摩擦制动噪声防治研究进展

汽车制动噪声研究状况与存在的问题

2006年11月

第11期(总第183期)

润滑与密封

LUBRICATIONENGINEERING

Nov12006

No111(serialNo1183)

摩擦制动噪声防治研究进展

黄学文　张金换　董光能　谢友柏

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(11清华大学汽车安全与节能国家重点实验室　北京100084;21西安交通大学润滑理论及轴承研究所　陕西西安710049)

摘要:回顾了汽车摩擦制动噪声抑制和防治的理论研究与工程措施,分析和评述了目前的制动噪声研究现状与进展,提出了发展新型摩擦制动材料,结合系统动力学和摩擦学特点从根源上抑制或消除摩擦噪声的思路。

关键词:摩擦;摩擦学系统;制动;噪声

中图分类号:TB123　文献标识码:A　文章编号:0254-0150(2006)11-194-4

StateofArtinAnti2brake2squealofAutomotive

HuangXuewen　ZhangJinhuan　DongGuangneng　XieYoubai

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(1.StateKeyLaboratoryofAutomotiveSafetyandEnergy,TsinghuaUniversity,Beijing100084,China;2.TheoryofLubricationandBearingInstitute,Xi’anJiaotongUniversity,Xi’anShaanxi710049,China)

Abstract:Thetheoreticalinvestigationandpracticalmeasurestosuppressoreliminatebrakesquealwerereviewed.The

progressinanti2brake2squealofautomotivewassummarizedandanalyzed.Consideringtheoriginationofbrakesqueal,de2velopingadvancedfrictionalmaterialswithhighperformancewaspointedouttobeanaimingateliminatingbrakesqueal.

Keywords:friction;tribo2system;brake;squeal

　汽车制动器设计不合理、辐射高频制动噪声。,舒适性,又污染环境,随着汽车保有量的急剧增加,汽车噪声污染的危害性已引起人们的高度重视,降低汽车制动噪声、改善汽车舒适性和净化城市环境是汽车工程技术人员的一项重要任务。在环保意识日益增强的21世纪,开发与研制新型、环境友好的绿色高效摩擦制动系统、抑制制动噪声已成为汽车制造商乃至整个人类社会的强烈共识和亟待解决的重要问题。1　制动噪声的特点

制动摩擦噪声的产生不仅与经典的摩擦振动理论有关,还受到自身结构和复杂的工况条件的强烈影响,是目前摩擦振动和噪声控制研究领域的难点。制动器的振动不仅包括摩擦材料特性引起的摩擦振动,

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还包括机械部件振动特性引起的部件振动。

制动噪声的频率范围非常宽,可以从几十赫兹左右至上万赫兹。一般根据制动器部件振动频率的频段可分为低频振动噪声(约几十到几百赫兹)和中高频振动噪声(约几百到十几千赫兹),在文献中出现

收稿日期:2006-03-31

作者简介:黄学文,博士后,从事摩擦学材料与摩擦系统动力学研究1E2mail:huangxw@mail1tsinghua1edu1cn1,Hum、Moan、Groan、

Judder、Roughness大体上可归入低频振动噪声,Squeal、Squeak大体上可归入中高频振动噪声。实际中发生较多并且研究文献也较多的制动噪声问题为Squeal,其频率范围为1～16kHz或上限到人耳听力的极限。Squeal又可分为低频尖叫(1～3kHz)和高频尖叫(5～15kHz)。高频制动噪声往往非常刺耳,通常高达110dB,为城市主要噪声污染源之一;而低频振动往往恶化汽车制动平稳性。近年来,低阻尼耐高温新材料取代石棉作摩擦衬片、以及汽车结构的轻量化趋势使得制动噪声问题更加突出,成为迫切需

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要解决的问题。

影响制动噪声的因素比较复杂,大致可分为4类:摩擦副特性因素;制动器结构因素;环境因素;制动工况因素。制动噪声的发生大致有如下规[2-4]律:

(1)摩擦制动噪声伴随有简谐振动和极限环振动,显示有非线性行为的存在,如在摩擦材料与制动盘之间接触的丧失。

(2)在下列情况下容易发生制动尖叫:低速制动和临近停车时;摩擦衬片历经热衰退后;特定的制动压力范围;以及一定的温度、湿度情况下。

(3)随着环境温度的上升,摩擦衬片的摩擦因数减小,摩擦副间的接触形态得以改善,有利于抑制尖叫的发生。

(4)对特定的鼓式制动器,尖叫频率独立于摩擦