某车型制动抖动问题研究与控制

摘要

随着汽车工业的日益成熟，人们已经不满足于汽车的最基本功能——运输。大家在选择汽车时，除了考虑动力、外观、安全、经济等因素，还将舒适性作为一个重要指标来参考。汽车制动抖动是许多车型都存在的问题，制动抖动是制动系统产生的振动，通过悬架-转向系统传递到方向盘、座椅、制动踏板等部位，从而引起驾驶员的不舒适。振动也可能传递到车门、窗、顶棚、仪表盘等零部件从而引起异响和车内乘客心烦。在一款车型NVH调教时，会专门对制动抖动问题进行评估。作为NVH方向的从业人员非常有必要对制动振动产生的机理和解决方法进行研究。本文针对在实际工程中遇到的某款车型的制动抖动问题进行分析，从振动的源头和路径分别进行探究，寻找解决制动抖动的办法。　　首先建立了振动模型，计算出制动压力波动（BPV）是怎样受制动盘厚薄差变化（DTV）的影响，进一步分析出制动压力波动会引起制动力矩波动（BTV）。通过制动器的结构分析得出了以下结论：①制动压力波动通过制动管路引起制动踏板的振动。②制动力矩通过悬架传递到地板引起地板振动。③制动力矩通过悬架——转向系统传递到方向盘，引起方向盘振动。文章通过动力学模型分析了制动盘上的扭转振动是怎样转化为悬架——转向系统的局部共振。　　根据实车制动器建立制动盘和摩擦块的三维模型，然后通过ABAQUS软件对模型进行热机耦合分析。随着制动过程的发生，得到对应的制动盘的温度、内部应力的变化规律。可以确定制动过程结构的散热效果、制动盘材料的比热容、制动盘材料的热膨胀系数等等都影响着热变形，为制动器的改进提供一定方向。提出制动盘的风冷通道形式的更改，会减小制动盘的热变形。　　实际中定制与原内通风盘式制动器相比，具有相同DTV的外通风盘式制动器。通过两者制动卡钳加速度得出风冷通道形式的改变有效减小制动激励力，从源头上解决了制动抖动问题。　　悬架转向系统模态测试。在悬架转向系统模态测试过程中得到以悬架、下三角控制臂与车轮组成系统的局部共振。通过提高下三角控制臂的 A衬套的刚度，从而有效地改善制动抖动。

目录

1 绪 论

1.1 课题研究背景与意义

1.2 制动抖动简介以及国内外研究现状

1.3 课题研究主要内容

2 制动抖动机理研究及相关控制方法

2.1 问题现象描述

2.2 浮钳通风盘式制动器理论模型分析

2.2.1 汽车制动器简介

2.2.2 浮钳通风盘式制动器结构

2.2.3 浮钳通风盘式制动器制动过程

2.2.4 制动压力与制动力矩及制动抖动的关系

2.2.5 制动压力波动（BPV）与制动盘厚薄不均(DTV)的关系

2.2.6 浮钳通风盘式制动器振动模型

2.2.7 浮钳通风盘式制动器DTV和端面跳动仿真计算

2.3 制动器产生制动力矩波动的各原因及控制

2.3.1 制动盘厚度不均匀（DTV）的形成原因

2.3.2 端面跳动对制动抖动影响及形成原因

2.3.3 摩擦系数不均匀引起制动力矩波动

2.3.4 制动激励源的特征

2.3.5 摩擦块以及制动盘的设计

2.4 制动抖动在整车上的分析

2.4.1 制动抖动可传递到车内的路径

2.4.2 前悬架转向系统振动传递分析

2.4.3 制动抖动开发过程

2.4.4 制动抖动调教

2.5 小结

3 制动盘制动仿真分析

3.1 制动器热机耦合分析

3.2 制动盘的热功率模型

3.3 变形量的计算

3.4 有限元分析简介

3.5 ABAQUS软件简介

3.6 制动盘的热机耦合仿真

3.7 仿真结果及分析

3.8 小结

4 制动器改进验证

4.1 制动盘改进分析

4.2 实验目的

4.2.1 实验内容

4.2.2 实验条件及设备

4.2.3 传感器布置

4.2.4 实验结果及分析

4.3 小结

5 悬架系统模态优化

5.1 模态分析简介

5.1.1 模态分析理论推导

5.1.2 多参考点最小二乘法识别模态参数

5.2 悬架转向系统的模态测试

5.2.1 实验目的与实验内容

5.2.2 实验条件及设备

5.2.3 激励源以及力传感器布置点

5.2.4 传感器布置点

5.2.5 实验布骤

5.2.6 实验结果分析

5.3 方向盘模态测试

5.3.1 实验内容

5.3.2 实验结果及分析

5.4 更改下三角控制臂A衬套后的模态测试

5.4.1 实验内容

5.4.2 传感器布置点

5.4.3 更改衬套A后的实验结果分析

5.5 小结

6 总结与展望

参考文献

附录

学位论文数据集

致谢