趙靜海，李國鵬，王德宸

(長城汽車股份有限公司技術(shù)中心，河北省汽車工程技術(shù)研究中心，河北保定071000)

0 引言

汽車制動(dòng)過程中產(chǎn)生的制動(dòng)噪聲是一個(gè)復(fù)雜的動(dòng)力學(xué)問題。制動(dòng)尖叫是由摩擦閉環(huán)耦合誘發(fā)、制動(dòng)器各組成部件動(dòng)態(tài)參數(shù)匹配不當(dāng)引起的自激振動(dòng)。復(fù)模態(tài)分析能夠通過建立閉環(huán)耦合系統(tǒng)模型，查找出系統(tǒng)中的不穩(wěn)定狀態(tài)，被廣泛應(yīng)用于汽車制動(dòng)異響問題的分析中。文中進(jìn)行制動(dòng)復(fù)模態(tài)分析，并結(jié)合實(shí)際問題，介紹了復(fù)模態(tài)分析的應(yīng)用。

1 制動(dòng)復(fù)模態(tài)分析

使用有限元分析軟件建立制動(dòng)鉗、盤耦合摩擦閉環(huán)系統(tǒng)模型 (圖1)。

在該模型相互作用關(guān)系中，體現(xiàn)出制動(dòng)鉗鉗體、鉗架之間的滑動(dòng)關(guān)系，摩擦片與鉗架、鉗體之間的接觸關(guān)系以及摩擦片與制動(dòng)盤之間的摩擦接觸。在載荷設(shè)置模塊中約束制動(dòng)盤安裝孔、鉗架安裝孔的平動(dòng)自由度，在制動(dòng)油缸和鉗體之間施加相互作用力。在分析結(jié)果中提取結(jié)構(gòu)的復(fù)特征值和系統(tǒng)阻尼比(圖2)，找出結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定模態(tài)［2］。

分析顯示系統(tǒng)在6 555 Hz下阻尼比較大，存在一個(gè)不穩(wěn)定模態(tài)。

2 制動(dòng)異響問題實(shí)車測試

仿真的制動(dòng)器總成系統(tǒng)在實(shí)車制動(dòng)中發(fā)生明顯尖叫性制動(dòng)異響問題，采用LMS振動(dòng)噪聲數(shù)據(jù)采集設(shè)備進(jìn)行測試，數(shù)據(jù)處理后發(fā)現(xiàn)制動(dòng)器異響問題發(fā)生頻率段為6 600 Hz左右，測試處理數(shù)據(jù)見圖3。

通過實(shí)車測試可以說明制動(dòng)復(fù)模態(tài)分析的有效性，表明不穩(wěn)定模態(tài)容易在制動(dòng)時(shí)被激發(fā)而產(chǎn)生制動(dòng)異響。

3 制動(dòng)異響問題真因查找與改進(jìn)

針對不穩(wěn)定模態(tài) (6 555 Hz)進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)制動(dòng)盤在制動(dòng)盤面上存在波浪形振型，如圖4所示。

采用LMS振動(dòng)噪聲數(shù)據(jù)采集設(shè)備對制動(dòng)盤進(jìn)行錘擊模態(tài)試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)制動(dòng)盤確實(shí)在6 600 Hz下存在一階模態(tài)。分析認(rèn)為制動(dòng)盤是引起制動(dòng)器總成6 555 Hz下不穩(wěn)定模態(tài)的主要原因。

針對制動(dòng)盤問題，調(diào)整制動(dòng)盤結(jié)構(gòu)，將制動(dòng)盤內(nèi)通風(fēng)結(jié)構(gòu)改為外通風(fēng)結(jié)構(gòu)，改變制動(dòng)盤模態(tài)特征。仿真顯示:制動(dòng)復(fù)模態(tài)該頻率不穩(wěn)定模態(tài)消失，實(shí)車測試制動(dòng)異響問題得到解決。

4 結(jié)束語

針對制動(dòng)異響問題，采用有限元仿真方法進(jìn)行制動(dòng)系統(tǒng)復(fù)模態(tài)研究，分析顯示:阻尼比較大的不穩(wěn)定模態(tài)容易在制動(dòng)過程中被激發(fā)產(chǎn)生異響。復(fù)模態(tài)分析可以對制動(dòng)器系統(tǒng)不穩(wěn)定部件進(jìn)行識別，找到結(jié)構(gòu)中不穩(wěn)定因素，并通過調(diào)整解決制動(dòng)異響問題。

【1】朱新潮，管迪華.鼓式制動(dòng)器噪聲的結(jié)構(gòu)間環(huán)耦合理論模型［J］.清華大學(xué)學(xué)報(bào):自然科學(xué)版，1994，34(2):25 －33.

【2】康少峰，郝君起.制動(dòng)尖叫問題中復(fù)模態(tài)分析的應(yīng)用［J］.科技信息，2014(6):238.