制动力矩波动引起方向盘抖动的传递途径试验研究

通过制动抖动整车道路再现试验和dynamo试验台的制动器台架试验研究,确定了制动器制动力矩的低频波动(BTV)向方向盘传递的主要路径,并考察了传递路径中各个零部件对制动抖动的吸收与放大,为寻求传递途径的衰减控制措施奠定了良好的基础。研究表明,制动力矩波动传递的主要过程是制动力矩经过轮胎地面耦合作用,经过悬架系统传递到转向横拉杆并最终传递到方向盘,制动抖动在传递过程中整体衰减,但是在局部存在放大现象,机械结构上的放大对抖动的传递有很大的影响。

汽车盘式制动器摩擦-振动耦合特性试验研究

本文针对9种具有不同厚薄差和端面跳动量组合的汽车盘式制动器,利用制动器惯性试验台在四种制动压力工况下进行了制动转矩和制动压力的测量,并通过阶次分析与小波分析的方法研究了盘式制动器摩擦特性与制动压力波动之间的耦合关系.研究发现:制动盘的厚薄差和端面跳动会引起法向力的波动,进而引起摩擦系数的波动,并且摩擦系数、制动压力以及制动转矩的波动都与转速存在2阶的阶次关系;摩擦系数静态成分随着相对速度的减小和制动压力的减小而增大;摩擦系数动态部分随制动压力的增大而减小,且主要由制动盘厚薄差引起,端面跳动对其影响不明显.

制动力矩波动台架试验研究

为了深入研究制动抖动的发生机理,在整车道路试验的基础上,针对某轿车的制动抖动现象进行了台架试验研究,详细考察制动抖动的根源——制动力矩波动的特征及其影响因素。试验研究表明,制动过程中制动力矩均值及其波动值逐渐增大。制动盘厚薄差(DTV)是引起制动力矩波动的主要原因,制动盘的端面跳动(SRO)对制动力矩波动的影响较小,温度升高对制动力矩波动的影响具有两重性,制动压力对制动力矩波动影响不明显。

基于ADAMS的制动抖动现象仿真分析

利用adams软件,建立了盘式制动器的仿真模型,分析了在制动盘装偏情况下制动力矩波动情况;在此基础上,建立整车仿真模型,通过仿真计算明确了振动从制动器到方向盘的传递途径,分析了传递途径中的放大环节,最后提出了通过调节前悬架弹性衬套刚度来消除制动抖动现象的振动控制方法。

制动盘端面跳动引起制动力矩波动的建模分析

建立了制动盘端面跳动(SRO)等效于制动盘厚度不均匀(DTV)的数学模型和基于多体系统动力学分析软件ADAMS上的物理仿真模型,研究基于制动盘装偏情况下制动盘端面跳动向虚拟制动盘厚度的转化过程,并利用制动器台架试验进行验证.结果表明:制动盘端面跳动最终以虚拟制动盘厚度变化形式引起制动力矩的波动.这为制动器总成和轮毂等相关零件的结构设计和安装要求提供了参考,为制动盘安装状态下的端面跳动量控制标准制定提供了理论依据.

多点接触模型的盘式制动器制动抖动分析

为了探索制动抖动产生机理,预测制动抖动现象,针对盘式制动器系统建立了盘式制动器8自由度多点接触动力学模型。模型中考虑了内外侧制动块、活塞、制动钳以及相互间的接触作用,且制动副摩擦系数-相对速度特性采用半经验试验模型。基于此模型,以实测的制动盘厚薄差为输入,利用Matlab-Simulink软件计算制动转速、制动力矩波动、制动压力波动以及制动钳振动加速度的响应。通过将多点接触模型仿真结果、单点接触模型仿真结果与台架试验结果的时频特性对比分析发现,多点接触模型比单点接触模型在制动抖动预测上具有较高的准确性,在振动加速度的预测方面尤其明显。

基于制动器多点接触模型的初始SRO和DTV对制动抖动的影响分析

针对盘式制动器系统,假设制动盘与制动块存在多点接触,利用制动副摩擦系数—相对速度半经验理论模型,建立了制动器多点接触动力学模型,并通过台架试验验证了该模型的有效性。基于此模型,假设初始制动盘厚薄差和制动盘端面跳动具有正弦曲线特征,以制动力矩波动、制动压力波动的时频特性及均方根为评价指标,详细讨论了制动盘厚薄差和制动盘端面跳动的阶次、最大值及相位对制动抖动的影响。研究结果表明,制动盘DTV在圆周内的阶次特征决定了制动压力波动和制动力矩波动频率与转速的阶次关系;制动压力波动对制动盘SRO敏感性较强,制动力矩波动对制动盘DTV敏感性较强,制动压力波动均方根和制动力矩均方根与制动盘SRO和DTV最大值具有线性递增的关系;制动盘端面跳动的相位差通过改变制动盘厚薄差的最大值对制动压力波动和制动力矩波动产生影响。

制动引起转向盘抖动的传递途径试验研究

通过制动抖动整车道路再现试验和DYNAMO试验台的制动器台架试验研究,确定了制动器制动力矩的波动(BTV)向转向盘传递的主要途径,并考察了传递途径中各个零部件对制动抖动的吸收与放大,为寻求传递途径的衰减控制措施奠定了良好的基础。

基于盘-块面弹簧接触的动力学模型的制动抖动分析

考虑制动盘-块间采用面弹簧接触方式建立一种6自由度制动系统动力学模型,推导出对应的动力学微分方程,并且构建Simulink模型。采用抖动"故障盘"的端面跳动SRO(surface run-out)与薄厚差DTV(disc thickness variation)的叠加位移曲线作为系统输入,仿真得到制动压力波动BPV(brake pressure variation)与制动力矩波动BTV(brake torque variation)时域响应。然后,分别以抖动"故障盘"的实测DTV曲线、SRO曲线以及SRO与DTV的叠加曲线作为仿真的输入,对比台架试验结果与3种不同输入下的仿真结果,以验证所构建的盘-块面弹簧接触动力学模型的正确性以及模型仿真输入改进方法的正确性。接着,通过改变台架试验以及仿真过程中的制动液压,研究制动系统的初始制动液压对制动压力波动BPV与制动力矩波动BTV时域响应的影响。最后,以台架试验结果作为基准值,将单点接触模型的仿真结果与所提出模型的仿真结果进行对比。结果表明:采用SRO与DTV的叠加曲线作为仿真的输入所得到的仿真结果与台架试验结果更加吻合,制动系统的初始制动液压力对制动力矩波动幅值的影响很小,所提出的动力学模型在预测制动抖动方面具有更高的准确性。

考虑热变形影响的盘式制动器制动抖动分析

为了提高制动器动力学模型对制动抖动的预测精度,建立了一个部件之间的接触形式以及模型的位移输入更贴合实际情况的制动器动力学模型。首先,使用有限元软件建立通风盘式制动器的有限元模型,采用热-结构耦合法仿真计算制动过程中由于摩擦生热造成的制动盘厚度变化量;然后,考虑制动盘与制动块之间采用面对面的接触方式建立八自由度制动系统动力学模型,同时通过试验测量抖动“故障盘”的初始厚薄差,将测得的初始厚薄差与通过热-结构耦合仿真获得的制动盘热变形产生的厚薄差进行叠加,并将叠加位移作为动力学模型中制动块的位移,通过动力学仿真预测制动过程中的制动压力波动(BPV)和制动力矩波动(BTV)的变化趋势,并结合试验验证模型的可靠性。研究结果表明:叠加厚薄差作为模型仿真的输入所得到的制动压力波动的仿真结果与试验结果的误差为13.18%,制动力矩波动的仿真结果与试验结果的误差为11.15%,制动盘初始厚薄差与制动盘热变形产生的厚薄差叠加后的仿真输入能够使制动器动力学模型在预测制动抖动方面具有较好的准确性,所建立的制动器面接触模型能够有效预测制动抖动。

制动测功器模型预测由于制动盘厚度改变制动转矩的变化

本研究推荐制动系统测功器数学模型用来鉴定制动转矩的变化(BTV),并确定动态试验和仿真间的相互关系,介绍了衬垫和盘之间简单模拟,作为点接触元件以及在时间范围内瞬态响应分析。该模型指出BTV的总量与衬垫刚度,摩擦系数,制动盘厚度变化和制动衬垫的有效半径成线性正比例,采用-制动测力器和附加的材料试验进行证实分析模型,动态试验表明所推荐的模型对预测-制动系统BTV具有合理的精确度。

基于某车型制动抖动优化的研究

针对某车型高速路况出现制动抖动的现象,通过对故障车辆进行测试及关键零部件的检测,确定了抖动的类型。结合台架试验及整车道路试验的对比验证,通过调整摩擦片的配方,可有效降低整车制动抖动,为后续类似问题提供了经验分析指导。