盘式制动器制动噪声影响因素分析与改进

来源 :重庆理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:yellow1989
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汽车制动噪声作为一种伴随制动过程产生的能量耗散现象,严重影响了汽车使用者的听觉感受。制动噪声往往是由材料、环境、结构等多种因素造成。研究制动噪声的影响因素,对于找出制动噪声产生原因,制定降噪减振改进措施,消除制动噪声的不良影响等具有重要理论意义和工程价值。论文的主要研究工作如下:首先,进行了某盘式制动器制动噪声台架试验研究。按SAE J2521试验程序测得了制动噪声声压级、频率、噪声发生度等,结果表明拖滞工况下产生覆盖多个频段的制动噪声,在12200Hz处出现了105.71d B(A)的最大声压级噪声,30bar的制动压力下噪声绝对发生度最高,为4.96%。然后,建立和验证了某盘式制动器的制动噪声分析有限元模型。建立了盘式制动器制动噪声分析有限元模型后,赋予了各部件材料属性后计算了制动盘、制动块、制动卡钳和支架等四个部件的自由模态,并与LMS测试结果比较,表明了仿真结果与试验结果一致性较好,说明制动噪声分析有限元模型各部件材料属性等设置合理。随后,应用复模态分析了各因素对制动噪声的影响。按SAE J2521试验程序要求在制动噪声分析模型上施加了拖滞工况制动压力,得到多制动压力下的复模态分析结果,其与台架试验结果的间接比较具有较好吻合性,且降低了单制动压力时对比的“欠预测”程度,证明了制动噪声分析模型复模态分析的准确度。建立了制动系统七自由度动力学模型,确定了盘块摩擦系数、非盘块间的摩擦系数、制动盘和制动块弹性模量、阻尼片阻尼系数、制动压力和制动转速七个影响因素。利用制动噪声分析模型分析了各因素对制动噪声复模态分析结果的影响,仿真结果表明盘块摩擦系数、非盘块间的摩擦系数和制动压力对结果有较为明显的影响,提高阻尼片阻尼系数和制动块弹性模量能减少不稳定模态数量,改变复特征值实部数值。考虑了影响因素的显著性和工程可实施性,选择添加高阻尼系数阻尼片作为初步降噪改进方案。最后,研究了阻尼片和制动盘结构改进降噪方案的可行性。分析了四种型号阻尼片的适配性,台架试验结果表明A型阻尼片降噪效果最好,但依然没能完全抑制12300Hz附近的制动噪声。结合振型分析与应变能分析发现制动盘第9阶面外模态不稳定,且制动盘的应变能占比最高,提出了制动盘外侧盘面沿轴向增加0.5mm厚度的结构改进方案,模态试验结果表明改进后制动盘的第9阶面外模态固有频率提高了4.52%,噪声台架试验结果合格。而后实车测试了改进后制动器的低频蠕动噪声表现,结果表明该制动器在测试频段内均未产生声压级超70d B(A)的噪声。
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