analyze the brake noise fault phenomena, research.

Traffic noise; The brake noise; Abnormal sound

U463.5

A

1671-7988(2017)02-196-03

譚苗，就職于西安航空制動科技有限公司。