汽车盘式制动器尖叫倾向性分析与设计改进

摘要

随着我国汽车保有量不断增长，人们在购买汽车时不仅仅关注汽车的价格、安全性，同时对汽车振动噪声等与舒适性相关的要求也越来越高。随着汽车技术的不断进步，车内振动与噪声明显降低，而一些子系统和零部件的振动噪声问题如制动器等变得越来越突出，因此对制动器进行振动噪声方面的研究显得非常重要。这对制动器的结构设计具有很强的实用价值。 本文采用有限元和模态分析方法，研究汽车盘式制动器的制动尖叫倾向性问题和基于尖叫倾向性的结构设计改进。以某制动器为例，为克服传统弹簧有限元模型的不足，建立了基于面接触的有限元模型。基于此模型考虑制动力和制动转速利用非线性分析方法求得系统的压力容积，以此来衡量制动系统的刚度。在非线性分析的基础上利用复特征值分析方法对制动器的不稳定模态进行预测，从而得到制动器的制动尖叫倾向性。并进一步分析了系统参数因素如摩擦系数、摩擦阻尼、制动力和转速等对制动尖叫倾向性的影响。最后探讨了如何对关键部件进行设计改进来降低制动尖叫倾向性。研究发现摩擦衬块的厚度和倒圆大小对制动尖叫倾向性有很大的影响，通过优化摩擦衬块的厚度和倒圆大小可以显著地降低制动尖叫倾向性。上述方法为今后的盘式制动器噪声分析及结构优化设计提供了一种可以借鉴的方法。