制动器噪音分析研究

谭 苗

（西安航空制动科技有限公司，陕西 西安 713106）

制动器噪音分析研究

谭 苗

（西安航空制动科技有限公司，陕西 西安 713106）

制动器产品安装到整车后，正常行车或制动过程中产生噪音，称为制动噪音，制动器噪音分为行车噪音和制动噪音。引发制动器噪音的原因是多方面的，它影响驾驶的舒适性。文章将对制动器噪音故障现象进行分析、研究。

行车噪音；制动噪音；异响

10.16638/j.cnki.1671-7988.2017.02.067

CLC NO.:U463.5Document Code:AArticle ID:1671-7988 (2017)02-196-03

引言

制动器安装于底盘系统，由于组成零部件在搬运过程中松动或变形、装配干涉、材质等因素的影响，会在整车行驶或制动过程中产生声音。根据声音产生的原因、响度及产生的频次等，判断其是否满足标准要求，不符合标准要求则称为噪音，通常也称为异响。对制动器噪音产生的原因进行鉴别分析，有利于及时排除故障。

1、制动器噪音类型

制动器噪音可以分为行车噪音和制动噪音两种类型：

行车噪音为制动器安装在车辆上后，零部件松动、变形、装配干涉及破坏等原因，出现振动、接触摩擦而导致的噪音。

制动噪音是指车辆在制动过程中，制动块与制动盘、制动蹄与制动鼓对偶摩擦产生的尖叫、异响等。通常制动噪音又称为制动异响。

目前，国家对制动器制动噪音笼统的要求为不允许出现，汽车行业标准QC/T564-1999进行台架试验时，制动噪音要求应小于76dB。

2、典型制动器噪音案例

某前制动器总成在试验场进行路试时客户反馈制动时有“咔嗒！”声出现。客户分析原因为：制动时，制动衬片发响，制动振动频率与制动系统的固有频率相重合或接近，产生共振时制动噪音。在产品排故的过程中，经对缸体内部进行除污后，解决了活塞卡滞等现象，使得ABS工作同步，异响消失。

某前制动器总成在进行驱动耐久性试验。顾客反馈以50Km/h的初速度进行制动，车辆即将停止时有“吱！”的声音产生。对制动块配套商咨询后，对制动盘硬度进行了调整，使刹车面硬度值为HB190～210，并进行了重新送样试验，客户反馈故障未再现。

某制动器在进行二次效能试验时，出现拖滞现象并伴有持续的“咕！咕！”声。观察制动蹄发现有析碳呈光亮带现象。分析认为制动蹄摩擦片热稳定性较差，出现析碳现象。拖滞导致摩擦片与制动鼓局部接触摩擦，摩擦片析碳硬膜与制动鼓摩擦不均匀而产生响声。

某后制动器新品多次发生行车异响现象，对故障一一进行了排除。引起故障原因如下：

1）制动底板与护板焊接不同心，与后桥装配后，制动鼓与护板干涉；

2）制动底板翘曲与制动鼓防尘槽干涉；

3）护板在物流搬运过程中产生变形与制动鼓干涉。

3、分析与控制

制动器制动噪音出现，通常是偶然现象，数据采集分析存在一定的困难。并且由于导致噪音的机理不同，产生噪音音调、响度（用分贝dB计量）和表象通常也不相同。目前，对制动器噪音的设计控制、试验分析、生产控制方法通常如下：

3.1 设计控制

将制动器产品建立三维数模，利用模拟仿真分析软件设定产品的材料和使用环境等进行参数设定，进行模拟仿真分析，检查可能出现噪音的部件并进行动态调整，直至不能出现噪音为止。

3.2 试验分析

对制动盘、大发制动鼓等零件进行固有频率测定，将产品的固有频率通过材质调整控制在一定范围内，避免制动盘制动鼓因为行车或制动过程中的共振而产生噪音。

3.3 生产控制

对制动块热振荡频率测定进行噪音的预防和质量控制。

4、制动器噪音应对策略

制动器的噪音产生是偶然现象，并非同一型号或同一批次的所有产品均存在这一故障现象，因此不是必然现象，并非产品设计控制不合理而导致故障。个别制动器噪音的产生是过程控制不足引起的，严格按产品设计图纸要求和相关标准要求进行产品的生产加工，可以从源头上减少产生噪音的几率。将制动器噪音这一故障现象可能产生的原因进行分析，并将分析出的控制方法纳入生产过程有利于产品的质量控制，可以减少故障率，更有利于进行故障的排除。

根据经验和理论分析，导致制动器噪音的原因有以下方面：

4.1 摩擦片的原因

(1)摩擦材料的弹性模量过大。

(2)摩擦材料的孔缩率降低过快。

(3)表面加工平面度、平行度、粗糙度太差，与制动盘（或鼓）局部抵触而产生剧烈振动。

(4)摩擦片摩擦系数过高。

(5)半金属摩擦片摩擦面生锈，但经过磨合后可以消失。

(6)摩擦片中含有的树脂质量差，在制动后表面碳化形成光亮带及亮膜，而亮膜硬度较高，当然该现象也不符合GB/T564要求。

(7)摩擦片硬度较高。

(8)半金属摩擦片中，存在个别较大金属颗粒，该故障现象类似制动器的报警器，是金属与金属摩擦产生噪音。

(9)半金属摩擦片混料不均匀，局部高密度的金属含量的存在，不仅会异响，甚至会导致制动盘异常磨损。

4.2 制动盘或制动鼓等旋转元件的原因

(1)形位公差如跳动量、平行度、圆柱度超差。(2)材质硬度过高。

(3)材质组织均匀性差，存在硬点等缺陷。

(4)连续制动产生高温使制动鼓或制动盘变形。

(5)制动盘与鼓的固有频率过小，产生共振。

(6)制动鼓防尘槽深度设计不合理，使得装车后制动鼓与承力板翻边部位干涉；

(7)制动盘、制动鼓安装中心孔与轮毂的设计间隙偏大容易引发制动时旋转元件的移位而产生异响。

4.3 缸体、支架及制动底板的原因

(1)缸体、支架的材质不符合要求，因制动产生的扭力，使支架产生变形，当变形至一定程度时会产生回复，形成间歇性制动而产生异响。

(2)支架的加工尺寸不符合图纸要求，使得制动块装配后的位置未在设计要求位置，导致制动块的不均磨损。

(3)制动底板变形翘曲，使的装配后与制动鼓干涉。

(4)制动底板焊接时，承力板与护板焊接不同心，致使装车后制动鼓与护板干涉。

4.4 制动器装配的原因

(1)装配质量差，组成零部件与旋转元件局部干涉。

(2)制动轮缸活塞回位的密封圈弹力不足引起拖磨,在制动盘表面磨出深深的磨痕,制动时发生跳动、振动。

(3)制动块在制动器中装配不紧密,松动导致制动时的撞击或行车振动。

(4)鼓式制动器6凸台不平整或未抹润滑脂，制动蹄工作时卡滞而产生的摩擦声，经鼓的喇叭作用会将声音放大。

4.5 整车装配及物流搬运而导致的原因

(1)因物流搬运的粗暴操作，导致护板的变形、松动。

(2)鼓式制动器在后桥分装时的漏装零件，使得制动鼓安装尺寸向内移动而制动器底板干涉。

4.6 使用原因

(1)新装刹车片没有经过磨合期,连续或紧急制动，工作面上很快形成硬化而光亮的硬壳。

(2)刹车片已磨到报警器而没有及时更换。(3)刹车片与制动盘间有异物等。

(4)猛踩制动而导致制动力的急剧增大。

(5)轮毂轴承的异常磨损。

(6)制动管路系统中混有杂质，导致含有ABS制动系统的左右制动器不同步工作而引起的撞击声音。

5、总结

综上所述，制动器噪音的产生原因是多方面的，新制动器产品设计过程应充分借鉴原有产品的设计经验，利用三维模拟软件进行装配仿真分析则可以避免因设计失误而导致的制动噪音的出现。制动器的生产和装配过程控制需严格遵守设计图纸和标准的相关要求，则能够最大范围内减少因不合理控制而导致的噪音故障。

[1]机动车运行安全技术条件. GB7258-2008.

[2]乘用车制动系统技术要求及试验方法. 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

谭苗，就职于西安航空制动科技有限公司。