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 RecurDyn成功案例：鼓式制動系統的噪聲和振動分析
▎仿真過程
① 創建鼓式制動系統的 MBD 模型，包括車軸、制動蹄和鼓，以復現其動態行為
② 創建柔性體來預測鼓和蹄的變形和應力
③ 分析不同摩擦系數下鼓與蹄之間的振動特性
④ 評估具有相同摩擦系數的兩種不同設計的制動性能
▎關鍵仿真技術
多體動力學技術用于預測鼓式制動器的行為
非線性接觸算法，用于計算包括摩擦在內的剛體和柔性體之間接觸力
多體動力學(MFBD)技術，可準確再現鼓和蹄的變形和應力以及制動系統的運動
▎工具包
RecurDyn/Professional
RecurDyn/GTire
RecurDyn/ProcessNet
▎工程問題
需要確定鼓式制動器的噪聲和振動來源并加以改善
需要早期驗證新設計是否滿足所需的制動性能規范
難以分析鼓式制動系統各部分的變形和應力
▎解決方案
非線性接觸算法，成功復現鼓與蹄接觸產生的振動
定量評估摩擦系數變化引起的振動特性變化
使用瞬態 MFBD 技術準確預測鼓隨時間的變形和應力
使用虛擬樣機預測兩種不同設計之間的制動性能差異
▎結論
可以使用虛擬樣機在早期階段驗證新設計
仿真結果與試驗結果吻合
在RecurDyn中創建了制動系統的數字孿生模型后，該模型可以在未來用于制動系統的進一步開發和分析
文章來源：RecurDyn軟件
展開 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。
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 集成式電子液壓制動系統的復合制動協調控制
摘要：在電動汽車復合制動過渡工況中，針對液壓制動力與電機制動力配合不好造成的沖擊度問題，提出了雙閉環反饋和電機力修正的協調策略.其中雙閉環反饋策略依靠電機力來補償液壓系統的液壓力跟蹤誤差，電機力修正策略的作用是讓電機在過渡工況下始終具有補償能力.結合集成式電子液壓制動系統(I-EHB)進行仿真及硬件在環試驗，試驗結果表明所提出的策略能大幅減小制動力切換時的沖擊度，提高車輛制動舒適性。
前言
研究表明，一輛常年在城市行駛的車輛大約有30%～50%的能量在制動過程中以熱的形式耗散掉.而電驅動車輛依靠其配備的復合制動系統可以大幅回收這部分能量，改善車輛的經濟性.復合制動系統一般包括電機制動子系統和液壓制動子系統，車輛的制動需求優先由電機再生制動提供，當電機制動力不足時，液壓制動介入.然而，受到電機高速時制動力有限以及低速時不能提供再生制動力的限制，復合制動會出現液壓制動系統介入制動、液壓制動系統撤出制動以及低速時再生制動力撤出制動的三種過渡工況.由于電機的響應速度快，液壓系統的響應速度較電機慢，導致復合制動在過渡工況下，會產生較大的制動沖擊度(即制動減速度的導數)，制動的平順性與舒適性有所惡化.
文獻[6]基于制動減速度和沖擊度提出了“不舒適度指數”來描述制動平順性和舒適性.其中不舒適度指數為1，表示所有的乘客都感到舒適；不舒適度指數為5，表示所有的乘客都感到不舒適；不舒適度指數為3，表示一般的乘客都感到舒適.圖1給出了部分制動減速度和沖擊度范圍下的不舒適度指數.
目前，對復合制動領域的研究主要集中在提出制動力分配策略，在保證制動穩定性前提下盡可能多地回收制動能量，而對制動過程中車輛減速度、沖擊度等狀態的研究不多，致使眾多的能量回收策略無法體現實際效果.因此，對于復合制動過渡工況控制的研究有較高的實際應用需求和價值.
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 汽車制動噪聲的防治
汽車制動噪聲的防治
汽車制動噪聲的防治.pdf
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。
制動系統的進化：從真空助力器到eBooster
采編 |
一驥絕塵
出品 |
焉知
概述
從汽車誕生時起，車輛制動系統在車輛安全方面就扮演著至關重要的角色。最原始的制動控制只是駕駛員操縱一組簡單的機械裝置向制動器施加作用力，這時的車輛質量比較小，速度比較低，機械制動已滿足車輛制動的需要。
隨著科學技術的發展及汽車工業的發展，尤其是軍用車輛及軍用技術的發展，車輛制動有了新的突破，液壓制動是繼機械制動后的又一重大革新。于此同時隨著車輛越來越重，制動助力器開始被廣泛使用，配合傳統發動機工作的真空助力器成為車輛標配。
到今天，隨著新能源汽車的興起，發動機逐漸被電機取代，與此同時自動駕駛系統對制動提出了新的要求——制動冗余，使得線控制動系統的市場占有率在逐漸提高，
典型的線控助力器eBooster在逐漸蠶食真空助力器的市場份額
，風頭正盛。
在這樣的發展趨勢之下，本文旨在對傳統的真空助力器和電子助力器eBooster進行介紹，以期讀者在了解制動系統進化的同時對eBooster的優勢有更清晰的了解。
1. 真空助力器
當前乘用車和輕型商用車的制動系統主要采用液壓作為傳動媒介，與可以提供動力源的氣壓制動系統相比，其需要助力系統來輔助駕駛員進行制動。真空制動助力系統也稱作真空伺服制動系統，伺服制動系是在人力液壓制動的基礎上加設一套由其他能源提供制動力的助力裝置，使人力與動力可兼用，即兼用人力和發動機動力作為制動能源的制動系。在正常情況下，其輸出工作壓力主要由動力伺服系統產生，因而在動力伺服系統失效時，仍可全由人力驅動液壓系統產生一定程度的制動力。
展開 汽車制動系統踏板感優化分析
制動主缸缸徑：影響真空助力器及制動主缸總成的液壓特性，進而影響踏板力與踏板行程，如果減小制動主缸缸徑，可減小相同減速度下的踏板力，但是會增加相同減速度下的踏板行程。
2.3 真空度
真空助力器及制動主缸總成在不同的真空度下助力特性不同，較大的真空度會獲得較好的助力特性；相反，當真空度較差時，真空助力器的助力效果變差。如圖 4 所示，在相同的輸入力F下，不同真空度產生的液壓差別為：P1（-66.7 kPa）> P2 （-50 kPa）> P3（-40 kPa）> P4（-30 kPa）[5-7]。
圖 4 不同真空度的助力器特性曲線
目前，一些發動機由于自身的結構設計及標定需要往往無法給制動系統提供足夠的真空源，特別是在高原和寒冷早晨初次點火使用工況下，真空度不足問題會更加凸顯。因此，在進行制動系統設計及制動踏板感匹配時必須充分考慮真空度的因素。
2.4 制動踏板杠桿比
增加制動踏板杠桿比可減小踏板力，但是會增加踏板行程。一般情況下，不會通過增加制動踏板杠桿比來減小踏板力；相反，在制動系統匹配過程中，一般會選擇較小的制動踏板杠桿比來控制踏板行程，根據經驗，一般制動踏板杠桿比定義為 3.2～4.0。
2.5 制動系統空行程及剛性
制動系統的空行程以及各零部件在一定液壓下的變形量會影響踏板行程。空行程主要包括真空助力器及制動主缸總成的空行程、摩擦片與制動盤的間隙等。各零部件，如制動踏板、制動主缸、制動管路、制動器等在一定壓力下的剛性，對踏板行程有直接影響。
3 分析實例
結合實例詳細介紹制動踏板感優化分析方法。
展開 
汽車制動系統知識
其中對汽車制動系統（制動主缸或氣制動閥、助力器總成、前制動器總成、后制動器總成、防抱制動系統ABS的閥體和ECU總成）達到或超過進口件總界定數量4，即視為構成總成(系統)特征”。該規定有利于提高汽車制動系統產品的國產化率，而且跨國汽車公司和零部件企業為了減少進口關稅，降低成本，也將增大在我國的生產、采購份額。 2006年12月，國家發展和改革委員會發布了《國家發展改革委關于汽車工業結構整意見的通知》，該政策的實施有利于汽車零部件行業的有序發展及結構調整。（4）全球化采購為我國汽車零部件行業提供了新的發展機遇在汽車產業全球化過程中，我國汽車零部件行業已開始融入國際大循環，進入全球采購體系。許多國際著名汽車制造企業及汽車零部件巨頭大量從我國進口汽車零部件以滿足本國的需要，這為我國汽車零部件行業提供了良好的發展機會。（5）技術的發展拓寬了行業的發展空間傳統汽車制動系統和電子化技術的結合，將是未來汽車制動系統產品的發展趨勢。擁有核心技術和自主研發能力的汽車制動系統企業將能獲得更大發展空間。
展開 電子制動力分配系統(EBD)
EBD能夠根據由于汽車制動時產生軸荷轉移的不同，而自動調節前、后軸的制動力分配比例
，提高制動效能，并配合ABS提高制動穩定性。汽車在制動時，四只輪胎附著的地面條件往
往不一樣。比如，有時左前輪和右后輪附著在干燥的水泥地面上，而右前輪和左后輪卻附
著在水中或泥水中，這種情況會導致在汽車制動時四只輪子與地面的摩擦力不一樣，制 動
時容易造成打滑、傾斜和車輛側翻事故。EBD用高速計算機在汽車制動的瞬間，分別對四只
輪胎附著的不同地面進行感應、計算，得出不同的摩擦力數值，使四只輪胎的制動裝置根
據不同的情況用不同的方式和力量制動，并在運動中不斷高速調整，從而保證車輛的平穩
、安全。
展開 線控制動系統（EWBS）
概述
隨著電動汽車、智能駕駛的出行需求增加，響應速度更快、控制更準確、更加節能的線控制動系統 EWBS（Electric Wired Braking System）逐漸在乘用車中占據主導地位。由于沒有 EVP，對 NVH 有明顯改善。針對高原地區，電助力剎車比真空助力器更能保證制動效果。EWBS 同時也是智能駕駛系統制動冗余的重要組成部分。
產品功能
- 基本功能
制動助力
主動制動
能量回收
簡易 ABS
失效保護
- 高級功能
制動力增強
踏板力補償
產品特點
具有基本的剎車助力能力，能達到真空助力器的性能，同時還具備踏板感可調節，主動響應 ADAS 或者智能駕駛控制器的主動制動請求。響應速度快，能滿足 AEB 對響應時間的要求。EWBS 與 ESP、EPB 共同構成了智能駕駛在制動域的冗余備份。EWBS 和 ESP 聯合或者解耦工作，能很大限度地能量回收，延長電動車的行駛里程。
主要參數
- 類 型：機電解耦式
- 適用車重：<3 噸
- 主缸行程：21+21
- 防護等級：IP6K9
- 工作電壓：9~16V
- 工作電流：額定 65A
- 響應時間：小于 0.25s
- 工作溫度：-40~105℃
- 功能安全等級：ASILD
- 壽 命：不低于 300,000 次
展開 線控制動EMB系統
線控制動EMB系統
