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汽车盘式制动器
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阿布德拉希姆阿布巴卡尔 机械工程学院汽车工程系 马来西亚新山大学，邮编81310 花江欧阳 利物浦大学工程系 布朗罗街，利物浦L63GH，英国 摘要 汽车盘式制动器摩擦引起的振动和噪音是相当大的不适源，并导致客户不满意。高于1khz的高频噪声称为尖叫声，非常烦人，很难消除。研究汽车盘式制动器噪声的方法主要有两种，即复特征值分析法和动态瞬态分析法。虽然复特征值分析法是刹车研究界使用的标准方法，但瞬态分析法正逐渐普及。与仅评估系统稳定性的复特征值分析相比，瞬态分析能够确定振动水平，理论上可以涵盖由于制动部件之间和进入环境的热传递以及其他时变物理过程引起的温度分布的影响，以及非线性。磨损是制动系统的另一个明显方面，它会影响尖叫声的产生，并且它本身会受到滑动接触部件表面粗糙度的影响。本章报告了最近在利物普大学进行的关于汽车盘式制动器尖叫声的研究。真实盘式制动器的精细有限元模型考虑了刹车片的表面粗糙度，并允许研究表面粗糙度和磨损对接触压力分布的影响。还包括传热的瞬态分析及其对接触压力分布的影响。最后对制动器在热效应作用下的振动进行了瞬态分析。这些研究代表了汽车制动噪声数值研究的最新进展。 摘要 乘用车是人们从一个地方到另一个地方旅行的主要交通工具之一。事实上，车辆的安静度和乘客的舒适度问题是一个主要问题。偶尔会产生不必要振动和不愉快噪音的车辆部件之一是制动系统。因此，汽车制造商、刹车和摩擦材料供应商面临着减少高额保修支出的挑战。Akay（2002）估计，仅在北美，由于噪音、振动和不平顺性（NVH）问题（包括制动尖叫）引起的保修索赔每年就高达10亿美元。同样，Abendroth和Wernitz（2000）指出，许多摩擦材料供应商不得不将其工程预算的50%用于NVH问题。 在最近的一篇综述中，Kinkaid等人（2003）列举了大量的制动噪声和振动现象。尖叫，蠕动呻吟，呻吟，喋喋不休，颤抖，哼哼，和吱吱是可以在公开文献中找到的名字。在这些噪音中，吱吱声对汽车乘客和环境都是最麻烦和刺激的，而且对刹车和汽车制造商来说，在保修成本方面也很昂贵（Crolla和Lang，1991）。人们普遍认为，制动器的尖叫声是由摩擦引起的振动或通过旋转圆盘的自激振动引起的（Chen等人，2003a）。制动尖叫声通常出现在1 kHz以上的频率（Lang and Smales，1983），并被描述为高于78分贝的声压级（Eriksson，2000），或通常高于汽车行业环境噪声级至少20分贝。 自20世纪30年代以来，许多研究人员通过实验、分析和数值计算等方法对制动器的噪声进行了研究，试图了解、预测和预防噪声的发生。虽然试验曾经是研究盘式制动器尖叫声的更可靠的方法（Nishiwaki等人，1990；Yang和Gibson，1997），但近年来在数值分析方法上取得了很大进展。更具体地说，有限元法是研究制动器噪声的首选方法。有限元分析（FEA）的流行是由于在设计过程的早期阶段预测尖叫声的实验方法的不足。此外，有限元分析可能比实验方法更快更容易地模拟盘式制动器部件上的任何变化。最近的一篇综述（Ouyang等人，2005）指出，由于硬件成本和设计迭代的长周期性，实验方法是昂贵的。此外，在特定类型的制动器上所做的发现并不总是可以转移到其他类型的制动器上，而且产品开发通常是基于反复试验的基础上进行的。此外，稳定裕度通常不是通过实验发现的。 随着公开文献中对使用有限元方法分析盘式制动器尖叫声的方法和分析的不断改进，人们认为盘式制动器模型的改进应
 
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