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制動噪聲的分類

制動器噪聲大致可以分為三種：

1. 低頻噪聲

制動開始到停車時的“格喳”聲。這種聲音屬于低頻噪聲，頻率在1000Ｈz以下，主要是由于制動鉗的共振引起的。

2. 低頻尖叫

制動過程中的尖叫聲。這種是頻率為1~6ＫＨz的制動噪聲，主要是由于制動盤的共振所致，聲音非常刺耳。

3. 高頻尖叫

停車之際的“嘰嘰”聲。為頻率在7ＫＨz以上的制動噪聲，主要是由摩擦襯塊的彈性振動所引起的。

制動噪聲產(chǎn)生規(guī)律

雖然影響制動噪聲的因素比較復雜，但是通過多年實驗驗證以及經(jīng)驗積累，前人總結(jié)出制動噪聲的發(fā)生大致有如下規(guī)律：

車輛在低速制動和臨近停車時,容易發(fā)生制動尖叫。

摩擦系數(shù)基本相同的摩擦材料在產(chǎn)生尖叫傾向上具有隨機性，同一摩擦材料安裝于某一制動器可能有尖叫傾向，而安裝于另一制動器卻極可能沒有噪聲。

隨著摩擦系數(shù)的增大，制動尖叫的傾向增大，且尖叫頻率隨著制動壓力的升高而略有增加。

鼓式和帶式制動器通常比盤式制動器更容易產(chǎn)生尖叫。

在制動塊底板上(鋼背)粘貼阻尼材料能在一定程度上抑制制動高頻噪音，但并不是總能達到明顯的改善效果。

產(chǎn)生制動尖叫的振動在摩擦滑動方向和法向總是耦合的。

制動噪聲研究的理論方法

制動噪聲研究的理論主要有4種，分別為：

摩擦力- 相對速度關(guān)系的負斜率理論

Sprag - Slip 理論

模態(tài)耦合理論

摩擦學理論

1. 摩擦力- 相對速度關(guān)系的負斜率理論

摩擦振動的單自由度模型

式中：m為剛性摩擦片質(zhì)量，c為結(jié)構(gòu)阻尼，k為彈簧剛度，F(xiàn)k為摩擦力。

注：只在解釋振動頻率低于100Hz的時候比較重要

2. Sprag-Slip理論

基本原理：摩擦面間由于自鎖作用( Sprag)導致整個摩擦系統(tǒng)結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定，從而引起振動和摩擦噪聲。

適用于系統(tǒng)出現(xiàn)不穩(wěn)定的振動時摩擦系數(shù)μ與滑動速度v無關(guān)的情況。

自鎖- 滑動機理模型

當θ滿足一定的條件時，即當μ= cotθ時，此時摩擦力Ff將趨向于無窮大，相對運動在理論上變得不可能，從而導致自鎖現(xiàn)象的出現(xiàn)。忽略了垂直于摩擦面方面的振動，所以有很明顯的缺陷。

3. 模態(tài)耦合理論

基本原理：用模態(tài)分析的方法來研究制動噪聲。

但近年來制動噪聲的研究大多數(shù)集中在制動系統(tǒng)的有限元復特征值分析上，當制動系統(tǒng)的任兩個自然頻率趨于一致時，系統(tǒng)就發(fā)生不穩(wěn)定振動，產(chǎn)生尖叫噪聲，而自然頻率趨于一致就是模態(tài)耦合。因此，現(xiàn)在國際上普遍認為模態(tài)耦合最有可能是尖叫噪聲產(chǎn)生的機理。

4. 摩擦學理論

基本原理：制動噪聲問題不僅與經(jīng)典的摩擦振動理論有關(guān)，還與摩擦學系統(tǒng)相關(guān)理論和知識緊密相聯(lián)。

摩擦噪聲是由于黏著- 滑動效應(yīng)以及摩擦力- 速度曲線的負斜率特性誘發(fā)制動系統(tǒng)的某些部件的自激振動引發(fā)的，不是部件自鎖產(chǎn)生的；

制動片與制動盤之間的接觸剛度、摩擦系數(shù)及制動盤與制動片的剛度對摩擦噪聲有重要影響。