某车型制动抖动研究
来源:用户上传
作者:
摘 要：制动抖动是由制动引起的车辆振动现象，主要表现为方向盘、制动踏板以及车身的低频振动，是影响汽车NVH性能的重要因素。文章以某SUV制动抖动为研究对象，对车辆制动抖动进行测试，研究车辆发生制动抖动的触发条件，同时提出制动抖动改善措施。
关键词：制动抖动；振动；加速度
中图分类号：U467.1 文献标识码：A 文章编号：1671-7988（2019）06-51-03
Analysis of a vehicle brake judder
Song Linghui， Lu Jingbo， Fan Boce
（ Brilliance Automotive Engineering Research Institute， Liaoning Shenyang 110141 ）
Abstract： Brake judder is a phenomenon of vehicle vibration caused by braking. It is mainly converted to low frequency vibration of steering wheel， brake pedal and body， which is an important factor affecting the performance of vehicle NVH. In this paper， the braking judder of a SUV is taken as the research object， and the vibration of the vehicle during braking is tested to study the triggering conditions of the vehicle braking judder. At the same time， the improvement measures of brake judder are put forward.
Keywords： brake judder； vibration； acceleration
CLC NO.： U467.1 Document Code： A Article ID： 1671-7988（2019）06-51-03
前言
制动抖动是汽车售后市场上出现较多的问题之一。同时，人们对车辆乘坐舒适性的要求不断提高，制动抖动也是汽车企业着重研究的问题。
某款车型SUV存在制动抖动问题，为研究引起制动抖动的因素，对该SUV进行制动抖动试验。
1 制动抖动机理分析
制动抖动是由制动引起的车辆振动现象，主要表现为方向盘、制动踏板以及车身的低频振动，通常振动频率为10- 20Hz。
制动过程从驾驶员踏下制动踏板开始，制动液推动活塞运动，摩擦片与制动盘逐渐建立摩擦并产生制动力矩，车辆最终在地面摩擦力的作用下实现减速。在摩擦片与制动盘接触摩擦的过程中，制动盘厚薄差、制动盘端跳会导致摩擦面高低不平，由此引起制动力矩的波动，制动力矩波动进一步引起转向节的振动。
目前，制动盘的加工工艺已经很先进，但依然无法避免制动盘厚薄差的出现。而由于装配精度问题，制动盘端跳亦是无法避免。这也导致了制动过程中会不断的产生激励。制动过程是减速的过程，由此产生的激励为与轮速相关联的由高到低的扫频，当激励频率与前悬系统频率重合时就会引起系统的共振。通常情况下制动盘的二阶激励是主要的振动成分，二阶振动峰值主要出现在10-20Hz，刚好与车辆前悬系统频率接近。
当制动盘处于常温状态时由制动盘厚薄差、端跳引起的抖动称为冷抖动。随着制动次数的增加制动盘的温度不断升高，当温度达到一定高度时制动盘会产生热变形，温度每升高250℃大约会产生10um的厚薄差。由制动盘热变形引起的制动抖动称为热抖动。如果热变形与制动盘加工产生的厚薄差刚好相互抵消，车辆则变现为冷抖、热不抖；若热变形加剧了制动盘厚薄差，则车辆热抖动更为剧烈。
一般认为有以下传递路径将振动传递至驾驶室：
1）转向节-转向横拉杆-方向盘
2）转向节-悬架-车架-车身
3）转向节-制动管路-制动踏板
2 制動抖动测试分析
2.1 传感器布置
使用DEWESoft数据采集前端进行数据采集，LMS Test. Lab软件进行数据分析，光电传感器采集半轴转数，PCB三向加速度传感器采集振动加速度。
本次试验主要研究激励源与响应的关系，对于传递路径不做研究。分别在激励源及车内响应点布置传感器。
2.1.3 测试结论
该款SUV制动抖动发生车速为75km/h左右，抖动的频率为18Hz左右。制动盘厚薄差、制动盘端跳是引起制动抖动的直接原因，车辆抖动程度与制动盘厚薄差及制动盘端跳的大小呈正相关的关系。
3 制动抖动改善方案
通常认为制动盘厚薄差是引起制动抖动的主要原因，通过测试分析可以发现制动盘端跳对于抖动的影响也是不能忽视的。而有试验表明，制动盘的端跳会随着车辆行驶里程的增加逐渐的转化为制动盘的厚薄差，这也是多数抖动问题出现在车辆具有一定的行驶里程之后的重要原因。从控制“源”的角度来考虑，以下措施可以改善抖动问题：
（1）提高制动盘端跳、制动盘厚薄差的控制要求；
（2）提高制动盘与轴承安装面的加工精度要求；
（3）对安装螺栓力矩严格把控，保证各个螺栓打紧力矩相同。
（4）做好前期有限元分析，设计合适的结构，尽量减小制动盘的热变形。
通过主观评价、客观分析可以得知，所测车辆在制动盘厚薄差为22um时，存在较为轻微的抖动。不同的车辆对激励源产生的抖动的敏感性是不同的，抖动敏感性较低的车辆即便使用较大厚薄差的制动盘依然可以表现良好。也就是车辆在抖动“传递路径”上做的比较好。从传递路径上控制抖动可从以下方面考虑：
（1）调整摆臂衬套的刚度、阻尼，“抑制”转向节的振动，或“吸收”转向节的振动；
（2）调整转向机力，“抵消”掉部分由转向节传递到方向盘的力。
4 结束语
通过对某款SUV的抖动测试，从“激励源”研究了制动抖动问题。同时提出了可借鉴的改善制动抖动的方案。
参考文献
[1] 尹东晓，宁保国，刘敏.制动抖动问题研究试验报告[R].同济大学汽车学院，2004.
[2] 宁保国，张立军，尹晓东，等.制动引起的方向盘抖动现象试验研究[J].中国工程机械学报，2004.
[3] 李伟，王喆，王夕铭.制动抖动问题研究.
[4] 尹东晓，宁保国.制动抖动现象及控制措施.北京汽车，2005.
转载注明来源:https://www.xzbu.com/1/view-14687623.htm
