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主讲：胡爱军 第8章 底盘噪声 *汽车系统动力学 汽车振动与噪声控制 8.1摩擦引起的噪声 8.3轮胎噪声 8.2制动噪声 8.1摩擦引起的噪声 当运动部件在一定压力作用下相互接触并作相对运动时，运动部件间产生摩擦，摩擦力以反运动方向在接触面上作用于运动部件，从而激发运动部件振动而产生噪声。 大多情况下，摩擦力并非一个常数，而是随运动速度的增加而增加或减少。当摩擦力随运动速度的增加而增加或减少时，能激发运动部件的自激振动而产生噪声。 当摩擦力引起运动部件的张驰振动时，能激发运动部件振动而产生噪声。当激振频率与运动部件的固有频率一致时，特别能激发振动而产生噪声。 摩擦力也能激发运动部件的耦合振动，特别是当运动部件的不同固有频率靠近时，摩擦力能使模态耦合激发强烈振动而产生噪声。 汽车制动器噪声、离合器噪声等均为摩擦噪声。 8.1摩擦引起的噪声 ①摩擦力引起运动部件的张驰振动，能激发运动部件振动而产生噪声。 运动部件的速度剧变构成对系统的冲击，形成部件的冲击振动噪声。 8.1摩擦引起的噪声 ②当摩擦力随运动速度的增加而增加或减少时，能激发运动部件的自激振动而产生噪声。如图为负斜率摩擦力曲线。 一个单自由度的振动系统受到负斜率的摩擦力作用，其运动方程为： 为正压力。 为摩擦系数 为稳定滑动速度 8.1摩擦引起的噪声 ②当摩擦力随运动速度的增加而增加或减少时，能激发运动部件的自激振动而产生噪声。 代入运动方程： 忽略高阶项，当： 系统出现负阻尼，导致系统不稳定。 负阻尼仅在摩擦系数的负斜率足够大时发生，这种负斜率摩擦力能激发运动部件的强烈自激振动而产生噪声。 8.1摩擦引起的噪声 ③摩擦力能使模态耦合激发运动部件的强烈振动而产生噪声。 运动方程为： 简化的摩擦力所致系统模态耦合力学模型 8.2制动噪声 汽车制动而产生的噪声主要有制动器的鸣叫声、轮胎与地面的摩擦声及车体的颤振声。制动噪声主要源于制动器的振动。 盘式制动器噪声：衬块的振动激励盘体做轴向振动而产生。 鼓式制动器噪声：制动蹄片与制动鼓的接触恶化，其摩擦系数随运动速度变化，从而激发振动并辐射出噪声。同时，变化的摩擦力还有可能激发制动器某些构件共振，产生强烈的噪声。 制动器可能产生令人难以忍受的高频尖叫。鼓式制动器比盘式制动器更容易产生制动尖叫。 鼓式制动器制动尖叫声发生在制动蹄片的端部和根部与制动鼓接触的情况下；盘式制动器尖叫声通常发生在很低的压力下。 8.2制动噪声 汽车的制动器在不同情况下会出现低频噪声、低频尖叫噪声和高频尖叫噪声。 1.低频噪声 低频噪声主要由摩擦材料所致。其频率范围包括100~150Hz。要降低低频噪声，主要靠改进摩擦材料、摩擦片形状与表面来实现。 当衬块与盘体的摩擦系数出现负摩擦系数现象时，衬块、盘体与制动钳会产生低频振动，产生低频噪声。 摩擦系数-相对速度曲线 衬块、盘体与制动钳的低频振动 8.2制动噪声 汽车的制动器在不同情况下会出现低频噪声、低频尖叫噪声和高频尖叫噪声。 2.低频尖叫声 低频尖叫声定义为频率高于1000Hz，但低于盘体第1阶周向模态频率的窄带噪声。它是由摩擦力激发的耦合振动。 为降低低频噪声，可以调整结构。 8.2制动噪声 汽车的制动器在不同情况下会出现低频噪声、低频尖叫噪声和高频尖叫噪声。 3.高频尖叫声 高频尖叫声往往与盘体周向模态模态，也与衬块与盘体的刚度有关。增加盘体的刚度可减少高频尖叫声的发生。改变衬块的几何形状和压力分布可调整高频尖叫声的发生。 8.2制动噪声 制动噪声及其频率特性的影响因素： 1.制动器结构 制动器结构对制动器噪声有明显的影响。增加制动鼓的刚度和降低制动蹄片刚度，可以降低制动噪声。增加制动鼓的质量或减小制动蹄片的质量，制动噪声降低。 摩擦材料的摩擦系数、表面状况和特性与制动噪声的产生密切相关。摩擦材料的动、静态摩擦系数相差越大，滑动速度改变时，摩擦系数变化越大，制动器越容易产生噪声。 摩擦系数越大，材料表面硬度越高，产生制动噪声的倾向越大。 制动鼓尺寸越大，制动噪声频率越低；较小的制动鼓直径，制动噪声频率相对较高。 8.2制动噪声