譚 苗

（西安航空制動(dòng)科技有限公司，陜西 西安 713106）

制動(dòng)器噪音分析研究

譚 苗

（西安航空制動(dòng)科技有限公司，陜西 西安 713106）

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

行車噪音；制動(dòng)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(dòng)器安裝于底盤系統(tǒng)，由于組成零部件在搬運(yùn)過程中松動(dòng)或變形、裝配干涉、材質(zhì)等因素的影響，會(huì)在整車行駛或制動(dòng)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(zhǔn)要求，不符合標(biāo)準(zhǔn)要求則稱為噪音，通常也稱為異響。對(duì)制動(dòng)器噪音產(chǎn)生的原因進(jìn)行鑒別分析，有利于及時(shí)排除故障。

1、制動(dòng)器噪音類型

制動(dòng)器噪音可以分為行車噪音和制動(dòng)噪音兩種類型：

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

制動(dòng)噪音是指車輛在制動(dòng)過程中，制動(dòng)塊與制動(dòng)盤、制動(dòng)蹄與制動(dòng)鼓對(duì)偶摩擦產(chǎn)生的尖叫、異響等。通常制動(dòng)噪音又稱為制動(dòng)異響。

目前，國家對(duì)制動(dòng)器制動(dòng)噪音籠統(tǒng)的要求為不允許出現(xiàn)，汽車行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)QC/T564-1999進(jìn)行臺(tái)架試驗(yàn)時(shí)，制動(dòng)噪音要求應(yīng)小于76dB。

2、典型制動(dòng)器噪音案例

某前制動(dòng)器總成在試驗(yàn)場進(jìn)行路試時(shí)客戶反饋制動(dòng)時(shí)有“咔嗒！”聲出現(xiàn)。客戶分析原因?yàn)椋褐苿?dòng)時(shí)，制動(dòng)襯片發(fā)響，制動(dòng)振動(dòng)頻率與制動(dòng)系統(tǒng)的固有頻率相重合或接近，產(chǎn)生共振時(shí)制動(dòng)噪音。在產(chǎn)品排故的過程中，經(jīng)對(duì)缸體內(nèi)部進(jìn)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(dòng)器總成在進(jìn)行驅(qū)動(dòng)耐久性試驗(yàn)。顧客反饋以50Km/h的初速度進(jìn)行制動(dòng)，車輛即將停止時(shí)有“吱！”的聲音產(chǎn)生。對(duì)制動(dòng)塊配套商咨詢后，對(duì)制動(dòng)盤硬度進(jìn)行了調(diào)整，使剎車面硬度值為HB190～210，并進(jìn)行了重新送樣試驗(yàn)，客戶反饋故障未再現(xiàn)。

某制動(dòng)器在進(jìn)行二次效能試驗(yàn)時(shí)，出現(xiàn)拖滯現(xiàn)象并伴有持續(xù)的“咕！咕！”聲。觀察制動(dòng)蹄發(fā)現(xiàn)有析碳呈光亮帶現(xiàn)象。分析認(rèn)為制動(dòng)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(dòng)鼓局部接觸摩擦，摩擦片析碳硬膜與制動(dòng)鼓摩擦不均勻而產(chǎn)生響聲。

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

1）制動(dòng)底板與護(hù)板焊接不同心，與后橋裝配后，制動(dòng)鼓與護(hù)板干涉；

2）制動(dòng)底板翹曲與制動(dòng)鼓防塵槽干涉；

3）護(hù)板在物流搬運(yùn)過程中產(chǎn)生變形與制動(dòng)鼓干涉。

3、分析與控制

制動(dòng)器制動(dòng)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(jī)理不同，產(chǎn)生噪音音調(diào)、響度（用分貝dB計(jì)量）和表象通常也不相同。目前，對(duì)制動(dòng)器噪音的設(shè)計(jì)控制、試驗(yàn)分析、生產(chǎn)控制方法通常如下：

3.1 設(shè)計(jì)控制

將制動(dòng)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(jìn)行參數(shù)設(shè)定，進(jìn)行模擬仿真分析，檢查可能出現(xiàn)噪音的部件并進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整，直至不能出現(xiàn)噪音為止。

3.2 試驗(yàn)分析

對(duì)制動(dòng)盤、大發(fā)制動(dòng)鼓等零件進(jìn)行固有頻率測(cè)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(dòng)盤制動(dòng)鼓因?yàn)樾熊嚮蛑苿?dòng)過程中的共振而產(chǎn)生噪音。

3.3 生產(chǎn)控制

對(duì)制動(dòng)塊熱振蕩頻率測(cè)定進(jìn)行噪音的預(yù)防和質(zhì)量控制。

4、制動(dòng)器噪音應(yīng)對(duì)策略

制動(dòng)器的噪音產(chǎn)生是偶然現(xiàn)象，并非同一型號(hào)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(jì)控制不合理而導(dǎo)致故障。個(gè)別制動(dòng)器噪音的產(chǎn)生是過程控制不足引起的，嚴(yán)格按產(chǎn)品設(shè)計(jì)圖紙要求和相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求進(jìn)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(dòng)器噪音這一故障現(xiàn)象可能產(chǎn)生的原因進(jìn)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(jìn)行故障的排除。

根據(jù)經(jīng)驗(yàn)和理論分析，導(dǎo)致制動(dòng)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(dòng)盤（或鼓）局部抵觸而產(chǎn)生劇烈振動(dòng)。

(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(dòng)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(gè)別較大金屬顆粒，該故障現(xiàn)象類似制動(dòng)器的報(bào)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(huì)異響，甚至?xí)?dǎo)致制動(dòng)盤異常磨損。

4.2 制動(dòng)盤或制動(dòng)鼓等旋轉(zhuǎn)元件的原因

(1)形位公差如跳動(dòng)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(diǎn)等缺陷。

(4)連續(xù)制動(dòng)產(chǎn)生高溫使制動(dòng)鼓或制動(dòng)盤變形。

(5)制動(dòng)盤與鼓的固有頻率過小，產(chǎn)生共振。

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

(7)制動(dòng)盤、制動(dòng)鼓安裝中心孔與輪轂的設(shè)計(jì)間隙偏大容易引發(fā)制動(dòng)時(shí)旋轉(zhuǎn)元件的移位而產(chǎn)生異響。

4.3 缸體、支架及制動(dòng)底板的原因

(1)缸體、支架的材質(zhì)不符合要求，因制動(dòng)產(chǎn)生的扭力，使支架產(chǎn)生變形，當(dāng)變形至一定程度時(shí)會(huì)產(chǎn)生回復(fù)，形成間歇性制動(dòng)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(dòng)塊裝配后的位置未在設(shè)計(jì)要求位置，導(dǎo)致制動(dòng)塊的不均磨損。

(3)制動(dòng)底板變形翹曲，使的裝配后與制動(dòng)鼓干涉。

(4)制動(dòng)底板焊接時(shí)，承力板與護(hù)板焊接不同心，致使裝車后制動(dòng)鼓與護(hù)板干涉。

4.4 制動(dòng)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(dòng)輪缸活塞回位的密封圈彈力不足引起拖磨,在制動(dòng)盤表面磨出深深的磨痕,制動(dòng)時(shí)發(fā)生跳動(dòng)、振動(dòng)。

(3)制動(dòng)塊在制動(dòng)器中裝配不緊密,松動(dòng)導(dǎo)致制動(dòng)時(shí)的撞擊或行車振動(dòng)。

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

4.5 整車裝配及物流搬運(yùn)而導(dǎo)致的原因

(1)因物流搬運(yùn)的粗暴操作，導(dǎo)致護(hù)板的變形、松動(dòng)。

(2)鼓式制動(dòng)器在后橋分裝時(shí)的漏裝零件，使得制動(dòng)鼓安裝尺寸向內(nèi)移動(dòng)而制動(dòng)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(dòng)，工作面上很快形成硬化而光亮的硬殼。

(2)剎車片已磨到報(bào)警器而沒有及時(shí)更換。(3)剎車片與制動(dòng)盤間有異物等。

(4)猛踩制動(dòng)而導(dǎo)致制動(dòng)力的急劇增大。

(5)輪轂軸承的異常磨損。

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

5、總結(jié)

綜上所述，制動(dòng)器噪音的產(chǎn)生原因是多方面的，新制動(dòng)器產(chǎn)品設(shè)計(jì)過程應(yīng)充分借鑒原有產(chǎn)品的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，利用三維模擬軟件進(jìn)行裝配仿真分析則可以避免因設(shè)計(jì)失誤而導(dǎo)致的制動(dòng)噪音的出現(xiàn)。制動(dòng)器的生產(chǎn)和裝配過程控制需嚴(yán)格遵守設(shè)計(jì)圖紙和標(biāo)準(zhǔn)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(jī)動(dòng)車運(yùn)行安全技術(shù)條件. GB7258-2008.

[2]乘用車制動(dòng)系統(tǒng)技術(shù)要求及試驗(yàn)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(dòng)科技有限公司。