制动噪声及振动介绍

1.制动噪音及振动介绍

1.1声学基本术语

声音: 由物体的振动所造成的,并经弹性界质以声波的方式将能量传送出.

频率:单位时间內质点振动的周数(Hz)

声压: 振动强度(Pa)0,00002 < p < 200 [Pa]

为避免以Pa来表达声音或噪音,使用分贝(dB)这个标度。该标度以20μPa 作为参考声压值，并定义这声压水平为0分贝.

分贝值= 20 log(p/p ref) dB

6.Rattle

7.Clonk

8.Wire-brush

Chirp

10.Creak

1.LF-Squeal

2.HF-Squeal

3.(Hot-)Judder

4.Groan

Moan

制动尖叫(Squeal)是制动刹车时最主要的噪音,可以通过减少振动来最小化噪音.制动时最常见十种噪音及振动问题

1.2制动噪音及振动的分类

500 1 k 10 k 20 k

Brake Shudder

< 100Hz

Groan Moan

High Frequency Squeal

LF Squeal Wire Brush

Shudder Groan/Moan LF squeal HF squeal Pad

Calliper

Rotor

Knuckle

Suspension

Bea r ing

Tire

1.3制动尖叫

1.3.1 一般知识

-由刹车片和制动盘摩擦引起，在一个或多个共振频率下发生；

-主要由制动盘发出，制动盘充当了扩音器的功能。

影响低频尖叫的主要因素(低频尖叫1-3KHz)

制动盘制动钳转向节悬挂刹车片

-盘厚度偏差-钳体-刚性-刚度-摩擦系数-材质-支架-模态频率-模态频率-材质

-表面处理-紧固件-材质/质量/ -材质/质量/ -尺寸形状

阻尼特性阻尼特性

-导向支架-减振片

-活塞尺寸/材质

汽车噪声振动产生的机理

汽车噪声振动产生的机理: 产生汽车噪声的主要因素是空气动力、机械传动、电磁三部分。从结构上可分为发动机(即燃烧噪声)，底盘噪声(即传动系噪声、各部件的连接配合引起的噪声)，电器设备噪声(冷却风扇噪声、汽车发电机噪声)，车身噪声(如车身结构、造型及附件的安装不合理引起的噪声)。其中发动机噪声占汽车噪声的二分之一以上，包括进气噪声和本体噪声(如发动机振动，配气轴的转动，进、排气门开关等引起的噪声)。因此发动机的减振、降噪成为汽车噪声控制的关。此外，汽车轮胎在高速行驶时，也会引起较大的噪声。这是由于轮胎在地面流动时，位于花纹槽中的空气被地面挤出与重新吸入过程所引起的泵气声，以及轮胎花纹与路面的撞击声。噪声的控制根据噪声产生和传播的机理，可以把噪声控制技术分为以下三类：一是对噪声源的控制，二是对噪声传播途径的控制，三是对噪声接受者的保护。其中对噪声源的控制是最根本、最直接的措施，包括降低噪声的激振力及降低发动机部位对激振力的响应等，即改造振源和声源。但是对噪声源难以进行控制时，就需要在噪声的传播途径中采取措施，例如吸声、隔声、消声、减振及隔振等措施。汽车的减振降噪水平与整车的动力性、经济性、可靠性及强度、刚度、质量、制造成本和使用密切相关。 1 发动机振动和噪声 1)发动机本体噪声降低发动机噪声是汽车噪声控制的重点。发动机是产生振动和噪声的根源。发动机本体的噪声可分为机械噪声和燃烧噪声，配气机构、正时齿轮及活塞的敲击噪声等合成的。解决方案:降低发动机本体噪声就要改造振源和声源，包括用有限元法等方法分析设计发动—声。例如在油底壳上增设加强筋和横隔板，以提高油底壳的刚度，减少振动噪声。另外，给发动机涂阻尼材料也是一个有效的办法。阻尼材料能把动能转变成热能。进行阻尼处理的原理就是将一种阻尼材料与零件结合成一体来消耗振动能量。它有以下几种结构：自由阻尼层结构、间隔自由阻尼层结构、约束阻尼层结构和间隔约束阻尼层结构。它的采用明显地减少了共振的幅度，加快了自由振动的衰减，降低各个零件的传振能力，增加了零件在临界频率以上的隔振能力。目前，已有一些国家的专家设计了一种发动机主动隔振系统，用于减少发动机振动，以达到降低噪声的目的。传播方式:机械噪声──通过机体向外传播燃烧噪声──通过发动机体向外传播 (2)进气噪声进气噪声是发动机的主要噪声源之一，系发动机的空气动力噪声，随发动机转速的提高而增强。非增压式发动机的进气噪声主要成分包括周期性压力脉动噪声、涡流噪声、汽缸的亥姆霍兹共振噪声等。增压式柴油机的进气噪声主要来自增压器的压气机。二冲程发动机的噪声源于罗茨泵。解决方案：最有效的方法是采用进气消声器。类型有阻性消声器(吸声型)、抗性消声器(膨胀型、共振型、干涉型和多孔分散型)和复合型消声器。将其与空气滤清器结合起来(即在空滤器上增设共振腔和吸声材料，例R3238型)就成为最有效的进气消声器，消声量可超过20dBA。

NVH 特性概述

NVH特性概述摘要：通过对汽车振动以及噪声控制的分析研究，简要介绍汽车NVH特性的概念以及主要研究方法，并提出汽车NVH控制的基本途径。关键词：汽车；振动；噪声；特性；研究；控制 Abstract：This article briefly introduces the conception and research method of automobile NVH characters by analyzing the vibration and the noise of automobiles，then brings forward the basic approach of controlling automobile NVH． Key words：automobile；vibration；noise；character；research；control 噪声（Noise）、振动Vibration）与声振粗糙度（Harshness）统称为NVH，NVH 特性是衡量汽车设计和制造质量好坏的一个综合性问题，它给汽车用户所带来的感受也是最直接和最表面的。声振粗糙度（Harshness）是指噪声和振动的品质，是描述人体对振动和噪声的主观感觉的，不能直接用客观测量方法来度量。由于声振粗糙度描述的是振动和噪声使人不舒适的感觉，因此有人称Harshness为不平顺性。又因为声振粗糙度经常用来描述冲击激励产生的使人极不舒适的瞬态响应，因此也有人称Harshness为冲击特性。另外乘员在汽车中的舒适性感受以及忧郁汽车振动引起的汽车零部件强度和寿命问题都属于NVH的研究范畴,此外还包括汽车零部件由于振动引起的强度和寿命等问题。车辆的NVH问题是国际汽车业各大整车制造企业和零部件企业关注的问题之一。有统计资料显示，整车约有1/3的故障问题是和车辆的NVH问题有关系，而各大公司有近20%的研发费用消耗在解决车辆的NVH问题上。从NVH的观点来看，汽车是一个由激励源（发动机、变速器等）、振动传递器（由悬架系统和连接件组成）和噪声发射器（车身）组成的系统。汽车NVH特性的研究应该以整车作为研究对象，但由于汽车系统极为复杂，因此，经常将它分解为多个子系统进行研究，如发动机子系统（包括动力传动系统），底盘子系统（主要包括悬架系统），车身子系统等。 1、汽车振动如果把汽车作为一个系统来研究，汽车本身就是一个具有质量，弹簧和阻尼的振动系统。由于汽车内部各部分的固有频率不同，汽车在行驶中常因路面不平、车速和运动方向的变化，车轮、发动机和传动系统的不平衡，以及齿轮的冲击等各种外部和内部的激励作用而极易产生整车和局部的强烈振动。汽车的这种振动是汽车的动力性能得不到充分的发挥，经济型变坏，同时，还要影响汽车的通过性、操作稳定性和平顺性，使得乘员产生不舒服和疲乏的感觉，甚至损坏汽车的零部件和运载的货物，缩短汽车的使用寿命。汽车振动和一般的振动问题一样，可以用研究机械振动的方法来研究汽车振

汽车噪声声音品质主观评价及控制

汽车噪声声音品质主观评价及控制第一章绪论 1.1 论文研究的背景随着现代社会的发展以及对高质量生活的不断追求，人们对车辆乘坐的舒适性要求越来越高。车内噪声不仅降低了乘坐的舒适性，还增加了驾驶员的疲劳感，容易使人烦躁，甚至危及行车安全。除此之外，也影响到人们对汽车质量的评价，进一步影响到汽车的销售。因此，如何控制和改善车内噪声就显得尤为重要。传统的噪声控制，只强调噪声量级的大小，认为噪声级越低越好。为了得到舒适的车内环境，以前主要采取降低车内噪声的声压级的办法。随着研究的不断深入，我们发现传统的声压级不足以描述汽车噪声的全部特征，单纯地降低声压级并不能改善汽车乘坐的舒适性。近年来人们提出了声品质(Sound Quality)：声品质是在特定的技术目标或任务内涵中声音的适宜性。汽车声品质就是在满足人和环境的要求下，寻求符合汽车特性的产品声音。声品质的研究实际上提出了现代噪声控制的理念，即噪声控制不仅仅是消极被动地降低噪声的声压级，而是能够根据顾客的主观评价，通过合理有效的措施，使特定产品的噪声听上去不仅仅安静，而且尽可能的悦耳，甚至调节噪声至理想状态，并使不同的产品有各自独特的声音特性。除了频率及强度两大因素外，声品质的研究更强调心理声学及非声学因素等的直接影响。 1.2 汽车NVH 研究汽车噪声就要谈到NVH技术，汽车NVH是指汽车的Noise(噪声)、Vibration(振动)和Harshness(舒适性)，主要是研究汽车噪声振动对整车性能及舒适性的影响。 Noise(噪声)是指引起人烦躁而危害人体健康的声音。汽车噪声不但增加驾驶员和乘员的疲劳从而影响汽车的行驶安全，而且对环境造成噪声污染。噪声常用声压级评价，其频率范围在20Hz-20kHz。汽车噪声主要包括结构噪声(车身壁板振动产生的噪声)、辐射噪声(如发动机、排气系统、制动器等辐射的噪声)、空气动力噪声(风噪、空气摩擦车身形成的噪声)等。 Vibration(振动)描述的是系统状态的参量(如位移)在其基准值上下交替变化的过程。汽车低频振动危害驾驶员和乘员的身体健康，同时不良的振动会给汽车零部件带来损坏，影响零部件的寿命。振动是噪声产生的原因，因此，振动和噪声的研究是密不可分的。 Harshness(舒适性)指的是振动和噪声的品质，它并不是一个与振动、噪声相并列的物理概念，而是描述人体对振动和噪声的主观感觉，不能用客观测量方法来直接度量。由于声振粗糙度描述的是振动和噪声使人不舒服的感觉，因此有

制动噪声及振动介绍

1.制动噪音及振动介绍 1.1声学基本术语声音: 由物体的振动所造成的,并经弹性界质以声波的方式将能量传送出. 频率:单位时间內质点振动的周数(Hz) 声压: 振动强度(Pa)0,00002 < p < 200 [Pa] 为避免以Pa来表达声音或噪音,使用分贝(dB)这个标度。该标度以20μPa 作为参考声压值，并定义这声压水平为0分贝. 分贝值= 20 log(p/p ref) dB

6.Rattle 7.Clonk 8.Wire-brush 9. Chirp 10.Creak 1.LF-Squeal 2.HF-Squeal 3.(Hot-)Judder 4.Groan 5. Moan 制动尖叫(Squeal)是制动刹车时最主要的噪音,可以通过减少振动来最小化噪音.制动时最常见十种噪音及振动问题 1.2制动噪音及振动的分类 500 1 k 10 k 20 k Hz Brake Shudder < 100Hz Groan Moan High Frequency Squeal LF Squeal Wire Brush

Shudder Groan/Moan LF squeal HF squeal Pad Calliper Rotor Knuckle Suspension Bea r ing Tire

1.3制动尖叫 1.3.1 一般知识 -由刹车片和制动盘摩擦引起，在一个或多个共振频率下发生； -主要由制动盘发出，制动盘充当了扩音器的功能。

影响低频尖叫的主要因素(低频尖叫1-3KHz) 制动盘制动钳转向节悬挂刹车片 -盘厚度偏差-钳体-刚性-刚度-摩擦系数-材质-支架-模态频率-模态频率-材质 -表面处理-紧固件-材质/质量/ -材质/质量/ -尺寸形状阻尼特性阻尼特性 -导向支架-减振片 -活塞尺寸/材质

汽车振动与噪声控制-综述

汽车振动噪声与控制文献综述中国汽车产业已进入内涵式发展的稳健增长期，车型品质的提升已取代产能的增长成为发展的主流，这对汽车的噪声、振动与声振粗糙度(Noise, Vibration, Harshness, NVH)提出日益苛刻的要求，使得汽车NVH性能越来越受到重视，成为衡量汽车品质最重要的指标之一。前期汽车NVH控制主要集中在发动机、车身等主要系统上，随着这些主要系统的NVH问题得到解决，其研究重心开始转向声品质技术、新能源汽车NVH、车身底盘NVH、制动系和悬架系NVH以及振动主动控制等方面。汽车的NVH问题可以从三个层面上考虑：接受体（方向盘的加速度或人耳处的声压等，但最终是人对振动噪声的感觉）；传递路径（隔振隔声系统，车身及内饰等）；振动噪声源（发动机/驱动电机、齿轮传动系统、路面不平、风噪声等）。一、接受体处NVH分析与控制 1.1声品质评价首先，在对车辆振动与噪声进行分析前需对其NVH状况进行评价。驾驶室内成员处的振动评价相对简单，而人耳对噪声的感知则较为复杂，同时由于汽车车身及底盘技术、汽车发动机技术的突飞猛进，特别是新能源汽车的持续推广，除发动机噪声外，其他排气噪声、传动系噪声、轮胎噪声、空气动力噪声及车身壁板结构振动辐射噪声等，对车辆整体噪声的贡献相对增大，使得车辆噪声控制问题变得更加复杂。因此，声品质技术应运而生。声品质是指在特定的技术目标或任务内涵中声音的适宜性，声品质中的“声”是人耳的听觉感知，“品质”则是指人耳对声音事件的听觉感知过程，并最终做出的主观判断。人是声品质最终的接受者和最直接的评价者，声品质受到声音固有特性、评价者的生理、心理等各方面的综合影响，因此声品质的研究是一个综合多领域的多学科研究。声品质主观评价是以人为主体，通过问卷调查或评审团评议的形式，运用试验心理学来研究噪声问题，涉及测试对象选择、噪声准备、听测环境和评价方法

汽车NVH振动与噪声分析

汽车NVH介绍

1.NVH现象与基本问题 2.噪声与振动源 3.NVH传递通道 4.NVH的响应与评估 5.NVH试验 6.NVH的CAE分析 7.NVH开发 8.汽车声品质

动态性能静态性能汽车的性能 ?汽车的外观造型及色彩 ?汽车的内室造型、装饰、色彩?内室及视野 ?座椅及安全带对人约束的舒适性 ?娱乐音响系统?灯光系统?硬件功能 ?维修保养性能?重量控制 ?噪声与振动（NVH ）?碰撞安全性能?行驶操纵性能?燃油经济性能?环境温度性能?乘坐的舒适性能?排放性能?刹车性能?防盗安全性能?电子系统性能?可靠性能 NVH 是汽车最重要的指标之一

汽车所有的结构都有NVH问题 ?车身 ?动力系统 ?底盘及悬架 ?电子系统 ?…… 在所有性能领域（NVH，安全碰撞、操控、燃油经济性、等）中，NVH是设及面最广的领域。

什么是NVH？ NVH : N oise, V ibration and H arshness ?噪声Noise: ●是人们不希望的声音 ●注解: 声音有时是我们需要的 ●是由频率, 声级和品质决定的 ●频率范围: 20-10,000 Hz ?振动Vibration ●人身体对运动的感觉, 频率通常在0.5-200 Motion sensed by the body, mainly in .5 hz-50 hz range ●是由频率, 振动级和方向决定的 ?不舒服的感觉Harshness ●-Rough, grating or discordant sensation

为什么要做NVH? ?NVH对顾客非常重要 ?NVH的好坏是顾客购买汽车的一个非常重要的因素. ?NVH影响顾客的满意度 ?在所有顾客不满意的问题中, 约有1/3是与NVH有关. ?NVH影响到售后服务 ?约1/5的售后服务与NVH有关

汽车发动机振动噪声测试实用标准系统

附件1 汽车发动机振动噪声测试系统 1用途及基本要求：该设备主要用于教学和科研中的振动和噪声测量，要求能够测量试验对象的振动噪声特性（频率、阶次、声强等），能对试验数据进行综合分析。该产品的生产厂应具有多年振动噪声行业从业经验，有较高的知名度和影响力。系统软件和硬件应该为成熟的模块化设计，同时具有很强的扩展能力，能保证将来软件和硬件同时升级。 2设备技术要求及参数 2.1设备系统配置 2.1.1数据采集系统一套； 2.1.2数据测试分析软件一套； 2.1.3传声器 2个； 2.1.4加速度计 2个； 2.1.5声强探头 1套； 2.1.6声级校准器 1个； 2.1.7笔记本电脑一台 2.2数据采集、控制系统技术要求 2.2.1主机箱一个；供电采用9～36V直流和 200～240V交流； 2.2.2便携式采集前端，适用于实验室及现场环境； 2.2.3整机消耗功率<150W； 2.2.4工作环境温度：-10?C ～50?C； 2.2.5中文或英文WindowsXP下运行，操作主机采用笔记本电脑； 2.2.6输入通道数：4个以上，其中2个200V极化电压输入通道、不少一个转速输入通道； 2.2.7输入通道拥有Dyn-X技术，动态围160dB； 2.2.8每通道最高采样频率：≥65.5kHz，最大分析带宽：≥25.6kHz； 2.2.9系统留有扩充板插槽，根据需要可以进一步扩充；数据采集前端可同时连接多种形式传感器,包括加速度计、转速探头、传声器、声强探头等； 2.2.10系统具有堆叠和分拆能力，多个小系统可组成多通道大系统进行测量。大系统可分拆成多个小系统独立运行； 2.2.11采集前端的数据传输具备二种方式之一：①通过10/100M自适应以太网传输至PC； ②通过无线通讯以太网技术传输至PC，通信距离在100米以上。使测量过程更为灵活方便，方便硬件通道和计算机系统扩展升级；

汽车整车制动系统噪音路试规范

汽车整车制动系统噪音路试规范 1 适用范围本标准为吉利汽车研究院和各基地进行乘用车整车制动系统噪音路试依据和标准，不涉及台架试验部分，主要测试整车制动过程中的噪音情况。 2 试验目的 2.1 获得制动器总成制动噪音类型、频次和发生条件，进行主观评分。 2.2 验证制动器总成和悬架系统等相关零部件整改或者变更（包括材料和结构）对制动噪音的影响。 2.3 试验过程通过不同制动压力，温度条件和行驶工况，来再现和模拟正常行驶工况下产生的噪音，（如在不同速度和制动系统温度下的直行，转弯，坡道，包括前进和后退方向）。 2.4 根据获得的数据和信息，提出降低制动噪音的方案和措施。 3 试验依据本标注使用SAE 主观打分标准（N45），主观打分值分数从1到10，1表示最差噪音评分，而10表示没有噪音发生。 3.1 SNI 定义 SNI= 总制动次数（噪音评分值）噪音出现次数VER )(?∑

3.2 SNI 接受标准 3.3 ONI 定义 ONI= 总制动次数强度因数噪音出现次数?∑)( 3.4 ONI 接受标准 3.5 主要制动噪声 3.5.1 尖叫：1~10kHz 发生在制动过程或非制动过程。 3.5.2 刮擦声：在一定范围内，几个同时发生的高频噪声，声音类似一种持续变化的嘶嘶声。 3.5.3 闷叫：100~450Hz 发生在制动过程中或非制动过程，表现为车体共振引起的低频声和振动，在向前、向后和转弯行驶中，低行驶速度及低制动压力条件下发生，最初制动时系统湿度高。

3.5.4 吱嘎声：150~200Hz, 受通风盘肋条数影响仅在车内感受到，该噪声频率随车速降低而降低。 3.5.5 吱吱声：40~100Hz, 1、低频低压噪声：低频噪声发生在升温降温循环之后，速度在25km/h左右，在车辆停止之前发生持续时间很长。 2、低频低压低温噪声：主要发生在自动变速箱车辆上；在交通灯路口或者坡道上，带着制动并且车辆速度小于2km/h 时发生的噪音，制动片从静态摩擦切换到动态摩擦时发生滑动现象。 4 试验要求 4.1 要求提供两辆以上工装车。各项功能完备，性能优良。 4.2 依照此标准的测试车辆必须装备认可状态的新制动盘和/鼓，新摩擦片/蹄片： 1、所测试盘式制动器不得超过300℃高温； 2、所测试鼓式制动器不得超过150℃高温； 3、所测试的制动盘需要进行盘面跳动测量，测试点位于制动盘外周向内10mm处。 4.3 整个测试过程要在车窗开启的状态下，路面干燥下进行噪音试验最适宜；在试验前必须固定所有车身附件，以免产生额外噪音，影响测试结果. 5 基本测试方法 5.1 车辆速度：0～50km/h 5.2 温度范围（摩擦片温度）：<80℃, 80～100℃,100～150℃,150～200℃,升温过程结束后进行相反的降温过程，直至温度降至80℃以下。 5.3 制动压力范围：3～5bar，5～10bar，10～15bar，15～20bar，20～25bar，25～30bar，30～35bar，40～45bar，对于每个温度区间，只允许进行两个压力的测试。 5.4 噪声出现后，记录车速，主缸压力，摩擦片温度；同时用FFT噪音分析仪读取噪声频率和分贝值（dBA），并用SAE评分标准（N45）对噪音评分。注意：摩擦片加热过程在试验中只能进行一次，否则会引起摩擦片/蹄片物理性质和化学性质的变化。 5.5 试验程序

电动工具噪音与振动分析

电动工具噪音与振动分析电动工具电机中串激式电机使用的比较多而串激电机的转速非常高只要任何一部份处理不好振动及噪音的情形就比较多电机产生的振动噪音 1、机械振动噪音，为转子的不平衡重量，产生相当转数的振动。 2、电动机轴承的转动，正常的情形产生自然音，精密小型电动机或高速电动机情形以外，几乎不会有问题。但轴承自然的振动与电动机构成部材料的共振，轴承的轴方向弹簧常数使转子的轴方向振动，润滑不良产生摩擦音等问题产生。 3、电刷滑动，具有电刷的DC电动机或整流子电动机，会产生电刷的噪音。 4、流体噪音，风扇或转子引起通风噪音对电动机很难避免，很多情形左右电动机整体的噪音，除风扇的叶片或铁心的齿引起气笛音外，也有必要注意通风上的共鸣。 5、电磁的噪音，为磁路的不平衡或不平衡磁力及气隙的电磁力波产生之噪音，又磁通密度饱和或气隙偏心引起磁的噪音。机械性振动原因与对策１、转子的不平衡振动原因分析： ①制造时的残留不平衡。 ②长期间运转产生尘埃的多量附着。 ③运转时热应力引起轴弯曲。 ④转子配件的热位移引起不平衡载重。 ⑤转子配件的离心力引起变形或偏心。 ⑥外力（皮带、齿轮、直结不良等）引起轴弯曲。 ⑦轴承的装置不良（轴的精度或锁紧）引起轴弯曲或轴承的内部变形。处理对策： ①抑制转子不平衡量。 ②维护到容许不平衡量以内。 ③轴与铁心过度紧配的改善。 ④对热膨胀的异方性，设计改善。

⑤强度设计或装配的改善。 ⑥轴强度设计的修正，轴联结器的种类变更以及直结对中心的修正。 ⑦轴承端面与轴附段部或锁紧螺帽的防止偏靠。２、轴承之异常振动与噪音原因分析： ①轴承内部的伤。 ②轴承的轴方向异常振动，轴方向弹簧常数与转子质量组成振动系统的激振。 ③摩擦音：圆柱滚动轴承或大径高速滚珠轴承产生润滑不良与轴承间隙起因。处理对策： ①轴承的替换。 ②适当轴方向弹簧预压给轴承间隙的变动。 ③选择软的滑脂或低温性优秀的滑脂，残留间隙使小(须注意温升问题)。３、电刷滑动音原因分析：整流子与电刷的滑动时的振动电刷保持器激振产生处理对策：握刷的弹性支持、选择电刷材质与形状、抑制侧压引起的电刷振动及提高整流子的精度等。

汽车摩擦制动噪声研究进展与发展趋势

2007年(第29卷)第5期汽　车　工　程Aut omotive Engineering 2007(Vol .29)No .5 2007089 汽车摩擦制动噪声研究进展与发展趋势原稿收到日期为2006年4月13日,修改稿收到日期为2006年7月4日。黄学文1 ,张金换1 ,董光能2 ,谢友柏 2 (11清华大学汽车安全与节能国家重点实验室,北京　100084;　21西安交通大学润滑理论及轴承研究所,西安　710049) [摘要]　总结汽车摩擦制动噪声的产生机理、噪声特点和影响因素,回顾并分析抑制和防治制动噪声的理论与工程研究进展,提出开发新型高阻尼摩擦制动材料来降低或抑制制动噪声的思路和措施。关键词:摩擦学系统;摩擦;制动噪声 Pr ogress and Devel opment Trend of Research on Fricti on 2induced B rake Squeal of Vehicles Huang Xuewen,Zhang J i n huan,D ong Guangneng &X i e Y ouba i 11Tsinghua U niversity,S take Key Laboratory of A uto m otive Safety and Energy,B eijing 100084; 21Theory of Lubrication and B earing Institute,X i πan J iaotong U niversity,X i πan 710049 [Abstract]　The generati on mechanis m ,features and influencing fact ors of brake squeal caused by fricti on 2induced vibrati on are summarized .The theory and research p r ogress on the supp ressi on and p reventi on measures of brake squeal are revie wed and analyzed .Finally,the idea on devel opment of ne w fricti on materials with high da mp 2ing for reducing brake squeal is pointed out . Keywords:Tr i bo 2syste m;Fr i cti on;Brake squea l 前言汽车制动时产生的尖叫声和振颤声是城市交通噪声的组成部分之一,它既影响汽车乘坐的舒适性,又污染环境,损害人们的健康。开发与研制新型和环境友好的绿色高效摩擦制动系统、抑制制动噪声已成为重要的研究方向。 1　制动噪声的产生和特点制动摩擦噪声的产生不仅与经典的摩擦振动理论有关,还受到制动系统自身结构和复杂的工况条件的强烈影响,是目前摩擦振动和噪声控制研究领域的重点、热点和难点。如果制动器设计不合理、摩擦材料的老化或制动工况的改变,制动时就可能引起强烈的振动,向环境中辐射制动噪声。制动器的振动不仅包括摩擦材料特性引起的摩擦振动,还包括机械部件振动特性引起的部件振动 [1] 。制动时干摩擦接触物体间的摩擦力增大,使摩擦副接触表面的瞬间摩擦系数增大,在制动力作用下接触比压增加,瞬间温度突然升高,接触表面出现局部凸起点“粘着”与“分离”,引起摩擦特性发生变化。表现为接触面比压的增大而使摩擦材料磨损增加,因而摩擦副各构件间相对位置发生变化,从而出现振动;对高速时的强制制动,这种振动尤为剧烈。摩擦振动与摩擦材料的硬度、表面处理、压缩弹性率、拉伸强度、气孔率、黏弹性、摩擦因数-温度关系曲线、摩擦因数-速度关系曲线等参数有关。摩擦振动的趋势随着表面接触压力的增加而增加,也随着摩擦材料表面温度的升高而加强。相对滑动速度增加时,摩擦因数也随着变化,因而出现振动噪声的可能性也会增加。摩擦因数-速度曲线的负斜率是产生制动噪声的重要因素之一 [2] 。制动器部件的摩擦振动是由于作为相对速度函数的摩擦因数变化的结果,而相对速度又产生于

(完整版)第二章噪声与振动的评价及其量度

第二章噪声与振动的评价及其量度第一节噪声及其物理量度一、声压、声功率、声强 1. 声压 ● 发声体的振动使周围的空气形成周期性的疏密相间层状态，在空气中由声源向外传播，形成空气中的声波。当声波通过时，可用声扰动所产生的逾量压强来表述状态， 0P P p -=（逾量压强就是声压） ● 声场：存在声压的空间。 ● 瞬时声压：声场中某一瞬时的声压值。

● 峰值声压：在一定时间间隔内最大的瞬时声压值。 ● 有效声压：当声波传入人耳时，由于鼓膜的惯性作用，无法辨别声压的起伏，起作用的不是瞬时声压值，而是一个稳定的有效声压。 ● 有效声压是在一定的时间间隔内瞬时声压对时间的圴方根值。 ? = T e dt t p T p 0 2)(1 ● 人们习惯指的声压，往往是指有效声压，一般的声学测量仪器测量到的声压就是有效声压。 ● 在实际使用中，如没有特别说明，声压就是有效声压的简称。 ● 人耳对1000Hz 声音的可听阈（即刚刚能觉察到它存在的声压）约为 5102-?Pa ；微风轻轻吹动树叶的声音约为4102-?Pa ；普通谈话声（相距

1m 处）约为2 2- ?Pa；交响乐演奏声（相距5~10m处）约为0.3Pa； 10 大型球磨机（相距2m处）约为20Pa（痛阈，即正常人耳感觉为痛）。 2.声功率 ●声波传播到原先静止的介质中，一方面使介质质点在平衡位置附近做来回的振动，获得扰动动能，同时，在介质中产生了压缩和膨胀的疏密过程，使介质具有形变的热能，两部分能量之和就是由于声扰动使介质得到的声能能量，以声的波动形式传递出去。 ●可见，声波的传播过程实际上伴随着声能能量的转移，或者说声波的传播过程就是声能能量的传播过程。声压作用在体积元上的瞬时声功率为 W= Spu

噪声与振动监测

第五章噪声与振动监测本章基本要求 1. 声波的产生、传播、反射、折射、衍射、干涉、吸收概念。 2. 噪声的物理定义和主观定义。 3. 噪声的危害。 4. 描述声波的基本参量、频率、波长、周期、声速的定义，相互关系和计算方法。 5. 响度、频率计权、听力损失的概念。 6. 常用的噪声评价参量L10、L50、L90、L eq、L dn的定义和计算方法；平均值的计算方法。 7. 国家标准《城市区域环境噪声标准》和《环境监测技术规范（噪声部分）》的有关内容。 8. 常用噪声监测仪器的工作原理、使用方法和维护保养知识。 9. 环境振动的产生、传播概念、振动与声的关系。 10. 位移、速度、加速度、振级、速度级、加速度级的概念及计算方法。 11. 国家标准《城市区域环境振动标准》的有关内容、环境振动测量的基本要求和一般规定。 12. 环境振动监测仪的工作原理、使用方法和维护保养知识。 A类试题及答案一、填空题 1. 在常温空气中，频率为500Hz的声音其波长为。答案：0.68m（波长=声速/频率） 2. 测量噪声时，要求风力。答案：小于5.5m/s（或小于4级） 3. 从物理学观点噪声是；从环境保护的观点，噪声是指。答案：频率上和统计上完全无规律的振动人们所不需要的声音 4.噪声污染属于污染，污染特点是其具有、、。答案：能量可感受性瞬时性局部性 5. 环境噪声是指，城市环境噪声按来源可分为、、、、。答案：户外各种噪声的总称交通噪声工业噪声施工噪声社会生活噪声其它噪声

6. 声压级常用公式L p 表示，单位。答案：0 20p p L g dB(分贝) 7. 声级计按其精度可分为四种类型：0型声级计，是；I 型声级计，为；Ⅱ型声级计为；Ⅲ型声级计为 ,一般用于环境噪声监测。答案：作为实验室用的标准声级计精密声级计普通声级计调查声级计不得 8. 等响曲线是人耳听觉频率范围内一系列与关系的曲线；曲线簇表明，任何强度的声音， Hz 频率下的声压级值就是响度级值。答案：响度相等的声压级频率 1000 9. A 计权是模拟方纯音等响曲线反转加权的；当声音信号通过A 计权网格时，低频声得到较大的，而对高频声则。A 声级基本上与人耳的听觉特性相，是一个量，记作。答案：55 衰减略有放大吻合模拟 dB(A) 10. D 计权是对的模拟，专用于噪声的测量。答案：噪声参量飞机 11. 用A 声级与C 声级一起对照，可以粗略差别噪声信号的频谱特性；若A 声级比C 声级小得多时，噪声呈性；若A 声级与C 声级接近，噪声呈性；如果A 声级比C 声级还高出1~2dB ，则说明该噪声信号在 Hz 范围内必定有峰值。答案：低频高频 2000~5000 12. 倍频程的每个频带的上限频率与下限频率之比为。1/3倍频程的每个频带的上限频率与下限频率之比为；工程频谱测量常用的八个倍频程段是 Hz 。答案：2 2~31 63、125、250、500、1k 、2k 、4k 、8k 13. 由于噪声的存在，通常会降低人耳对其它声音的，并使听阈，这种现象称为掩蔽。答案：听觉灵敏度推移 14. 声级计校准方式分为校准和校准两种；当两种校准方式校准结果不吻合时，以校准结果为准。答案：电声声 15. 我国规定的环境噪声常规监测项目为、和；选测项目有、和。答案：昼间区域环境噪声昼间道路交通噪声功能区噪声夜间区域环境噪声夜间道路交通噪声高空噪声 16. 扰民噪声监测点应设在。答案：受影响的居民户外lm 处 17. 建筑施工场界噪声测量应在、、、四个施工阶段进行。答案：土石方打桩结构装修 18. 在环境问题中，振动测量包括两类：一类是振动测量；另一类是。造成人称环境振动。

汽车振动与噪声控制复习

机械振动理论部分第一章振动基础理论 1、振动系统的基本元件：弹性元件，惯性元件，阻尼元件 2、解决振动问题的基本方法：解析法和实验法 3、简谐振动的三要素：振幅，圆频率，初相位 4、简谐振动的合成，包括同频率，不同频率公有周期的求解和矢量图的表示第二章单自由度系统的振动 1、要求掌握单自由度无阻尼系统的自由振动方程，包含计算和分析 2、串联弹簧和并联弹簧的特征及等效弹簧求解公式 3、单自由度有阻尼系统的衰减振动运动方程求解，阻尼固有频率，衰减振动周期及阻尼比系数的求解以上内容以作业题和例题为主要复习内容第三章受迫振动 1、简谐激励作用下系统的受迫振动响应的计算和分析 2、任意激励作用下系统的受迫振动，以例题和作业题为重 3、受迫振动共振的条件激振力频率等于系统的固有频率 4、积极隔振和消极隔振的定义 5、隔振系统的设计，以例题和作业题为重第四章多自由度系统的振动分析第五章二自由度系统的振动分析 1、刚度影响系数的求解 2、固有频率和主振型的求解，例题和作业题为重点，会画振型图 3、无阻尼系统对初始条件作用下系统的振动分析，重点掌握结论 4、动力减振器的例题复习汽车振动与噪声控制复习汽车发动机的振动分析与控制 1、汽车发动机工作中主要激励源：不平衡惯性力和不平衡惯性力矩 2、针对单缸发动机，由于惯性力矩的作用产生使曲轴旋转的主动力矩，该力矩会激起曲轴的扭转振动。 3、作用在气缸活塞顶部的气体压力对汽车产生什么样的影响？只会使汽车气缸受到拉伸和压缩，不会传到发动机外而去引起汽车振动。 4、往复惯性力Pj和离心惯性力Pr的铅垂分量会使汽车产生（）振动？整车的铅垂振动 5、气体压力Pg和惯性力Pj与活塞对缸壁的压力Pn构成的反转力矩，会产生何种影响？反转力矩将通过发动机支承点传到车架上，整车产生横向摆动，旋转矢量的离心惯性力Pr 的水平分量会传到车架上，引起整车的水平振动。 6、为了减少直列多缸发动机的干扰力和干扰力矩引起发动机和车架的振动，通常采取以下措施来减少或消除这些干扰。（合理布置曲柄间的相互位置、采取有效的平衡方法、点火顺序和采取隔振措施） 7、V型发动机在计算发动机的干扰力和力矩时，需考虑V型气缸的（）。合成系数或V型角 8、振动隔离分为两种：（）和（）。主动隔振和被动隔振

制动噪声的研究现状

制动噪声的研究现状摘要:本文主要分析了汽车制动噪声产生的原因和特点,同时指出制动噪声对环境的污染，并系统介绍了制动噪声的研究工作及其研究成果.最后,指出目前制动噪声研究工作的不足,并对未来的研究工作提出了一些展望和建议. 关键词:制动噪声 1 概述 1.1防治汽车制动噪音是刻不容缓的重要任务空气、水源及环境污染称三大污染。环境噪音污染中，城市交通运输噪音已成为重要的污染源。汽车制动噪音危害驾驶员、乘员健康和舒适性，对道路上行人和周围居民造成不必要的不安。从医学角度看，85-90分贝的噪音即对人产生危害，包括影响人的听力。当今，市民对交通噪音反映强烈。据报载，北京市在奥运会召开前的数年中，将投资8亿人民币防治交通运输噪音现阶段,多数机动车采用摩擦式制动器制动，有可能产生制动噪音，而在以半金属材质摩擦材料取代石棉树脂摩擦材料进程中，处理不好带来的副作用—有较显的多发性制动噪音产生，益发要引起供货商重视。在出口产品的质量问题中，制动噪音问题已成为瓶颈问题之一。 1.2 制动噪声的产生和原理及其特点汽车制动引起的噪声是一个很复杂的自然现象,主要是由于制动器工作中发生振动造成的.制动噪声的产生及噪声声压级的大小与很多因素有关,不仅与经典的摩擦振动理论联系紧密,还受到自身结构和复杂工况的强烈影响,如整个制动系统的刚度、制动速度、制动压力、对偶件的材质以及环境条件(温度、湿度、润滑条件)等,有时这些因素的一个或多个发生变化,都会严重影响到制动噪声出现的状态及噪声声压级的大小.由于影响因素的复杂性,尽管学术界研究摩擦噪声已有相当长的历史,但仍有许多问题没有解决.迄今为止,这个课题已吸引了包括摩擦学、振动力学、材料学和计算机模拟科学等诸多学者的兴趣,并发表了许多研究成果.制动噪声的频率范围非常宽,从几十赫兹到上万赫兹不等.一般根据振动频率的频段可分为低频振动噪声(低于1000Hz)和中高频振动噪声(1000～10000Hz以上).文献中经常提到的Moan、Hum、Judder、Groan、Roughness基本上可归入低频振动噪声的范围,Squeal则可划为中高频振动噪声范围.而Squeal又可分为低频尖叫(1～3kHz)和高频尖叫(5～15kHz),高频尖叫最高时可达到120dB左右,是人耳难以忍受的一种尖叫声,对人们的身心能够产生极大的危害,同时也是城市噪声的主要污染源之一. 2制动噪声的研究概况实验在制动噪声的研究中有着不可替代的作用,大多数研究制动噪声的方法都是实验法.理论研究主要回答了制动噪声的激励源问题,但由于理论研究总是在一些假设的前提下进行推导的,脱离实际情况.同时摩擦系统参数识别困难,因此理论计算大多只能定性的说明问题.另外,在实验中发现,条件都相同的各次试验中并非均能出现摩擦尖叫声.很显然,理论模型研究都不能考虑这些因素,必须在实验研究中加以解决.因此进行摩擦噪声的实验研究必不可少.汽车制动噪声实验在国外研究较早,早在20世纪50年代,

汽车噪声与振动及评价

第八章汽车噪声与振动的评价第一节概述汽车噪声与振动的评价标准是由三个因素来决定的。第一是顾客的要求，第二是公司的技术水平，第三是政府的法规。噪声振动评价有车内噪声与振动评价，系统和零部件的噪声与振动评价，车外噪声评价。噪声与振动评价的第一个方面是车内评价。顾客购买汽车的时候，最关心的是坐在汽车里面对噪声与振动的感觉，这就是车内噪声评价。它是从顾客的角度来评价一部车的噪声与振动大小，所以也叫顾客层次的评价。顾客在购买汽车时，对汽车的价格、品牌等有自己的定位。他们会根据这个定位来期待车内的噪声与振动的水准。比如豪华车的噪声与振动就应该比普通车的低。汽车公司在得到了市场调查结果后，就会以它为指南，然后将市场上相近的几款车拿来做“比较车”。在测量了这些“比较车”的噪声与振动后，汽车公司就会结合顾客的反馈和“比较车”的测量结果，来确定自己将要开发的汽车在市场上的定位和噪声与振动量级。车内评价反映了一部汽车整体噪声与振动水准，所以又叫整车评价。汽车有很多性能，噪声与振动就是其中的一个重要性能。整车评价是汽车产品开发的核心。噪声与振动评价的第二个方面是系统和零部件的评价。在开发的初期，在车内噪声与振动指标确定后，这个指标就分解到各个系统和零部件。在以后的开发过程中，所有系统和零部件的开发就是以车内指标为中心进行的。比如车内噪声分解到排气系统，排气系统就设立排气尾管的噪声指标、排气系统的辐射噪声指标、消音器的传递损失指标、挂钩传递力指标等等。能否达到系统和零部件的噪声与振动指标就完全取决于汽车公司和供应商的技术水平和制造能力。这些决定了一家公司在市场上的竞争力。噪声与振动评价的第三个方面是“通过噪声”。汽车在通过街道和居民区时会产生噪声。过大的噪声会影响人们的休息和生活，於是政府颁定法规，规定当汽车通过街道时，在一定的距离内，其噪声不能超过某个标准，这就是通过噪声。每个国家有自己的通过噪声标准，ISO也有一个统一的噪声标准。现在欧洲和日本的通过噪声标准比美国要严些，因为欧洲和日本的人口密度比美国大得多。在这三个评价之中，车内评价取决于顾客，通过噪声取决于政府法规，这两个评价都是汽车公司以外的事情，但却决定了汽车的销售。本章集中介绍这两种噪声与振动的评价指标。第二个评价，即系统和零部件的评价是公司内部的事情，本书的绝大多数篇幅都是在讲述系统和零部件的噪声与振动技术以及要求达到的水准，本章就不再介绍了。在评价汽车噪声与振动时，还可以分为主观评价和客观评价。主观评价是顾客对车内噪声振动的直观感觉，感觉声音是安静还是吵闹，是和谐还是刺耳，感觉振动大小和舒适性。比如，一般顾客喜欢车内安静和舒适，而运动车的顾客则喜欢车内的声音听起来马力十足，开车时使人产生动感。客观评价是通过分析和测量的方法得到噪声与振动的参数来评价车内噪声与振动的大小和好坏。传统上，主观评价和客观评价是分开的，很难彼此代替。可是近年来，研究人员和工程师们一直在研究怎么样用定量的方法来描述主观评价。比如说声品质(将在本章介绍)原来是一个单纯的主观评价，是司机和乘客对汽车噪声的主观反应，可是现在我们可以通过测量曲线上来判断一部车的声品质的好坏。车内噪声与振动的主观评价指标包括主观定级和声品质。主观定级是人为地把噪声或者

排气系统的噪声与振动分析

第五章排气系统的噪声与振动分析第一节排气系统概述 1.排气系统的结构与种类排气系统一般是指与从发动机排气多支管到排气尾管各个部件组合。图5?1为一个V型发动机的排气系统图。排气系统包括：Y型管、催化器、柔性管、前置消音器、后置消音器、中间连接管、尾管、挂钩、挂钩隔振器等部件。图5?1排气系统的组成排气系统的一端通过排气多支管与发动机相连，而另一端是通过挂钩与车体相连。图5?2 表示排气系统与发动机与车体的连接示意图。排气系统可以按照温度高低分成热端与冷端，如图5.2所示。离发动机近的部分叫著热端，一般包括排气多支管.催化器等。当气体离发动机越远，温度就越低。冷端包括前置消音器、后置消音器、中间管道和尾管等。一般情况下，柔性连接管是热端和冷端的分界点，但是也有例外，如有些结构的柔性管安装在Y型管上或者有的结构中没有柔性管。图5.2排气系统与发动机与车体的连接图

Y型管是针对V型发动机的。对4四缸发动机來说，一般来说没有Y型管。对丁?发动机是东-西方向放置的，一般都会有柔性管或者是球型连接器，因为发动机曲轴的转动方向与排气系统垂直，从而引起很大的弯曲与扭转振动。而对于南-北方向放置的发动机來说，一般没有柔性管，因为发动机曲轴的转动方向与排气系统平行，只引起扭转振动而没有弯曲振动。一般來说，弯曲振动通过挂钩传到车体上的力比扭转振动传递的力耍大些。排气系统的类型有下面儿种：单入口单出口(图5.3(A)),单入口双出口(图5.3(B)),双入口单出口(图5.3(0),双入口双出口(图5. 3(D))和两个独立的排气系统(图5. 3(E))O单入口用在四缸发动机上，双入口用在V型发动机上。单岀口和双出口在四缸发动机和V型发动机上都有应用。独立系统是用在V 型发动机上。 2.排气系统的功能空气与燃油在发动机内燃烧后，废气要排入到大气中。由於燃烧不彻底，这些废气中含有氮氧化合物、一氧化碳等有害物质。这些有害物质必须经过处理后才能排放到大气中，否则就会造成空气污染。排气系统主要有两大功能： 1)废气处理。排气系统中都安装有催化器，有的系统中安装有多个催化器。当发动机排出的废气经过催化器时，废气在催化器内发生化学反应，将废气转换为无害气体，然后经过管道排入到大气。催化器一般要尽可能地离发动机近些，这样温度高，有利于化学反应。 2)降低噪声。发动机燃烧时发出乜大的噪声，气体和声波在管道中摩擦也会产生噪声。排气系统中通常安装两个消音器：前置消音器和后置消音器。前置消音器基本上是抗性消音器, 主要是针对一些特定的频率。后置消音器可以是抗性消音器也可以是复合消音器，它用來消除较宽频带的噪声。 3.排气系统设计耍考虑的问题

《车辆振动与噪声控制》课程教学大纲

《车辆振动与噪声控制》课程教学大纲课程代码：020242025 课程英文名称：Control of Vehicle Vibration and Noise 课程总学时：32 讲课：26 实验：6 上机：0 适用专业：车辆工程装甲车辆工程能源与动力工程交通运输大纲编写（修订）时间：2017.5 一、大纲使用说明（一）课程的地位及教学目标车辆振动与噪声控制是车辆工程专业、装甲车辆工程、能源与动力工程和交通运输专业的专业选修课。面对激烈竞争的汽车市场，除了提高汽车的各项性能指标和经济指标外，降低汽车振动与噪声，提高汽车运行舒适度已成为现代汽车设计及新技术开发研究的一个重要方面。本课程的主要任务是使学生了解并掌握汽车振动的基本要素；单自由度、二自由度及多自由度振动的基本特性；随机振动的统计特性及汽车的平顺性分析。通过本课程的学习，能培养学生对工程实际问题观察、分析及解决的能力，为从事专业设计与研究打下坚实的基础。（二）知识、能力及技能方面的基本要求通过本课程的学习，学生要对本课的基本内容有系统的理解，掌握其基本概念、理论和方法，运用这些理论分析，解决工程实际问题，并达到如下要求： 1．具有建立典型汽车结构力学模型的能力，并能够确定其边界条件和初始条件。 2．掌握模型系统的模态分析与响应分析方法。（三）实施说明教师在授课过程中可以根据实际情况酌情安排各部分的学时，课时分配表仅供参考。教师要注重对基本概念、基本方法和解题思路的讲解，以便学生在实际应用中能举一反三，灵活运用。根据专业特点，教师应结合实际问题，在教学过程中注意理论与实际结合，突出实际应用。（四）对先修课的要求本课程的先修课程有《高等数学》等相关课程。（五）对习题课、实验环节的要求结合有关章节中的重点和难点问题以及典型的问题，安排一定的习题练习，并以讲、练、讨论相结合的方式进行。引导学生对所学内容的基本概念、基本原理和基本方法有更加深入的了解。结合每次课的内容、重点和难点，有针对性的布置与有关实际问题相联系的思考题。（六）课程考核方式 1.考核方式：考查。 2.考核目标：考核学生对单自由度及多自由度振动基本原理掌握情况，在此基础上掌握模态分析的基本理论。通过对汽车模型的简化，在一定路面激励下，分析汽车的平顺性。 3.成绩构成：本课程的总成绩主要由两部分组成：平时成绩占10%，实验成绩占10%，考试成绩占80%。平时成绩由任课教师视具体情况按百分制给出。（七）主要参考书目: