某车型前制动器过连续坏路的rattle噪声分析及改进

杨怡德　韦顿

摘 要：本文针对某车型的前制动器在过连续坏路的时“哒哒”噪声（RATTLE），轻踩制动踏板后噪声消失的现象，通过对前制动系统零部件的拆检、测量及分析，得出了导致汽车过坏路噪声的原因，进而针对性地改进前制动器的设计，达到了消除噪声、提升用户感知感受、改善售后抱怨、提升产品竞争力的目的和效果。同时该案例对后续车型的制动器的设计提供了一种借鉴思路。

关键词：过坏路 rattle噪声 前制动钳

1 问题描述

1.1 用户问题描述

2021年6-7月份，收到三例海南的用户反馈，某车型在过坏路（石板路等）时，前制动会发出“哒哒”的噪声，在轻踩制动踏板后噪声才会消失，感知质量差。客户行驶里程分别为1.5万公里和4.1万公里，车辆产生噪声时时速为30km/h左右。

1.2 问题排查

通过对零部件的拆解观察发现，制动块的背板有较明显的磨损现象。通过更换弹簧片、制动块之后重新进行坏路测试，噪声消失。结合用户描述，初步判断为制动块的背板磨损、弹簧片弹力衰退后导致的弹簧片支撑力不足，从而使得在汽车过坏路时制动块上下晃动打击制动钳钳体，引起噪声。

2 原因分析

工况：时速为30Km/h，过坏路时且未踩制动；

现象：车辆前轮出现“哒哒”噪声，轻踩制动踏板后消失；

原因：用户经过一定的形式里程和极限路况后，弹簧支撑力有所损失，弹力衰退，导致弹簧片支撑力不足，制动块背板磨损，从而差生晃动导致噪声。

分析方向：通过对弹簧片外观、弹力值、制动块背板的磨损量进行分析，得出测量值与设计值的差异。并对磨损量不同的弹簧片进行整车模拟试验验证。

2.1 外观检查 对产生噪声的车辆的前制动钳弹簧片的外观进行检查，发现制动块与卡簧、卡钳支架相接触的位置（图１所示）有异常磨损；

2.2 弹簧片弹簧力测量 对产生噪声的车辆的前制动钳弹簧片进行拆检测量其弹力值（表１所示，黄色标出的项为超差项），结果表明：噪声车辆制动钳的弹簧片弹力值与设计值相比衰退量很大；

2.3 背板尺寸测量 对产生噪声的车辆的前制动钳的背板尺寸進行测量，发现背板尺寸与设计值有所偏差，存在一定的磨损量；

2.4 互换新旧制动块、弹簧片复现噪声

步骤如下：

在平整水泥路场地铺绳子，模拟颠簸路况

A．搭载问题卡钳，路试车以30km/h左右过颠簸路面，记录数据。

B．更换新制动块、旧弹簧片，路试车以30km/h左右过颠簸路面，记录数据。

C．更换旧制动块、新弹簧片，路试车以30km/h左右过颠簸路面，记录数据。

D．更换新制动块、新弹簧片，路试车以30km/h左右过颠簸路面，记录数据。

E．更换全新卡钳，路试车以30km/h左右过颠簸路面，记录数据。

得到的数据如下：

数据表明，路试零件的rattle噪声随着制动块、弹簧片的磨损而变得愈加强烈。

2.5 小结

综合以上试验，得出结论：弹簧片和制动块支撑位置经过极限颠簸工况后，背板磨损、弹簧片支撑力损失，导致支撑不足而产生rattle噪声。

3 解决及改进方案

3.1 优化方案

更改弹簧片的结构，弹簧片由“一体式”改为“分体式”结构，同时改变卡簧片对制动块的支撑位置，减小弹簧片使用过程中的弹力衰退。

3.2 台架验证

整车安装位置：加速度：20G，频率60Hz，试验次数：5，000，000，旋转90°位置：加速度：10G，频率60Hz，试验次数：2，000，000，无rattle噪声。弹簧片力值损失<10%。

3.3 路试验证

新样件搭载分别搭载路试车在海南试验场完成耐久路试，整个路试过程无哒哒噪声，符合设计要求。

4 结束语

新状态前制动钳采用“分体式”弹簧片，经台架试验及整车搭载验证，没有再复现处rattle噪音。通过此次优化结构设计，达到了提升用户感知感受、改善售后抱怨、提升产品竞争力的目的和效果。也为后续车型的制动器噪声优化的设计提供了一种借鉴思路。

参考文献：

[1]黄国军，韦琦，李炳欢.某车型前制动器过坏路异响分析及改进[J].时代汽车，2021（14）：169-170.

[2]机械工业出版社《机械设计手册》第5版出版[J].机械设计与研究，2012，28（01）：21.

[3]赵小威，李伟，王喆.制动钳钳架、摩擦片配合间隙与制动冲击异响关系研究[J].时代汽车，2017（02）：77-78.