汽車盤式制動系統噪聲的案例
淺談汽車盤式制動系統噪聲
一 概述
汽車制動系統是汽車底盤系統中關鍵機構，其作用是使汽車以適當的減速度降速行駛直至停車；在下坡行駛時，使汽車保持適當的穩定速度；使汽車可靠地停在原地或者坡道上。
現階段伴隨人們私家車輛的不斷增多，制動噪聲引起了人們的廣泛關注，同時人們對汽車品質要求日益提高，市場對制動噪聲也有了較高的關注度，優秀的噪聲表現可以改善客戶體驗，提高產品競爭力，形成產品核心優勢。所以對汽車制動系統噪聲研究有很大的必要性。
目前應用于汽車上的制動器主要有盤式制動器和鼓式制動器，相對于鼓式制動器來說盤式制動器具有水穩定性好、熱穩定性好、反應靈敏、散熱性能好、較大的制動力矩與尺寸比以及易于保養和修理的優點，因此盤式制動器應用更加廣泛，本文主要介紹盤式制動器噪聲。
二 盤式制動噪聲分類及其概述
制動噪聲主要根據頻率大小進行劃分，制動噪聲的分布頻率很廣，超過人類一般能接收到的赫茲（20Hz-20000Hz），甚至可以從幾十赫茲到幾十萬赫茲。
展開 轉子盤式制動器是現代制動系統的關鍵部件
轉子盤式制動器
轉子盤式制動器是現代制動系統的關鍵部件，廣泛應用于汽車、摩托車和自行車等交通工具。它的工作原理是通過摩擦將動能轉化為熱能，從而有效地減慢或停止車輛。轉子盤式制動器以其可靠性、耐用性和卓越的散熱性而聞名，是兼顧性能和安全性的首選。轉子盤式
制動系統的部件
：轉子（盤）：
安裝在輪轂上的扁平圓形金屬盤，通常帶有通風口。
由鑄鐵、碳陶瓷或鋼等材料制成。
隨車輪旋轉，為剎車片提供夾緊表面。
可以是實心的，也可以是通風的（帶有內部通道），以改善冷卻效果。
制動鉗：
容納剎車片和活塞。
有兩種類型：浮動（滑動）或固定。
對剎車片施加壓力，使其壓向轉子。
剎車片：
摩擦材料，壓向轉子以產生制動力。
由有機復合材料、半金屬化合物或陶瓷等材料制成。
安裝在卡鉗內部。
活塞：
卡鉗內部的圓柱形部件。
由液壓驅動，將剎車片推向轉子。
液壓系統：
包括剎車液、主缸和剎車管路。
將剎車力從剎車踏板傳遞到卡鉗。
展開 汽車制動噪聲測試系統--漢航NTS.LAB BNA介紹
一、BNA 系統概述
車輛制動噪聲測試（BNA）系統是漢航（北京）科技有限公司基于漢航NTS.LAB平臺研發的綜合性測試設備，專門應用于車輛道路試驗，核心目標是實現對車輛制動噪聲的全方位監測、精準分析與數據記錄。該系統通過實時捕捉制動系統工作狀態，精確定位噪聲來源，為優化制動系統設計、提升車輛性能提供關鍵數據支撐，對增強車輛駕駛舒適性與行駛安全性具有重要意義。
（一）制動噪聲分類及特征
制動噪聲根據頻率范圍、產生場景及聲音特征可分為三類，具體參數如下表所示：
（二）系統核心優勢與測量數據
BNA系統可采集的核心數據包括但不限于：制動次數、制動噪聲產生次數、各車輪噪聲數據、輪端振動情況、剎車片溫度、制動管路壓力、車輛行駛速度、車輛加減速數據、噪聲聲壓等。其核心優勢在于能夠：
1 助力制動系統優化：支持系統設計改進與材料升級，精準發現潛在問題，提升制動系統性能與可靠性；
2 服務研發迭代：為后續車型研發、改進提供數據依據，助力產品性能持續提升；
3 改善用戶體驗：通過降低制動噪聲，顯著提升車輛駕駛舒適性；
4 全方位監測分析：集成多類傳感器與分析模塊，實時采集數據并通過匹配算法判斷噪聲情況，實現制動系統狀態的全面把控。
二、BNA硬件系統
BNA硬件系統由數采系統、核心硬件設備及集成架構三部分組成，具備高精度、高穩定性、抗干擾性強等特點，可滿足復雜道路試驗環境下的測試需求。
（一）數采系統——漢航Hunter Mobile系列
圖1 數采系統Hunter系列
漢航Hunter Mobile數采硬件是BNA硬件的核心數據采集單元，技術參數與性能優勢突出，具體如下：
? 支持LXI總線級聯拓展，支持IEEE 1588 ptp V2精密時鐘協議，同步精度可達納秒級。
展開 學習記錄——Workbench盤式制動器系統摩擦生熱
數值模擬評估
今天學習的案例是是Workbench軸承系統瞬態動力學評估。
本案例還是遵循377原則，即三大步三小步。如圖所示。
1.前處理
1.1幾何模型系統的構建
導入模型如圖所示。
1.2材料模型系統的構建
密度：7850
楊氏模量：210e9
泊松比：0.3
1.3有限元模型系統的構建
1.3.1材料賦予
1.3.2連接關系：轉動、固定和移動
1.3.3網格劃分
2.求解
2.1載荷邊界條件
轉動副
2.2位移邊界條件
2.3求解設定
時間0.1s，初始步數25，最小步數20，最大步數250，打開大變形。
下面是本案例的思維導圖。
展開 
基于ANSYS Workbench的汽車盤式制動器性能分析 ￥15
具體描述如下圖所示;
再插入命令流，獲取摩擦接觸的單元，生成制動盤上的目標單元組件，命令流：esel,s,type,,tid，其中tid為目標單元類型。
具體其中一組單元類型獲取方法：
Esel,s,type,,tid
Cm,c1_r,elem
具體命令流見圖所示;
下來靜力分析，默認時間步為1，選擇自動時間步，最小10步，最大30步，打開幾何大變形。描述如下圖所示：
打開重啟動，選擇Manual，載荷步和子步均選擇ALL，非線性控制選擇，牛頓-辛普森算法選擇Unsymmetric算法，即非對稱算法。
施加圓盤內部圓的固定約束，fix displacement。剎車片約束X和Y方向位移。
兩個剎車片施加Z即即面壓力，壓力載荷1Mpa。具體載荷約束情況下圖所示：
模態分析結果
將靜力分析結果輸入到模態分析系統，選擇靜力分析的Solution單元，右鍵選擇Transfer Data To New-Modal，模態分析設置默認Pre-Stress，表示從靜力分析的最后載荷步和子步重啟進行擾動分析。求解30階模態，求解方法選擇unsymmetric方法。
具體流程見附件word文檔，模型為2022R2版本，需要解壓。里面網格劃分，求解文件都已清空，需要重新計算。
展開 學習記錄——Workbench盤式制動器系統瞬態動力
學評估
駛過程數值模擬
駛過程數值模擬
今天學習的案例是Workbench盤式制動器系統瞬態動力學評估。難點是能量的輸入和輸出決定的是什么和當出現不合理的結果以后如何思考。
本案例還是遵循377原則，即三大步三小步。如圖所示。
1.前處理
1.1幾何模型系統的構建
導入模型如圖所示。
1.2材料模型系統的構建
密度：980
楊氏模量：110e9
泊松比：0.3
1.3有限元模型系統的構建
1.3.1材料賦予
1.3.2連接關系：轉動、固定和移動
1.3.3網格劃分
2.求解
2.1載荷邊界條件
轉動副
2.2位移邊界條件
2.3求解設定
時間0.1s，初始步數25，最小步數20，最大步數250，打開大變形。
下面是本案例的思維導圖。
展開 汽車制動噪聲的防治
汽車制動噪聲的防治
汽車制動噪聲的防治.pdf
RecurDyn成功案例：鼓式制動系統的噪聲和振動分析
鼓式制動器廣泛應用于卡車、公共汽車和一些乘用車，利用連接到車軸或懸架的半圓形制動蹄與安裝在車
輪上的圓柱形鼓內側的摩擦使車輛減速。蹄與鼓之間的摩擦系數是一個可調特性，它影響制動性能和制動
器的振動特性。較高的摩擦系數降低了作用在制動蹄上所需的力，但它也增加了振動并降低了制動系統的穩
定性。為優化制動設計，采用多柔體動力學軟件RecurDyn，對鼓式制動系統運行過程中的摩擦和振動進行復現，并評估其振動和制動性能。創建制動系統數字孿生模型，并評估兩種不同制動系統的設計。
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鼓式制動器廣泛應用于卡車、公共汽車和一些乘用車，利用連接到車軸或懸架的半圓形制動蹄與安裝在車
輪上的圓柱形鼓內側的摩擦使車輛減速。蹄與鼓之間的摩擦系數是一個可調特性，它影響制動性能和制動
器的振動特性。較高的摩擦系數降低了作用在制動蹄上所需的力，但它也增加了振動并降低了制動系統的穩
定性。為優化制動設計，采用多柔體動力學軟件RecurDyn，對鼓式制動系統運行過程中的摩擦和振動進行復現，并評估其振動和制動性能。創建制動系統數字孿生模型，并評估兩種不同制動系統的設計。
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鼓式制動器廣泛應用于卡車、公共汽車和一些乘用車，利用連接到車軸或懸架的半圓形制動蹄與安裝在車
輪上的圓柱形鼓內側的摩擦使車輛減速。蹄與鼓之間的摩擦系數是一個可調特性，它影響制動性能和制動
器的振動特性。較高的摩擦系數降低了作用在制動蹄上所需的力，但它也增加了振動并降低了制動系統的穩
定性。為優化制動設計，采用多柔體動力學軟件RecurDyn，對鼓式制動系統運行過程中的摩擦和振動進行復現，并評估其振動和制動性能。創建制動系統數字孿生模型，并評估兩種不同制動系統的設計。
展開 汽車制動系統結構解析_汽車知識圖解
大家都知道，汽車的制動系統對我們的行車安全非常重要，行車中如出現制動失靈等故障，后果都將不堪設想。那么汽車的制動系統是如何制動的？為什么會失靈？ABS、ESP系統又是什么？對我們駕駛安全有什么幫助？好吧，下面我們一起來了解一下。
● 制動系統的組成
作為制動系統，作用當然就是讓行駛中的汽車按我們的意愿進行減速甚至停車。工作原理就是將汽車的動能通過摩擦轉換成熱能。汽車制動系統主要由供能裝置、控制裝置、傳動裝置和制動器等部分組成，常見的制動器主要有鼓式制動器和盤式制動器。
● 鼓式制動器
鼓式制動器主要包括制動輪缸、制動蹄、制動鼓、摩擦片、回位彈簧等部分。主要是通過液壓裝置是摩擦片與隨車輪轉動的制動鼓內側面發生摩擦，從而起到制動的效果。
在踩下剎車踏板時，推動剎車總泵的活塞運動，進而在油路中產生壓力，制動液將壓力傳遞到車輪的制動分泵推動活塞，活塞推動制動蹄向外運動，進而使得摩擦片與剎車鼓發生摩擦，從而產生制動力。
從結構中可以看出，鼓式制動器是工作在一個相對封閉的環境，制動過程中產生的熱量不易散出，頻繁制動影響制動效果。不過鼓式制動器可提供很高的制動力，廣泛應用于重型車上。
● 盤式制動器
盤式制動器也叫碟式制動器，主要由制動盤、制動鉗、摩擦片、分泵、油管等部分構成。盤式制動器通過液壓系統把壓力施加到制動鉗上，使制動摩擦片與隨車輪轉動的制動盤發生摩擦，從而達到制動的目的。
與封閉式的鼓式制動器不同的是，盤式制動器是敞開式的。制動過程中產生的熱量可以很快散去，擁有很好的制動效能，現在已廣泛應用于轎車上。
● 通風制動盤
制動過程實際上是摩擦力將動能轉化為熱能的過程，如制動器的熱量不能及時散出，將會影響其制動效果。
展開 
汽車制動系統知識
形式分類
鼓式制動器
鼓式制動器二維圖鼓式剎車是一種傳統的制動方式，其工作原理可以很形象地用一只咖啡杯來形容．剎車鼓就像咖啡杯，當您將五個手指伸入旋轉的咖啡杯時，手指就是剎車片,只要您將五指向外一張，摩擦咖啡杯內壁,咖啡杯就會停止旋轉。汽車上的鼓式剎車簡單點說是由制動油泵、活塞、剎車片和鼓室組成，剎車時由制動分泵的高壓剎車油推動活塞， 對兩片半月形的制動蹄片施加作用力，使其壓緊鼓室內壁,靠摩擦力阻止剎車鼓轉動從而達到制動效果。
盤式制動器
近年來，汽車速度在不斷提高，貨車和大客車的總重不斷增加。另外，轎車的重心普遍降低和廣泛采用小直徑寬斷面的輪胎，使制動器安裝位置受到限制，因此在重型貨車和轎車上采用制動熱穩定能較好的盤式制動器的日益增多。而盤式制動器可分為鉗盤式制動器和全盤式制動器兩種。盤式制動又稱碟式制動，其工作原理可用一只碟子來形容，您用拇指和食指捏住旋轉的碟子時,碟子也會停止旋轉．汽車上的碟式剎車是由剎車油泵,一個與車輪相連的剎車圓盤和圓盤上的剎車卡鉗組成．剎車時，高壓剎車油推動卡鉗內的活塞,將制動蹄片壓向剎車盤從而產生制動效果。盤式制動器碟式剎車碟式剎車有時也叫盤式剎車,它分普通盤式剎車和通風盤式剎車兩種。通風盤式剎車是在兩塊剎車盤之間預留出一個空隙,使氣流在空隙中穿過,有些通風盤還在盤面上鉆出許多圓形通風孔，或是在盤面上割出通風槽或預制出矩形的通風孔．通風盤式剎車利用風流作用,其冷熱效果要比普通盤式剎車更好。碟式剎車的主要優點是在高速剎車時能迅速制動，散熱效果優于鼓式剎車,制動效能的恒定性好,便于安裝像ABS那樣的高級電子設備．鼓式剎車的主要優點是剎車蹄片磨損較少,成本較低,便于維修、由于鼓式剎車的絕對制動力遠遠高于碟式剎車,所以普遍用于后輪驅動的卡車上.
展開 汽車制動系統踏板感優化分析
摘要：介紹了汽車制動踏板感的表述方法，并分析制動踏板感的影響因素。結合某越野車型的制動踏板感問題，詳細闡述了制動踏板感優化分析方法。結果表明：優化后的制動踏板感曲線計算值與實測值一致，誤差在 10%以內；優化后的制動踏板感符合初始定義標準，且與對標車相當。
引 言
隨著汽車的發展，人們對制動系統不僅要求更短的制動距離，而且對制動系統踏板感的舒適性能也提出要求。首先介紹制動踏板感的表述方法，然后對其影響因素進行分析，最后結合某越野車型的制動踏板感問題，詳細闡述制動踏板感的優化分析方法。
1 制動踏板感表述方法
踏板力與減速度關系曲線、踏板行程與減速度關系曲線是表示和評價制動踏板感的有效方法，因此定義這兩種關系曲線是研究制動踏板感的基礎。圖 1、圖 2 是目前常用的踏板力、踏板行程與減速度的關系曲線。從圖中可以看出，關系曲線會定義一個范圍，并規定同一減速度下的踏板力、踏板行程的上限和下限值。制動踏板感的計算誤差、測量誤差以及客戶使用的主觀性等因素決定了制動踏板感需要定義在一個范圍內[1]。
圖 1 踏板力與減速度關系曲線
圖 2 踏板行程與減速度關系曲線
2 影響因素分析
2.1 輪邊最大抱死液壓
制動系統匹配或者制動踏板感匹配應該首先進行壓力匹配，壓力匹配對制動性能產生影響，包括同步附著系數，前、后輪抱死順序等，不再贅述，重點說明其對制動踏板感的影響。從圖3可以看出，輸入力（輸入力與杠桿之比為踏板力）與真空助力器及制動主缸總成助力特性相關，而輪邊最大抱死液壓決定真空助力器及制動主缸總成拐點液壓的選擇，即影響真空助力器及制動主缸總成的選型，進而影響踏板力。
展開 電動汽車真空助力制動系統仿真研究
2
制動系統建模
2.1 建模思路
在汽車制動系統中，真空助力器通過三通管與真空助力泵和真空罐相連，為整個制動系統提供負壓源。真空泵和真空管的大小直接影響制動系統的制動性能。
電動汽車仿真系列-基于Simulink的防抱死制動系統
1、引言
防抱死制動系統（ABS）是一種汽車安全系統，允許機動車車輪在制動時根據駕駛員輸入與路面保持牽引接觸，防止車輪抱死并避免失控打滑。防抱死制動系統通常提供改進的車輛控制，并減少在干燥和濕滑路面上的停車距離。該系統獨立于踏板力調節制動管路壓力，使車輪速度回到最佳制動性能所需的滑移水平范圍。
2、ABS系統的組成
ABS制動系統的主要部件包括：
（1）電子控制單元（ECU）
它接收來自電路中傳感器的信號并控制制動器。ECU通過調節車輪打滑來協助車輛操作員防止車輪抱死。
（2）液壓控制單元或調節器
它接收來自ECU的操作信號，以在ABS條件下應用或釋放制動器。它使用三個與主缸和制動回路串聯的電磁閥執行命令-每個前輪液壓回路一個閥，兩個后輪一個閥。因此，可以通過控制液壓來啟動制動器。
（3）動力助力器和總泵總成
當駕駛員踩下制動踏板時激活。主缸將施加的踏板力轉換為液壓，液壓同時傳遞到所有四個車輪。它還能提供制動時所需的動力輔助。
（4）車輪傳感器單元
速度傳感器由包裹在線圈中的磁鐵和齒形傳感器環組成。磁鐵和齒圈之間的接觸產生的電場產生交流電壓。電壓頻率與車輪轉速成正比。它監控車輪轉速，并將此數據傳輸至ABS控制模塊。
3、ABS的工作原理
ABS的工作原理
如果車輪轉速傳感器發出鎖定信號，則ECU向液壓單元發送電流。這將使電磁閥通電。該閥的作用將制動回路與總泵隔離。這將阻止該車輪上的制動壓力升高，并使其保持恒定。它允許車輪速度增加和打滑減少；
當速度增加時，ECU重新施加制動壓力，以將車輪打滑限制在特定值；
液壓控制單元根據系統傳感器的輸入控制每個車輪分泵中的制動壓力。這一結果控制了車輪速度。
展開 