某车型鼓式制动器噪音匹配研究

王健，张宇，孙金朋，赵荣，马健

（1.华晨汽车工程研究院底盘部，辽宁 沈阳 110141；2. 河北星月制动元件有限公司，河北 故城 253800）

某车型鼓式制动器噪音匹配研究

王健1，张宇1，孙金朋2，赵荣2，马健2

（1.华晨汽车工程研究院底盘部，辽宁 沈阳 110141；2. 河北星月制动元件有限公司，河北 故城 253800）

在进行某车型制动噪音匹配中，通过引进优化低金属材质的摩擦材料配方体系，代替原有低金属材质。实现制动噪音性能提高，满足整车制动噪音匹配与NVH性能要求。

低金属；配方体系；噪音匹配

CLC NO.: U462.1 Document Code: A Article ID: 1671-7988 (2017)05-88-03

前言

刹车片，最早出现19世纪末，随着汽车工业发展与品种增多，人们对刹车片的要求也越来越高。一方面，刹车片需要满足环保要求，即无石棉化及无有害物要求，在摩擦过程中不产生有害健康的物质；另一方面，对刹车片的各项性能要求除了有适宜稳定的摩擦性能，还要求耐磨性能好、强度高、耐腐蚀，不易锈粘着、NVH性能较好等。本文在某车型后鼓式制动器总成开发匹配过程中，采用特殊的材质与工艺、结合现有制动器的设计结构，经过一系列的试验，对该制动器的NVH性能匹配的研究、探讨。

1、制动噪音的类型及原因解析

NVH性能在现有汽车性能指标中以级为重要。各个主机厂也在做相关的整车NVH性能匹配。制动噪音的产生非常复杂，与制动器的设计、制动系统的结构、刹车片配方的匹配都有较大的关系。后鼓式制动器怎样用适宜的刹车片与制动器进行匹配，得到最佳匹配效果是我们研究的重点。

如图1所示：为该车型后鼓式制动器。

图1 后鼓式制动器

1.1 制动噪音的类型

经过长期的研究，鼓式制动器的制动噪音的类型分为以下几种，如表1所示。

表1 鼓式制动器制动噪音类型

在实车操作中，鼓式制动器2000-4000HZ的低频尖叫声发生的概率最高，也是研发过程中主要面对的问题。但在台架表现上，多表现为高频率噪音。

1.2 制动噪音的生产因素

从摩擦材料角度考虑，因素大致有以下几个方面：

（1）刹车片的摩擦系数越高，噪音产生的机率就越大。所以在保证足够安全的制动扭矩下，配方的摩擦系数尽可能低。

（2）刹车片硬度高的产品相对于硬度低的产品产生噪音的机率较大。故在匹配试验时，刹车片的硬度在保证本身强度的前提下，硬度设计适中为最佳。

（3）刹车片在经过高温摩擦制动后，工作表面形成光亮的碳化膜，摩擦时会产生高频振动及噪音。故在配方设计时考虑到有机材料的使用限量及减磨材料的功能。

2、低金属材料台架匹配

项目开发初期，选用低金属配方材料进行该车型后制动器的噪音匹配。

材料配方与摩擦材料常规试验结果如表2、表3所示：

表2 材料配方表

表3 材料基本性能表

图2 噪音台架照片

样件按标准SAE J2521-2013《盘式片与鼓式片尖叫噪音矩阵》，通过LINK 3900试验设备完成该样品试验，如图2所示。噪音匹配试验结果如图3、图4、图5所示：

图3 噪音评级

图4 不同频次噪音出现几率

图5 制动噪音图谱

通过对图3、图4、试验结果分析来看，该车型低金属材质配方匹配的噪音问题呈现在(减速拖滞)方面，其噪音分贝与频率较高，最高分贝达110，实际表现为高频尖叫。噪音匹配结果为24.8%。图5为在试验过程中单次制动噪音的分析图谱，突出峰值为制动噪音。

3、优化低金属配方研究

通过之前匹配结果，此低金属配方以不能满足产品开发需要。如采用NAO配方可以解决这个问题，但其相对成本较高。我们急需一种材料，价格与低金属结构相似，性能又优于低金属的产品。在这个情况下优化低金属配方就产生了。

低金属材料配方金属含量定义＜25%，一般公司低金属材料配方金属含量在＜20%。而优化低金属材料配方金属含量在＜10%，其主要材料配方如表4所示，材料的基本性能如表5所示：

表4 材料配方表

表5 材料基本性能表

样件按标准完成噪音匹配，试验结果如图6、图7、图8所示：

图5 噪音评级

通过图5、图6结果分析来看，优化低金属配方匹配在该制动器主要的噪音问题呈现在(前进后退拖滞)方面，特别使用高弹石墨做为减磨材料为噪音性能调节剂。图6中可以看出噪音情况得到了明显改善。总噪音出现概率为8.8%＜10%。图7为实验过程中声音图谱，从图中可以看出声音与图4相比更为平稳，无明显峰值。

图6 不同频次噪音出现几率

图7 制动噪音图谱

4、结论

目前汽车市场竞争十分激烈，用户对汽车质量的要求不断提高。我们在控制成本的前提下采用优化低金属配方，降低制动噪音概率。通过持续改进、不断提高产品品质，提高汽车品牌价值。

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Research of some drum brake noise matching

Wang Jian1, Zhang Yu1, Sun Jinpeng2, Zhao Rong2, Ma Jian2
( 1.Brilliance Auto R&D Center (BARC) Chassis Component Section, Liaoning Shenyang 110141; 2.HEBEI XINGYUE braking element CO., LTD., Hebei Gucheng 253800 )

In theprocess of matching some vehicle brake noise, by bringing in optimized low metal friction material formula system, the primary material is substituted. The improvement of brake noise performance is achieved, and the vehicle brake noise matching and NVH performance requirements is reached.

low metal; formula system; noise matching

U462.1

A

1671-7988 (2017)05-88-03

王健，现就职于华晨汽车工程研究院底盘部件工程室，主要从事汽车底盘部件设计开发工作。

10.16638/j.cnki.1671-7988.2017.05.029