乘用車制動(dòng)噪聲及抖動(dòng)整車道路試驗(yàn)方法及評(píng)價(jià)規(guī)范探索

宋明，李巍

（上海汽車制動(dòng)系統(tǒng)有限公司技術(shù)中心，上海 201821）

1 引言

隨著國(guó)內(nèi)汽車行業(yè)的井噴，如何縮短制動(dòng)系統(tǒng)開發(fā)周期，加快開發(fā)進(jìn)度，降低開發(fā)成本，同時(shí)又適應(yīng)中國(guó)本土的國(guó)情需求[1]，已成為各整車企業(yè)的迫切任務(wù)。國(guó)內(nèi)用戶對(duì)于車輛制動(dòng)系統(tǒng)舒適性的要求越來(lái)越高，且這方面要求甚至超過(guò)了歐美等國(guó)外用戶的要求。過(guò)去沒(méi)有合適的、公認(rèn)的標(biāo)準(zhǔn)和方法，也沒(méi)有行業(yè)認(rèn)可的規(guī)范，各整車廠憑各自試驗(yàn)人員的主觀感受，面對(duì)制動(dòng)噪聲和抖動(dòng)問(wèn)題如何進(jìn)行比較客觀、公正、定量而又具有可操作性的測(cè)試和評(píng)價(jià)，往往束手無(wú)策。

國(guó)外公認(rèn)的比較著名的制動(dòng)噪聲耐久試驗(yàn)有歐洲西班牙Mojacar和美國(guó)洛杉磯LACT制動(dòng)噪聲耐久試驗(yàn)，用來(lái)評(píng)價(jià)乘用車的制動(dòng)噪聲、抖動(dòng)和磨損等[2]，成為新車型上市前的重要的驗(yàn)證手段[3]。

為了在產(chǎn)品開發(fā)階段提前發(fā)現(xiàn)制動(dòng)噪聲、抖動(dòng)和磨損等方面的問(wèn)題，上海汽車制動(dòng)系統(tǒng)有限公司（簡(jiǎn)稱 SABS）技術(shù)中心的工程師們經(jīng)過(guò)多年的探索，終于在安徽省黃山地區(qū)確定了一條與歐洲Mojacar近似的試驗(yàn)路線，該路線符合德國(guó)大陸集團(tuán)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)體系論證的乘用車制動(dòng)噪聲耐久試驗(yàn)方法和評(píng)價(jià)流程所需條件，建立了SABS企業(yè)試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)。技術(shù)中心試車團(tuán)隊(duì)的工程師們還自己開發(fā)了各種測(cè)試測(cè)量設(shè)備和夾具，如制動(dòng)盤厚度變化量(DTV)和端面跳動(dòng)值(Runout)、拖滯力矩(Drag Torque)的測(cè)量設(shè)備等，進(jìn)一步完善了這項(xiàng)系統(tǒng)試驗(yàn)工程。

經(jīng)過(guò)多年的試驗(yàn)驗(yàn)證和對(duì)比國(guó)外試驗(yàn)結(jié)果，該試驗(yàn)方法得到了德國(guó)大陸專家的認(rèn)可，并且編入了德國(guó)大陸公司全球的ATE標(biāo)準(zhǔn)。同時(shí)，眾多整車廠和制動(dòng)系統(tǒng)零部件供應(yīng)商也接受和認(rèn)可了該試驗(yàn)的流程和試驗(yàn)方法，目前已經(jīng)完成了眾多整車驗(yàn)證項(xiàng)目。

2 制動(dòng)噪聲及抖動(dòng)整車道路試驗(yàn)方法

2.1 試驗(yàn)道路的選取

路線選取及認(rèn)證：黃山地區(qū)地處中國(guó)華東中部地區(qū)，交通便利，距離上海約400公里；地域內(nèi)山路，鄉(xiāng)村道路，城市道路，高速公路交織；一年四季分明，溫度和濕度變化范圍較大；該試驗(yàn)路線是具有中國(guó)地域特色，符合中國(guó)市場(chǎng)大部分使用環(huán)境的，適合進(jìn)行制動(dòng)噪聲及抖動(dòng)耐久試驗(yàn)的路線。實(shí)踐證明，黃山試驗(yàn)路譜完全可以和Mojacar試驗(yàn)路譜相媲美，使得國(guó)內(nèi)客戶和零部件開發(fā)的企業(yè)不需要遠(yuǎn)渡重洋前往歐洲進(jìn)行相關(guān)試驗(yàn)，大大縮短了產(chǎn)品開發(fā)周期，節(jié)約了大筆開發(fā)費(fèi)用，提高了效率。

參照國(guó)外同類規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，SABS公司通過(guò)多年的摸索，確定的試驗(yàn)路線里程為200km，平均用時(shí)4.5小時(shí)，如圖1所示。其中，城市工況約 20km，鄉(xiāng)村工況約 100km，山路約50km，高速公路約30km。

圖1 黃山試驗(yàn)路線

2.2 試驗(yàn)過(guò)程

經(jīng)過(guò)培訓(xùn)的專業(yè)試車員每天會(huì)按照兩個(gè)班次進(jìn)行駕駛，駕駛習(xí)慣接近于普通大眾的駕駛方式，通過(guò)不同路況，發(fā)現(xiàn)測(cè)試車輛在制動(dòng)噪聲和抖動(dòng)方面的問(wèn)題。如果駕駛員發(fā)現(xiàn)制動(dòng)噪聲或者抖動(dòng)，他們會(huì)通過(guò)專用的 NVH數(shù)據(jù)采集設(shè)備記錄下發(fā)生時(shí)的詳細(xì)工況，同時(shí)也記錄下來(lái)制動(dòng)噪聲的頻率、分貝、制動(dòng)盤溫度、制動(dòng)壓力、車速減速度、環(huán)境溫度和環(huán)境濕度等參數(shù)。

整個(gè)耐久試驗(yàn)的16000公里，需經(jīng)過(guò)多個(gè)班次的循環(huán)。除專用的 NVH數(shù)據(jù)采集設(shè)備的客觀數(shù)據(jù)外，評(píng)價(jià)人員應(yīng)具備分辯和評(píng)價(jià)不同類型強(qiáng)度噪聲、制動(dòng)抖動(dòng)和非制動(dòng)抖動(dòng)的能力。在整個(gè)試驗(yàn)周期中，應(yīng)由不少于2 人的駕駛員在多循環(huán)試驗(yàn)中交替駕駛；且車輛在車隊(duì)中的位置也應(yīng)經(jīng)常輪換。

為了考察耐久試驗(yàn)中的制動(dòng)抖動(dòng)問(wèn)題，在黃山試驗(yàn)中，每隔 2000公里試驗(yàn)里程，工程師會(huì)測(cè)量制動(dòng)系統(tǒng)的拖滯力矩、制動(dòng)盤的DTV（制動(dòng)盤厚度變化量）和Runout（制動(dòng)盤的端面跳動(dòng)值）。

另外，黃山耐久試驗(yàn)還可驗(yàn)證摩擦片和制動(dòng)盤的磨損狀態(tài)，研究摩擦片和制動(dòng)盤的使用壽命等。

3 試驗(yàn)結(jié)果的評(píng)價(jià)

3.1 客觀評(píng)價(jià)

黃山試驗(yàn)過(guò)程中的典型的制動(dòng)盤溫度曲線如下圖 2所示。這樣的溫度范圍涵蓋了一般用戶的幾乎所有的使用工況，保證了試驗(yàn)結(jié)果一致性和可靠性。

圖2 黃山試驗(yàn)制動(dòng)盤溫度曲線（某循環(huán)示例）

根據(jù)采集到的噪聲以及各個(gè)傳感器數(shù)據(jù)，結(jié)合專業(yè)駕駛員的主觀評(píng)價(jià)，就可以對(duì)該車輛制動(dòng)系統(tǒng)（前軸或后軸）的制動(dòng)舒適性進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。從而，幫助整車廠及相關(guān)設(shè)計(jì)人員了解該制動(dòng)系統(tǒng)的各零件在整車上的表現(xiàn)，判斷其是否符合設(shè)計(jì)要求，加快新產(chǎn)品開發(fā)進(jìn)程。

3.2 主觀評(píng)價(jià)

除了 NVH數(shù)據(jù)采集設(shè)備記錄的噪聲數(shù)據(jù)外，該試驗(yàn)方法著重體現(xiàn)了主觀評(píng)價(jià)的重要性。制動(dòng)噪聲主觀評(píng)價(jià)是從噪聲對(duì)人的心理影響的角度來(lái)量度噪聲的方法。由于噪聲對(duì)人的心理和生理的影響是非常復(fù)雜的且多方面的，有時(shí)噪聲的客觀數(shù)據(jù)（分貝/頻率）不能正確反映人對(duì)制動(dòng)噪聲的主觀感覺(jué)，而且因人而異。因此需要一些統(tǒng)計(jì)上能正確反映主觀感覺(jué)的評(píng)價(jià)量，并把這些主觀評(píng)價(jià)量同制動(dòng)噪聲的客觀物理量建立起聯(lián)系，這是制動(dòng)噪聲主觀評(píng)價(jià)的任務(wù)。主觀評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)下表1所示。

進(jìn)行主觀評(píng)價(jià)時(shí)，需要綜合考慮如下要素：可復(fù)現(xiàn)程度、噪聲的分貝值、制動(dòng)噪聲可持續(xù)時(shí)間、制動(dòng)噪聲頻率、出現(xiàn)制動(dòng)噪聲的壓力范圍、出現(xiàn)制動(dòng)噪聲的制動(dòng)盤溫度范圍、出現(xiàn)制動(dòng)噪聲的環(huán)境溫濕度、出現(xiàn)制動(dòng)噪聲時(shí)車輛的行駛方向（前進(jìn)或后退）、是否轉(zhuǎn)向制動(dòng)噪聲、制動(dòng)噪聲是發(fā)生在平地制動(dòng)還是坡道制動(dòng)等。

表1 主觀評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)

制動(dòng)噪聲（及抖動(dòng)）的評(píng)價(jià)需要綜合考慮不同用戶和不同工況使用要素的影響，從終端用戶的角度出發(fā)進(jìn)行判斷而不是僅僅參考客觀數(shù)據(jù)。而準(zhǔn)確的客觀數(shù)據(jù)可以幫助主觀評(píng)價(jià)人員與實(shí)際用戶的使用情況建立緊密關(guān)聯(lián)，有助于合理的進(jìn)行主觀評(píng)分。

4 總結(jié)

乘用車制動(dòng)噪聲及抖動(dòng)整車道路試驗(yàn)方法及評(píng)價(jià)是一項(xiàng)系統(tǒng)工程，涉及試驗(yàn)路線的選取、特定試驗(yàn)設(shè)備的開發(fā)。評(píng)價(jià)需要綜合考察制動(dòng)系統(tǒng)的噪聲、抖動(dòng)、磨損、拖滯力矩和DTV/Runout變化，以及主觀評(píng)價(jià)等。這是一項(xiàng)對(duì)制動(dòng)舒適性的綜合評(píng)價(jià)。本文的工作，圍繞黃山試驗(yàn)，取得如下成果：

1）形成了一套國(guó)內(nèi)規(guī)范的測(cè)量測(cè)試方法和試驗(yàn)流程；2）設(shè)計(jì)了多種設(shè)備和夾具的開發(fā)和試用，申請(qǐng)了多項(xiàng)相關(guān)專利技術(shù)；

3）訂立了黃山試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)（企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)），加快了公司產(chǎn)品開發(fā)的進(jìn)度，節(jié)約了時(shí)間和成本；

4）黃山試驗(yàn)基地的建立，使試驗(yàn)車的測(cè)量和維護(hù)更加便捷，工作效率提高，也保護(hù)了客戶原型車的密性；

5）本試驗(yàn)方法及評(píng)價(jià)規(guī)范的探索，為廣泛接受的國(guó)家團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)的訂立提供了重要的參考。

在目前的形勢(shì)下，僅有少數(shù)整車廠和零部件企業(yè)擁有試驗(yàn)和評(píng)價(jià)能力，許多自主品牌企業(yè)這方面還處于起步階段。因此，在制動(dòng)行業(yè)內(nèi)形成一套統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，來(lái)規(guī)范各自的試驗(yàn)方法，有利于產(chǎn)品設(shè)計(jì)、優(yōu)化和驗(yàn)證，便于零部件企業(yè)與整車企業(yè)的溝通交流，也有助于提升整個(gè)行業(yè)的產(chǎn)品開發(fā)水平。該文所探索的試驗(yàn)方法及評(píng)價(jià)規(guī)范為國(guó)家團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)建立也將提供重要的參考。