CN114818439A - 汽车制动器制动moan噪音分析解决方法 - Google Patents

汽车制动器制动moan噪音分析解决方法 Download PDF

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张海陆
曾勇
冯翊
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Abstract

本发明涉及一种汽车制动器制动MOAN噪音分析解决方法，属于汽车制动技术领域，包括：检测制动MOAN噪音的频率、分贝值，判断是低频、中频还是高频噪音；在制动器支架、卡钳上安装多个振动加速度传感器，获取制动时制动器的振动方向、幅值、振动频次；判断制动MOAN噪音的频率与制动器零件的振动频率进行对比；若两者频率相同，说明车内噪音来源于制动器；将振动传感器获得的数据进行建模，获得ODS振型并进行分析，判断噪音来自哪个零件振型，或哪个零件发出的噪声占比最大；将ODS振型与CAE模态振型进行对比，确定优化哪个零件的刚度；优化方案，制作样件进行整车制动MOAN复测，确认噪音是否消除。

Description

汽车制动器制动MOAN噪音分析解决方法
技术领域
本发明属于汽车制动技术领域，涉及一种汽车制动器制动MOAN噪音分析解决方法。
背景技术
汽车制动噪音是汽车NVH的重要构成之一，制动噪音导致汽车驾驶乘坐舒适性降低，容易引起客户抱怨，可能导致售后争端、纠纷以及售后成本增加。快速准确的判断和解决汽车制动噪音有利于消除客户抱怨、有利于提升汽车制动舒适性，有利于售后成本节约。由于汽车制动噪音非常复杂，噪音的机理也难以理清。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种汽车制动器制动MOAN噪音分析解决方法。
为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种汽车制动器制动MOAN噪音分析解决方法，包括以下步骤：
S1：通过麦克风检测制动MOAN噪音的频率、分贝值，判断所述制动MOAN噪音是低频、中频还是高频噪音；
S2：在制动器支架、卡钳上安装多个振动加速度传感器，获取制动时制动器的振动方向、幅值、振动频次；
S3：判断通过麦克风检测到的制动MOAN噪音的频率与通过振动加速度传感器检测到的制动器零件的振动频率进行对比；若两者频率相同，说明车内噪音来源于制动器，则进行步骤S4，若两者频率不同，则判断排除噪音来源于制动器零件的振动，即该噪音与制动器无关；
S4：将所述振动加速度传感器获得的数据进行建模，获得ODS振型并进行分析，判断噪音来自哪个零件振型，或哪个零件发出的噪声占比最大；
S5：将测试的ODS振型与CAE模态振型进行对比分析，以确定优化哪个零件的刚度，达到该零件的模态与该噪音进行模态分离，从而消除或者降低噪音；
S6：优化方案，制作样件进行整车制动MOAN复测，确认噪音是否消除。
进一步，步骤S1中，具体包括：
所述低频噪音包括蠕动噪音GROAN、MOAN噪音，频率小于1000Hz；
所述中频噪音为制动尖叫Sqeal，1000Hz≤频率≤6000Hz；
所述高频噪音为制动尖叫Sqeal，6000Hz≤频率≤17000Hz；
所述MOAN噪音的频率范围比Groan噪音窄，接近于单频噪音，所以接近纯音，噪音频率500Hz左右；
所述Groan噪音的频率范围比MOAN噪音宽，为宽带低频噪音，噪音频率为70Hz～700Hz。
进一步，步骤S4中，通过多个振动加速度传感器检测零件的ODS振型，判断哪个零件的振型对噪音的贡献最大，所述ODS振型用于体现测试的各个点的相互运动关系，包括振动相位角、幅值、频率；通过振动测试设备对各个振动加速度传感器的安装位置点进行布点建立模型，建模步骤包括ODS测试、建模、振型生成、振型频率识别；最后通过建立的模型判断制动器支架或者卡钳的振型是扭转还是弯曲。
进一步，步骤S5中，汽车制动噪音是由零件的简谐振动产生的，噪音频率即为简谐振动的频率；零件的机械振动在零件的固有频率处会达到最大振幅，噪音分贝值达到最大；零件或部件具有N个振动模态，通过ANSYS计算分析零件和部件的模态，包括各固有频率及振型；判断ODS振型与模态振型进行对比分析，确定MOAN噪音来源，从而确定优化哪个零件的刚度。
本发明的有益效果在于：本发明通过ODS振型测试分析，麦克风噪音识别以及CAE模态分析、零件优化，达到模态分离，达到成功的、有效消除或者降低噪音。
本发明的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。
附图说明
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作优选的详细描述，其中：
图1为本发明所述方法总体流程图；
图2为本发明实施例中噪音及振动频谱图；
图3为零件ODS振型图；
图4中的(a)和(b)分别为振动传感器布置、建模图；
图5为转向节支耳刚度分析图；
图6中的(a)和(b)分别为转向节带支架优化前、后的模态分析图。
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。
其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本发明的限制；为了更好地说明本发明的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。
本发明实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本发明的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本发明的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
如图1所示，本发明提供一种汽车制动器制动MOAN噪音分析解决方法，包括以下步骤：
S1：在车内驾驶员座椅处安装麦克风传感器，测试制动MOAN噪音的频率、分贝值。
判断该噪音是低频、中频还是高频噪音，已确定后续的解决方案。
低频噪音：包括GROAN(蠕动噪音)、MOAN噪音，频率：小于1000Hz。噪音低沉，沙哑。
中频噪音：Sqeal(制动尖叫)，1000Hz≤频率≤6000Hz噪音类似吹口哨音
高频噪音：Sqeal(制动尖叫)，6000Hz≤频率≤17000Hz,,噪音刺耳。
MOAN噪音的频率范围很狭窄，接近于单频噪音，所以接近纯音，噪音频率500Hz左右。
如附图1：
Groan噪音的频率范围较宽，为宽带低频噪音。噪音频率：70Hz～700Hz如附图2
从图2可以判断噪音的频率为500Hz，支架上的振动型号最强振动频率500Hz。两者一致，可以判断噪音来源与制动器支架的振动。
S2、在制动器支架、卡钳上安装多个振动加速度传感器，识别获得制动时制动器的振动方向、幅值、振动频次，如图3。安装多个传感器的目的是测试零件ODS振型，判断哪个零件的振型对噪音的贡献最大，便于后续重点去优化哪个零件的模态。如图3所示，ODS即是Operational Deflection Shapes，ODS振型体现测试的各个点的相互运动关系，如振动相位角、幅值、频率。
S3、根据S1、S2，判断麦克风测试车内噪音的频率与制动器零件的振动加速度测试的振振动频率进行对比；若两者频率相同，说明车内噪音来源与制动器，则进行下一步。
S4、将制动器支架、卡钳上安装的振动传感器测试获得的数据，进行建模、获得ODS振型并进行分析，判断噪音来自哪个零件振型，谁贡献最大；该建模如图4中的(a)和(b)所示，本实施例中使用西门子振动测试设备LMS进行，对各个振动传感器的安装位置点进行布点建立模型，从而判断制动器支架或者卡钳的振型是扭转还是弯曲。ODS测试、建模、振型生成、振型频率识别可参照西门子LMS设备操作说明书进行。从图4所示的振型可以判断出，该振型为支架的扭转模态，该模态振动频率为500Hz。
S5、将测试的ODS振型与CAE模态振型进行对比分析，以确定优化哪个零件的刚度，达到该零件的模态与该噪音进行模态分离，从而达到消除或者降低噪音的目的。汽车制动噪音都是由零件的简谐振动产生的，噪音频率也就是简谐振动的频率。零件的机械振动在零件的固有频率处会达到最大振幅，噪音分贝值达到最大。零件或部件具有N个振动模态，通过CAE模态分析，如使用ANSYS计算分析零件和部件的模态(各固有频率及振型)。
在本实施例中可以判断出，ODS振型与CAE分析的转向节带支架的扭转模态振型是一致的；同时ODS频率、噪音频率与CAE模态频率基本一致(CAE分析时没有把整车悬架所有零件都加入分析，会有稍微的频率差异，如果带上所有悬架，计算会过于复杂)MOAN噪音频率为500Hz，CAE分析转向节带支架的扭转模态频率为560Hz。通过以上ODS振型与CAE模态分析对比，可以确定MOAN噪音来源转向节带支架的扭转模态振型；增加转向节的支耳刚度(增加支耳厚度或或增加强筋，如图5)，可以提高转向节带支架的扭转模态的频率，如图，增加转向节支耳刚度后，转向节带支架的扭转模态的频率560Hz提高到627Hz，通过移频，避开摩擦块与制动盘的摩擦激励频率，如图6中的(a)和(b)所示。从而达到消除或者减弱MOAN噪音。
S6、优化方案，制作样件进行整车制动MOAN复测，确认噪音是否消除；通过制作优化新转向节，重新装车噪音验证，MOAN噪音消除。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (4)

1.一种汽车制动器制动MOAN噪音分析解决方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1：通过麦克风检测制动MOAN噪音的频率、分贝值，判断所述制动MOAN噪音是低频、中频还是高频噪音；
S2：在制动器支架、卡钳上安装多个振动加速度传感器，获取制动时制动器的振动方向、幅值、振动频次；
S3：判断通过麦克风检测到的制动MOAN噪音的频率与通过振动加速度传感器检测到的制动器零件的振动频率进行对比；若两者频率相同，说明车内噪音来源于制动器，则进行步骤S4，若两者频率不同，则判断排除噪音来源于制动器零件的振动，即该噪音与制动器无关；
S4：将所述振动加速度传感器获得的数据进行建模，获得ODS振型并进行分析，判断噪音来自哪个零件振型，或哪个零件发出的噪声占比最大；
S5：将测试的ODS振型与CAE模态振型进行对比分析，以确定优化哪个零件的刚度，达到该零件的模态与该噪音进行模态分离，从而消除或者降低噪音；
S6：优化方案，制作样件进行整车制动MOAN复测，确认噪音是否消除。
2.根据权利要求1所述的汽车制动器制动MOAN噪音分析解决方法，其特征在于：步骤S1中，具体包括：
所述低频噪音包括蠕动噪音GROAN、MOAN噪音，频率小于1000Hz；
所述中频噪音为制动尖叫Sqeal，1000Hz≤频率≤6000Hz；
所述高频噪音为制动尖叫Sqeal，6000Hz≤频率≤17000Hz；
所述MOAN噪音的频率范围比Groan噪音窄，接近于单频噪音，所以接近纯音，噪音频率500Hz左右；
所述Groan噪音的频率范围比MOAN噪音宽，为宽带低频噪音，噪音频率为70Hz～700Hz。
3.根据权利要求1所述的汽车制动器制动MOAN噪音分析解决方法，其特征在于：步骤S4中，通过多个振动加速度传感器检测零件的ODS振型，判断哪个零件的振型对噪音的贡献最大，所述ODS振型用于体现测试的各个点的相互运动关系，包括振动相位角、幅值、频率；通过振动测试设备对各个振动加速度传感器的安装位置点进行布点建立模型，建模步骤包括ODS测试、建模、振型生成、振型频率识别；最后通过建立的模型判断制动器支架或者卡钳的振型是扭转还是弯曲。
4.根据权利要求1所述的汽车制动器制动MOAN噪音分析解决方法，其特征在于：步骤S5中，汽车制动噪音是由零件的简谐振动产生的，噪音频率即为简谐振动的频率；零件的机械振动在零件的固有频率处会达到最大振幅，噪音分贝值达到最大；零件或部件具有N个振动模态，通过ANSYS计算分析零件和部件的模态，包括各固有频率及振型；判断ODS振型与模态振型进行对比分析，确定MOAN噪音来源，从而确定优化哪个零件的刚度。
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