一种基于粘滑和自锁振动判断的摩擦尖叫抑制方法

摘要

本发明涉及一种基于粘滑和自锁振动判断的摩擦尖叫抑制方法，包括以下步骤：S1利用多功能惯量式制动器声振试验台进行制动尖叫台架试验，获得试验结果的关键信息；S2绘制制动尖叫频率‑声压级散点图，判断是否满足尖叫判定指标，如果是，则转步骤S3，否则，该试验结果不是尖叫，返回步骤S1；S3判断所述的试验结果是否满足粘滞‑滑动和自锁‑滑动理论统一判定指标，如果是，则转步骤S4，否则，返回步骤S1；S4判断所述的试验结果是否满足自锁‑滑动理论判定指标，如果是，则修改制动器的结构参数，否则，修改摩擦副的摩擦特性。与现有技术相比，本发明具有适用性广、效果显著等优点。

说明书

技术领域

本发明涉及一种摩擦尖叫抑制方法，尤其是涉及一种基于粘滑和自锁振动判断的摩擦尖叫抑制方法。

背景技术

摩擦尖叫广泛存在于汽车制动器、离合器、列车轮轨以及其它摩擦部件，并且由于其噪声频率高、强度大，不仅会造成严重的环境噪声污染，还会显著恶化零部件的使用寿命，导致巨大的经济损失。因此，摩擦尖叫是学术界和工业界高度关注的前沿技术难题。

迄今为止，有关摩擦尖叫的发生机理理论主要包括粘滞-滑动理论、自锁-滑动理论、摩擦系数-速度负斜率理论、模态耦合不稳定理论、以及摩擦激励与结构耦合统一理论等。虽然针对每种理论都有其控制手段，但是在实际对象的实际测量中如何准确判断出摩擦尖叫是由哪种发生机理理论支配时存在难度。其中粘滞-滑动理论和自锁-滑动理论在发生条件和动态响应特征上较为近似，所以在判断摩擦尖叫是由粘滞-滑动理论还是由自锁-滑动理论支配时尤其困难。因此，目前尚无法从结构和零件材质上彻底抑制可能产生的摩擦尖叫问题。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种适用性广、效果显著的基于粘滑和自锁振动判断的摩擦尖叫抑制方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：一种基于粘滑和自锁振动判断的摩擦尖叫抑制方法，用于抑制由粘滞-滑动理论、自锁-滑动理论发生机理理论支配的摩擦尖叫，包括以下步骤：

S1利用多功能惯量式制动器声振试验台进行制动尖叫台架试验，获得试验结果的关键信息；

S2绘制制动尖叫频率-声压级散点图，判断是否满足尖叫判定指标，如果是，则转步骤S3，否则，该试验结果不是尖叫，返回步骤S1；

S3判断所述的试验结果是否满足粘滞-滑动和自锁-滑动理论统一判定指标，如果是，则转步骤S4，否则，返回步骤S1；

S4判断所述的试验结果是否满足自锁-滑动理论判定指标，如果是，则修改制动器的结构参数，否则，修改摩擦副的摩擦特性。

所述的试验结果的关键信息包括噪声、振动位移和振动速度的时域信号。

所述的步骤S3具体为：绘制运动相图，横坐标为振动位移，纵坐标为振动速度，判断是否满足粘滞-滑动和自锁-滑动理论统一判定指标，如果是，则转步骤S4，否则，返回步骤S1。

所述的粘滞-滑动和自锁-滑动理论统一判定指标为存在动摩擦状态和静摩擦状态的循环切换。

所述的自锁-滑动理论判定指标为动摩擦状态存在加速度突变。

所述的尖叫判定指标为声压级≥60dB(A)，声音频率范围为2～17kHz。

摩擦尖叫被抑制之后进行样件试制：在多功能惯量式制动器声振试验台上再次进行制动尖叫台架试验，绘制制动尖叫频率-声压级散点图，如果制动尖叫的很多频率成分消失了，同时没有消失的频率成分声压级也得到了降低，说明该方法效果显著。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

(1)适用性广：本发明适用于汽车制动器、离合器、列车轮轨以及其它摩擦部件引起的摩擦尖叫问题。

(2)效果显著：本发明通过粘滞-滑动和自锁-滑动理论统一判定指标和自锁-滑动理论判定指标，便能判断出摩擦尖叫是由粘滞-滑动理论还是由自锁-滑动理论支配，从而针对采取控制手段抑制摩擦尖叫。

附图说明

图1为本发明的流程图；

图2为制动尖叫频率-声压级散点图；

图3为粘滞-滑动运动相图；

图4为只存在动摩擦状态的运动相图；

图5为自锁-滑动运动相图。

图6为再次试验后绘制的制动尖叫频率-声压级散点图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。

如图1所示，一种基于粘滑和自锁振动判断的摩擦尖叫抑制方法，用于抑制由粘滞-滑动理论、自锁-滑动理论发生机理理论支配的摩擦尖叫，包括以下步骤：

S1利用多功能惯量式制动器声振试验台进行制动尖叫台架试验(该多功能惯量式制动器声振试验台使用的传感器包括传声器、加速度传感器、非接触式位移传感器、扭矩传感器和压力传感器)，获得试验结果的关键信息，该关键信息包括噪声、振动位移和振动速度的时域信号；

S2绘制制动尖叫频率-声压级散点图，如图2所示，判断是否满足尖叫判定指标，如果是，则转步骤S3，否则，该试验结果不是尖叫，返回步骤S1；尖叫判定指标为声压级≥60dB(A)，声音频率范围为2～17kHz；

S3绘制运动相图，横坐标为振动位移，纵坐标为振动速度，判断是否满足粘滞-滑动和自锁-滑动理论统一判定指标，如果是，则转步骤S4，否则，返回步骤S1，粘滞-滑动和自锁-滑动理论统一判定指标为存在动摩擦状态和静摩擦状态的循环切换，动摩擦状态是指振动速度不为零的状态，静摩擦状态是指振动速度为零的状态，如图3所示满足统一判定指标，如图4所示只存在动摩擦状态，不满足统一判定指标。

S4判断试验结果是否满足自锁-滑动理论判定指标，如果是，则修改制动器的结构参数，即调大制动背板与摩擦衬片组成的整体和保持架与制动钳组成的整体之间的接触刚度，否则，修改摩擦副的摩擦特性，即调小摩擦衬片与制动盘之间的摩擦系数，自锁-滑动理论判定指标为动摩擦状态存在加速度突变。

如图5所示动摩擦状态存在加速度突变，修改制动器的结构参数，如图3所示动摩擦状态不存在加速度突变，修改摩擦副的摩擦特性。

修改制动器的结构参数或修改摩擦副的摩擦特性后，进行样件试制(重制制动器或摩擦副)，在多功能惯量式制动器声振试验台上再次进行制动尖叫台架试验，绘制制动尖叫频率-声压级散点图，如图6所示，可以看出制动尖叫的很多频率成分消失了，同时没有消失的频率成分声压级也得到了降低，说明改善效果很明显。

应理解，本实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明所讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。