文章编号:1006-1355(2008)04-0082-02
汽车制动引起共振的对策研究概述
彭丽君,于学华
(华南理工大学汽车工程学院,广州510641)
摘 要:对某一车型在一定的速度范围内进行低压制动时,车的后制动系统与悬架系统发生共振,最后引起仪表台的强烈振动。在参阅大量文献的基础上,初步分析共振的原因,并进行了方案设计,为后续实际解决问题提供具体的思路。
关键词:振动与波;低频抖动;中频颤振;高频啸叫;机理分析;传递路径分析中图分类号:U463.5 文献标识码:A
Study on the Coun term ea sures of Veh i cle Brake Resonance
PEN G L i 2jun,YU X ue 2hua
(South China University of Technol ogy,Guangzhou 510641,China )
Abstract:W hen a certain vehicle is braking with l o w p ressure at s ome s peed,the instru ment panel vibrates str ongly f or the res onance of the brake syste m and the rear sus pensi on syste m.This paper analyzes s ome reas ons and designs s ome counter measures theoretically t o p r ovide comp lete idea f or res ol 2ving such p r oble m s .
Key words:vibrati on and wave;brake judder;brake chatter;brake squeal;mechanis m analysis;transfer path analysis
收稿日期:2007209226
作者简介:彭丽君(1981-),女,湖北天门人,工学硕士,研究方向为
汽车的噪声与振动控制技术。
制动引起的振动根据其发生机理可分为三类[2]
:低频抖动、中频颤动和高频啸叫。其中低频抖动的频率通常在10-50Hz 的范围内,与车速呈一定的阶次关系,主要是由制动力矩波动引起的低频强迫振动。中频颤振的发生频率为100-1000Hz,是由制动盘和摩擦块表面间的摩擦特性引起。高频啸叫通过空气传播,频率一般在1000Hz 以上,与制动系统元件的模态以及表面辐射系数有关。
制动引起的振动往往会恶化汽车的制动平稳性,对乘员的乘坐舒适性也会造成影响,并且会加大驾驶员误操作的可能,同时这种振动还会降低相关零件的寿命,严重时还会造成承载零件的早期破损,从而影响到行车的安全性能。所以对制动引起的振动现象的研究是非常重要的。目前,国内也有相当一部分车型存在着制动时后轴制动系统和悬架系统共振的问题。所以本文的分析对这类问题的解决有一定的借鉴作用。
1 理论回顾
在对一个问题进行分析时,首先要找出问题的根源,同样在研究制动引起的振动问题时,对于引起振动的机理分析是必不可少的,它有助于从根源上解决问题。对于机理分析,国内外从摩擦学、运动学
等各方面都作了很多的努力。
针对制动产生的低频抖动、中频颤振和高频啸叫的研究已经有了一定的积累。但是由于振动、噪声的产生取决于复杂多变的制动工况,与使用的环境密切相关。所以到目前为止,无论是从发生机理还是分析方法都没有取得很一致的结论。下面针对已有的研究成果作一个机理回顾分析。1.1 低频抖动
低频抖动[1,2,7]
的研究报道最早出现在上世纪80年代,目前对制动抖动现象多是从制动压力和制动力矩的波动着手分析。形成制动压力和制动力矩波动的主要影响因素是:制动盘的厚薄差、端面跳动和摩擦系数的变化。旋转件不平衡和轴承间隙过大等原因对制动抖动也有一定的影响,但这些不是主要的原因,并且这类影响因素也很容易发现并消除。1.2 中频颤振
对中频颤振[3,4]
的研究也有几十年的历史了,无论理论上还是试验分析上,制动颤振的研究都有了很多的成果,但是却没有有效地解决这个问题。最终对颤振的原因分析归结为:模态耦合理论和摩擦力2速度负斜率关系。前者认为制动过程中系统模态发生耦合是诱因,而后者从数学模型的角度分析,认为摩擦力2速度的负斜率给系统提供了负阻尼,使系统处于不稳定状态,导致系统的振动越来越大,从而形成颤振。(当摩擦力2相对滑动速度的负斜率大于系统的阻尼时,摩擦力将对摩擦系统作正
2008年8月 噪 声 与 振 动 控 制 第4期
功从而引起系统的自激振动。)
1.3 高频啸叫
对于高频啸叫[6]的研究始于上世纪三十年代,其机理解释可大致分为两类:自激振动和“热点”理论。
自激振动2最初的研究是从研究摩擦副本身的摩擦特性入手的。该理论认为摩擦特性是引起制动噪声的根本原因。因为摩擦系数有两个特征:静摩擦系数大于动摩擦系数和摩擦系数在一定区间随相对滑动速度的增大而减小。前者可能导致系统出现粘滑现象,后者会导致系统的负阻尼效应,当系统本身的阻尼不太大时,系统振动可能发散,引起制动噪声。但是后来的实践表明这种片面的分析方法远远不能解决制动器的振动噪声问题。随后,M illner证明了无论是鼓式制动器还是盘式制动器,当摩擦系数μ为常数时,制动噪声仍可能发生。所以后期很多通过有限元来分析这种制动过程时,通常假设μ为常数。从80年代中期开始从结构上研究制动振动的发生机理。最初是对单个的零部件进行模态分析研究,结果发现振动噪声发生的频率往往并不是系统中某一单一部件的固有频率。后来通过实验验证,高频啸叫的分析研究应该从整个系统的振动特性考虑。
“热点”理论2这个理论认为制动盘表面在制动过程中产生热点导致振动噪声。但是相关的研究还不完善,利用该理论,无论是用解析模型还是有限元模型对实际制动器热点的仿真,效果都不理想。所以也就没有利用此理论解决实际问题的相关报道。
2 制动引起的共振分析
本课题研究的车型的典型故障是:在一定的车速范围内对该车进行低压制动时,悬架、车身地板、仪表盘都发生剧烈抖动。
2.1 机理分析
从上面对制动引起的低频抖动和中频颤振的机理分析可以看出,引起系统的振动一定有振源,传递振动能量的路径,最后表现为系统的振动。低频抖动[2]是制动力矩的波动作为振动源,对周围环境进行激励,当激励频率和传递路径上某子系统固有频率重合或接近时,形成系统的共振。低频抖动发生在一定的车速范围内,当车轮转动一周,由于制动器本身的结构因素(如盘式制动器的力矩波动是由于制动盘的厚薄差等原因)引起制动力矩的变化。而中频颤振[3]主要是因为摩擦特性的变化引起制动器内部的摩擦振动,并通过周围环境形成系统的振动。且不论是制动力矩的波动还是摩擦力的周期性变化(实质是温度、力矩变化等引起的摩擦系数μ的变化)都是发生在制动系统内部,与制动器的结构以及摩擦材料的特性有关。所以可以确定在振动的传递途径中,制动器是振源,应该从制动器内部各参数的变化中考察是什么原因引起制动器的振动。
在对盘式和鼓式制动器的结构分析过程中,也形成了一些结论。盘式制动器主要是由于制动盘的厚薄差,端面跳动等。厚薄差直接影响到制动力矩的变化,端面跳动则会在一定的行驶里程之后转化为厚薄差。在鼓式制动器方面,也有很多的研究。在鼓式制动器噪声机理及对策研究[8]一文中,通过对制动器的主要部件2制动鼓、制动蹄以及制动底板的有限元分析及模态分析,证实制动噪声与三者之间的相互作用有着密切的关系。而在鼓式制动器制动尖叫的机理及其预防[5]一文中,也得出制动蹄的切向振动是主要的激振源。尽管分析的原因多种多样,但是始终是围绕制动器的结构因素展开的讨论。针对具体的振动问题,还有待于试验的进一步验证,明确振动产生的原因。
2.2 传递途径分析
在共振问题的处理方面,传递路径的分析是一个很实用的解决问题的方式。可以通过优化传递路径上的系统结构的参数来衰减振动。传递路径的分析主要是在频域进行的,通过再现共振现象,在可能的传递路径上布置测点测量相应的加速度信号,对这些信号进行传递函数分析,并进行信号之间的相关分析。通过传递路径分析,可以确定在共振现象中各结构的振动特性,从而明确主要的振动传递路径。
传递路径分析[10][12]一般要通过整车试验再现共振现象。本文由制动引起的共振,最后引起了仪表盘的共振,所以测点的选择可在制动器子系统到仪表盘之间的子系统中考虑。通过测点信号的相关分析可大致判断振动初步的传递路径。通过整车试验再现振动现象,采集各相关系统的加速度信号,对这些加速度信号进行传递函数分析和相关分析,获得各信号的频率特性和信号之间的相干特性。对各结构的振动特性有了初步认识以后,还需要通过台架试验进一步分析。因为整车试验受道路、天气及人为因素等多种条件限制,同时制动压力和制动起始温度也难以准确控制。所以一般在整车试验之后需要进行台架试验[11]来深入研究。通过台架试验可以考察制动压力、制动器的温度等对共振的影响,还可以详细考察产生共振的机理。
当实际解决振源问题不容易实现或考虑成本因素时,通过传递路径的分析可以实现一个短期的解决方法。根据以上的理论及试验结果分析,找出振
(下转第89页)
38
汽车制动引起共振的对策研究概述
的S OL111模块进行计算,计算结果如图2
。
图2 发动机右悬置到方向盘的异点导纳图
从图2的三个图形可以看出,在频率40Hz 左右出现了峰值,其中x 和z 方向的峰值超过评价曲线
值(10K N /mm )[1]
很多,说明转向柱存在抖动的可能性,需要对发动机悬置和转向柱结构修改。通过开发初期的进行异点导纳的模拟分析,可以较早的发现抖动的问题,降低了开发后期问题解决的难度,同时可以协调发动机悬置和转向柱的结构设计,增加了发动机悬置隔振器设计的针对性,并降低了后期的实验次数。
3 结语
本文对汽车的抖动产生机理和影响因素进行了分析和探讨,并对产生抖动的激励源进行了分类,确定了激励源的频率范围,为快速确定抖动的激励源提供依据。本文针对某一款车为例,建立了抖动分析的数值模拟方法,为预测抖动车辆问题提供了一条重要途径。参考文献:
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动的传递路径实验研究[J ].振动与冲击,22006,(25)2.
(上接第83页)
动传递的主要路径,从另一方面来考虑对应措施。
3 结语
制动发生共振往往不是因为局部的几个部件固有频率重合而引起的。单一的改变某个结构的参数往往不能很好的解决问题,需要对整个系统的振动特性作整体分析,找出主要原因或者主要路径,从而进行对策分析。本文只是对制动引起的振动问题作了一个小结性的概述,具体的机理以及振动的传递途径还有待后续的理论分析以及试验验证。参考文献:
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9
8汽车抖动性产生机理与分析方法研究
制动系统概述 汽车的制动性是汽车的主要性能之一。自从汽车诞生之日起，汽车的制动性就显得至关重要；并且随着汽车技术的发展和汽车行驶车速的提高，其重要性也显得越来越明显。制动性直接关系到交通安全，重大交通事故往往与制动距离太长、紧急制动时发生侧滑等情况有关。所以，汽车的制动性是汽车行驶的重要保障。下面让我们来了解一下汽车制动系统的几点知识。 一.汽车的制动性及其评价指标 所谓的汽车制动性就是指汽车行驶时能在短距离内停车并且维持行驶方向稳定性和在下长坡时能维持一定车速的能力，以及汽车在一定坡道上能长时间停车不动的驻车制动器性能。汽车的制动性主要由制动效能、制动效能的恒定性和制动时汽车的方向稳定性三方面来评价。 1、制动效能： 即制动距离与制动减速度，是指在良好路面上，汽车以一定初速制动到停车的制动距离或制动时汽车的减速度，是制动性能最基本的评价指标。制动距离与汽车的行驶安全有直接的关系，它指的是汽车空档时以一定初速，从驾驶员踩着制动踏板开始到汽车停止为止所驶过的距离。制动距离与制动踏板力以及路面附着条件有关。制动减速度反映了地面制动力，因此它与制动器制动力（车轮滚动时）及附着力（车轮抱死拖滑时）有关。由于各种汽车动力性不同，对制动效能的要求也就不同：一般轿车、轻型货车的行驶速度高，所以要求其制动效能也高；而重型货车行驶速度相对较低，其制动效能的要求也就稍低一些。 2、制动效能的恒定性： 制动过程实际上是把汽车行驶的动能通过制动器吸收转化为热能，汽车在繁重的工作条件下制动时（例如下长坡长时间、连续制动）或高速制动时，制动器温度常在300°C 以上，有时甚至达到600-700°C，制动器温度上升后，摩擦力矩将显著下降，这种现象就称为制动器的热衰退。所以制动器温度升高后，能否保持在冷状态时的制动效能已成为设计制动器时要考虑的一个重要问题。汽车在高速行驶或下长坡连续制动时制动效能保持的程度，称为抗热衰退性能。制动器抗热衰退性能一般用一系列连续制动时制动效能的保持程度来衡量。根据国际标准草案ISO／DIS6597，要求以一定车速连续制动15次，每次的制动强度为3m／s2，最后的制动效能应不低于规定的冷试验制动效能（5.8m
汽车制动跑偏如何解决维修 所谓汽车制动跑偏，即车轮制动时，两边车轮不能同时起制动作用；甚至一边车轮制动，而另一边仍 转动，导致汽车不能沿着直线方向停车。这是因同轴上左右轮制动力矩不均衡引起的，并且方向盘上有明 显的转动推手感觉，汽车驶向路面的一侧。 汽车制动系统是汽车安全行驶的关键部位，其技术状况的好坏，直接影响到行车安全，因此行驶时要 求制动系工作要绝对正常。正常的制动性能良好，除一脚灵敏有效之外；紧急制动时，四轮拖印不可过长，更不允许有跑偏现象发生。汽车在日常使用中，常会遇到制动系故障，尤其是制动跑偏现象，若不及时排除，将严重影响行车安全；尤其在山区行驶中制动，危险更大。 引起制动跑偏的原因 汽车制动系统在制动当中起着非常重要的作用，所以我们找制动跑偏的原因应该先从制动系统找起。 制动系统的任何一个功能部件都会引起的制动跑偏 盘式制动器在制动时，卡钳总成内的制动液推动活塞外移，活塞推动制动块压向制动盘，两片摩擦片 紧紧抱住制动盘，活塞在外移时需要克服一定的摩擦阻力（即启动压力），左、右轮卡钳总成的活塞的摩擦阻力 差异较大时，会影响制动作用时间和制动力的大小，因而造成制动跑偏。 a)双膜片结构的制动助力器的其中一个气室膜片发生破裂，而导致前后腔产生的制动压力差异较大，制 动主缸前、后腔建压（真空压力下，弹簧配合膜片使推盘产生弹力跳跃值）后，液压压力差异较大， 左、右车轮卡钳总成内腔的液压压力差异产生较大差异，直接导致左右车轮卡钳总成的制动力差异， 从而产生左、右车轮制动跑偏。 b) c)串列双腔式制动主缸总成的前后型腔内的其中一只密封圈过度磨损（或破损），导致前后型腔建压的液压压力值差异较大，输送给左、右车轮卡钳总成内腔的液压压力值差异较大，直接导致左右车轮卡钳 总成的制动力差异较大，从而产生左、右车轮制动跑偏。 左、右车轮的制动卡钳总成内其中一只卡钳总成的密封圈损坏（漏油），导致左、右制动卡钳总成制动压力差异，产生左右卡钳总成的制动力差异较大，从而产生制动跑偏。 d)左、右车轮的制动卡钳总成内其中一只卡钳总成的活塞卡滞，导致左、右制动卡钳总成其中一只卡钳 总成无制动力，从而产生制动跑偏。 e)左、右车轮的制动卡钳总成内其中一只卡钳总成的活塞前移阻力较大，导致左、右制动卡钳总成制动 反应时间差异较大，，从而产生制动跑偏。 f)左、右车轮的制动卡钳总成的摩擦系数差异较大，导致左、右制动卡钳总成制动摩擦力数值差异较大，，从而 产生制动跑偏。 g)左、右车轮的制动卡钳总成的摩擦片由于热变形较大，接触面积差异较大，导致左、右制动卡钳总成 制动摩擦力数值差异较大，，从而产生制动跑偏。 h)左、右车轮的制动卡钳总成的摩擦片与制动盘的间隙差异较大，导致左、右制动卡钳总成制动反应时 间值差异较大，，从而产生制动跑偏。 i)左、右车轮的制动卡钳总成的滑动阻力差异较大，导致左、右制动卡钳总成制动反应时间值差异较大，，从而 产生制动跑偏。 j)左、右车轮的制动卡钳总成中其中一只卡钳总成的摩擦片被制动液或其他油脂污损，导致左、右制动卡钳总成的摩擦系数差异较大（制动摩擦力数值差异较大），从而产生制动跑偏。 k)左、右车轮的制动卡钳总成中其中一只卡钳总成的放气螺钉松动，制动液泄露，导致左、右制动卡钳总成的管路液压压力差异较大（活塞产生推力数值差异较大），从而产生制动跑偏。 l)左、右车轮的制动卡钳总成中其中一只卡钳总成内有未排尽的空气，导致活塞前进受阻，使得左、右制动卡钳总成的制动力数值差异较大，从而产生制动跑偏。 m)左、右车轮的制动卡钳总成中其中一只卡钳总成的摩擦片被制动液或其他油脂污损，导致左、右制动卡钳总成的摩擦系数差异较大（制动摩擦力数值差异较大），从而产生制动跑偏。
《振动力学》习题集（含答案） 1.1 质量为m 的质点由长度为l 、质量为m 1的均质细杆约束在铅锤平面内作微幅摆动，如图E1.1所示。求系统的固有频率。 图E1.1 解： 系统的动能为： ()22 2 121x I l x m T &&+= 其中I 为杆关于铰点的转动惯量： 2102120131l m dx x l m x dx l m I l l ??==?? ? ??= 则有： ()2 212212236 16121x l m m x l m x ml T &&&+=+= 系统的势能为： ()()()2 1212124 1 4121 cos 12 cos 1glx m m glx m mglx x l g m x mgl U +=+=-? +-= 利用x x n ω=&和U T =可得： ()()l m m g m m n 113223++= ω
1.2 质量为m 、半径为R 的均质柱体在水平面上作无滑动的微幅滚动，在CA=a 的A 点系有两根弹性刚度系数为k 的水平弹簧，如图E1.2所示。求系统的固有频率。 图E1.2 解： 如图，令θ为柱体的转角，则系统的动能和势能分别为： 2222224321212 1θθθ&&&mR mR mR I T B =?? ? ??+== ()[]()22 22 12θθa R k a R k U +=+?= 利用θωθ n =&和U T =可得： ()m k R a R mR a R k n 34342 2 +=+=ω
1.3 转动惯量为J 的圆盘由三段抗扭刚度分别为1k ，2k 和3k 的轴约束，如图E1.3所 示。求系统的固有频率。 图E1.3 解： 系统的动能为： 22 1θ&J T = 2k 和3k 相当于串联，则有： 332232 , θθθθθk k =+= 以上两式联立可得： θθθθ3 22 33232 , k k k k k k +=+= 系统的势能为： ()232323212 332222*********θθθθ?? ????+++=++=k k k k k k k k k k U 利用θωθ n =&和U T =可得： ()() 3232132k k J k k k k k n +++= ω
汽车制动系统 1 概述 使行驶中的汽车减速甚至停车，使下坡行驶的汽车的速度保持稳定，以及使已停驶的汽车保值不动，这些作用统称为汽车制动。 制动系至少有行车制动装置和驻车制动装置。前者用来保证第一项功能和在不长的坡道上行驶时保证第二项功能，而后者则用来保证第三项功能。除此之外，有些汽车还设有应急制动和辅助制动装置。 应急制动装置利用机械力源(如强力压缩弹簧)进行制动。在某些采用动力制动或伺服制动的汽车上，一旦发生蓄压装置压力过低等故障时，可用应急制动装置实现汽车制动。同时，在人力控制下它还能兼作驻车制动用。 辅助制动装置可实现汽车下长坡时持续地减速或保持稳定的车速，并减轻或者解除行车制动装置的负荷。 行车制动装置和驻车制动装置，都由制动器和制动驱动机构两部分组成。为防止制动时车轮被抱死，提高制动过程中的方向稳定性和转向操纵能力，缩短制动距离，所以近年来防抱死系统(ABS)在汽车上得到很快的发展和应用。 1.1汽车制动系统的分类 1) 按制动系统的作用 （1）行车制动系统——使行驶中的汽车降低速度甚至停车的一套专门装置。（2）驻车制动系统——使已停驶的汽车驻留原地不动的一套装置。 （3）第二制动系统——在行车制动系统失效的情况下，保证汽车仍能实现减速或停车的一套装置。 （4）辅助制动系统——在汽车下长坡是用以稳定车速的一套装置。 上述各制动系统中，行车制动系统和驻车制动系统是每一辆汽车都必须具备的。 2)按制动操纵能源 （1）人力制动系统——以驾驶员的肌体作为唯一制动能源的制动系统。 （2）动力制动系统——完全靠由发动机的动力转化而成的气压或液压形式的势能
图1 制动系统的组成示意图 1-前轮盘制动器；2-制动总泵；3-真空助力器；4-制动踏板机构；5-后轮鼓式制动；6-制动组合阀；7-制动警示灯 进行制动的系统称。 （3）伺服制动系统——兼用人力和发动机动力进行制动的制动系统称。 按制动能量的传输方式，制动系统又可分为机械式、液压式、气压式和电磁式等。同时采用两种以上传能方式的制动系称为组合式制动系统。 1.2汽车制动系的组成 右图1给出了一种轿车典型制动 系统的组成示意图，可以看出，制动 系统一般由制动操纵机构和制动器两 个主要部分组成。 1.2.1制动操作机构 产生制动动作、控制制动效果并将 制动能量传输到制动器的各个部件，如图 中的2、3、4、6，以及制动主缸和制动轮 缸。 (1)制动主缸 制动主缸分单腔和双腔两种，分别用于单回路和双回路液压制动系统。 （2）制动轮缸 制动轮缸的功用是将液体压力转变为制动蹄张开的机械推力。制动轮缸有单活塞和双活塞式两种。单活塞式制动轮缸主要用于双领蹄式和双从领蹄式制动器，而双活塞式制动轮缸应用较广，即可用于领从蹄式制动器，又可用于双向领从蹄式制动器及自增力式制动器。 1.2.2制动器 一般制动器都是通过其中的固定元件对旋转元件施加制动力矩，使后者的旋转角速度降低，同时依靠车轮与地面的附着作用，产生路面对车轮的制动力以使汽车减速。凡利用固定元件与旋转元件工作表面的摩擦而产生制动力矩的制动器都成为摩擦制动器。 旋转元件固装在车轮或半轴上，即制动力矩直接分别作用于两侧车轮上的制动器称为车轮制动器。旋转元件固装在传动系的传动轴上，其制动力矩经过驱动桥再分配到两侧车轮上的制动器称为中央制动器。
1.转动惯量为J 的圆盘由三段抗扭刚度分别为1k 、2k 和3k 的轴约束，如图所示。求系统的固有频率。 解： 系统的动能为 2 2 1?=θJ T 2k 和3k 相当于串联，则 32θθθ += 3322θθk k = 联立以上两式得 θθ3 23 2k k k += θθ3223k k k += 系统的势能为 ( )[]2 2 33222213 23 23212 1212121θ θθθk k k k k k k k k k U +++= ++= 利用θωθn =? 和U T =可得 () () 3232132n k k J k k k k k +++= ω 2.面积为S ，质量为m 的薄板连接于弹簧下端，在粘性流体中振动，如图所示。作用于薄板的阻尼力为νμS F d 2=，S 2为薄板总面积，ν为速度。若测得薄板无阻尼自由振动的周期为0T ，在粘性流体中自由振动的周期为d T 。求系数μ。
解： 平面在液体中上下振动时： 02=++? ? ?kx x S x m μ d n d n T T m k πξ ωωπω2-1,220==== k S m S m S n n 222,22μξωμξξωμ==?= k S k 2 22 --1μξ= 2020220 -2-22T T T ST m k S k T T T T d d d πμμ=?= 3.如图所示均匀刚性杆质量为1m ，求系统的频率方程。 解：
先求刚度矩阵。 令0x 1,==θ得： 22212111a k b k a a k b b k k +=?+?= b k 221-k = 令1,0==x θ得： a k k 212-= 222-k k = 则刚度矩阵为：?? ? ? ??+=2222221--k a k a k a k b k K 再求质量矩阵。 令0,1==? ?? ?x θ ，得： 0,3 1 212111==m a m m
附录 Automobile Brake System The braking system is the most important system in cars. If the brakes fail, the result can be disastrous. Brakes are actually energy conversion devices, which convert the kinetic energy (momentum) of the vehicle into thermal energy (heat).When stepping on the brakes, the driver commands a stopping force ten times as powerful as the force that puts the car in motion. The braking system can exert thousands of pounds of pressure on each of the four brakes. Two complete independent braking systems are used on the car. They are the service brake and the parking brake. The service brake acts to slow, stop, or hold the vehicle during normal driving. They are foot-operated by the driver depressing and releasing the brake pedal. The primary purpose of the brake is to hold the vehicle stationary while it is unattended. The parking brake is mechanically operated by when a separate parking brake foot pedal or hand lever is set. The brake system is composed of the following basic component s: the “master cylinder” which is located under the hood, and is directly connected to the brake pedal, converts driver foot’s mechanical pressure into hydraulic pressure. Steel “brake lines” and flexible “brake hoses” connect the master cylinder to the “slave cylinders” located at each wheel. Brake fluid, specially designed to work in extreme conditions, fills the system.
摘要 汽车是目前应用最广泛的交通工具，我们在日常中发现汽车在行驶到一定的里程后，车辆容易出现行驶跑偏和制动跑偏的现象，如果不及时消除故障，是非常危险的。为了能够有效地解决此类故障，本文阐述汽车在使用中出现行驶跑偏和制动跑偏的故障原因及诊断法，同时也阐明故障排除措施，最后以本田雅阁轿车为例加以说明，对从事车汽车维修人员着一定有借鉴意义。 关键词：汽车；制动跑偏；故障检测。
目录 1绪论.......................................................................................................................................................... - 1 - 2 汽车制动跑偏的原因及分析 ........................................................................................................... - 2 - 2.1制动系统的工作原理............................................................................................................... - 2 - 2.2制动跑偏的特点........................................................................................................................ - 3 - 3 造成制动跑偏的原因....................................................................................................................... - 4 - 3.1造成制动跑偏制动器本身原因............................................................................................. - 4 - 3.2造成制动跑偏的外界主要原因............................................................................................. - 4 - 3.3造成制动跑偏车身及悬挂系统的原因............................................................................... - 5 - 4 车辆制动跑偏故障检测 .................................................................................................................. - 7 - 5 制动跑偏故障的排除....................................................................................................................... - 8 - 6 制动跑偏的故障案例....................................................................................................................... - 9 - 6.1案例............................................................................................................................................... - 9 - 6.2故障案例...................................................................................................................................... - 9 - 6.3故障排除...................................................................................................................................... - 9 - 总结............................................................................................................................................................ - 11 - 致................................................................................................................................................................ - 12 - 参考文献................................................................................................................................................... - 13 -
… 2008年振动力学期末考试试题 第一题（20分） 1、在图示振动系统中，已知：重物C 的质量m 1，匀质杆AB 的质量m 2，长为L ，匀质轮O 的质量m 3，弹簧的刚度系数k 。当AB 杆处于水平时为系统的静平衡位置。试采用能量法求系统微振时的固有频率。 解： 系统可以简化成单自由度振动系统，以重物C 的位移y 作为系统的广义坐标，在静平衡位置时 y ＝0，此时系统的势能为零。 AB 转角： 系统动能： % m 1动能： m 2动能： m 3动能： 系统势能： 在理想约束的情况下，系统的主动力为有势力，则系统的机械能守恒，因而有： 上式求导，得系统的微分方程为： E y m m m k y '=+++) 2 1 31(4321 固有频率和周期为： ~ ) 2 131(43210m m m k ++= ω 2、质量为m 1的匀质圆盘置于粗糙水平面上，轮缘上绕有不可伸长的细绳并通过定滑轮A 连在质量为m 2的物块B 上；轮心C 与刚度系数为k 的水平弹簧相连；不计滑轮A ，绳及弹簧的质量，系统自弹簧原长位置静止释放。试采用能量法求系统的固有频率。 解：系统可以简化成单自由度振动系统，以重物B 的位移x 作为系统的广义坐标，在静平衡位置时 x ＝0，此时系统的势能为零。 物体B 动能：2212 1 x m T = 轮子与地面接触点为速度瞬心，则轮心速度为x v c 21=，角速度为x R 21=ω，转过的角度为x R 21 = θ。轮子动能： )83 (21)41)(21(21)41(212121212221212212x m x R R m x m J v m T c =+=+=ω \ x
汽车制动系试题及其答案 一、填空题 1. 任何制动系都由（）、（）、（）和（）等四个基本部分组成。 2. 所有国产汽车和部分国外汽车的气压制动系中，都采用（）。 3. 人力制动系按其中传动装置的结构型式的不同分为（）和（）两种。 4. 目前国内所用的制动液大部分是（），也有少量的（）和（）。 5. 挂车气压制动传动机构按其控制方法的不同，可分为（）和（）两种，我国一般采用（）。 6. 制动器的领蹄具有（）作用，从蹄具有（）作用。 7. 车轮制动器由（）、（）、（）和（）等四部分构成。 8. 凸轮式制动器的间隙是通过来进行局部调整的（）。 9. 动力制动系包括（），（）和（）三种。 10. 在储气筒和制动气室距制动阀较远时，为了保证驾驶员实施制动时，储气筒内的气体能够迅速充入制动气室而实现制动，在储气筒与制动气室间装有（）；为保证解除制动时，制动气室迅速排气，在制动阀与制动气室间装（）。 11. 制动气室的作用是（）。 12. 真空增压器由（）、（）和（）三部分组成。 13. 伺服制动系是在（）的基础上加设一套而形成的，即兼用（）和 （）作为制动能源的制动系。 14. 汽车制动时，前、后轮同步滑移的条件是（）。 15. ABS制动防抱死装置是由（）、（）及（）等三部分构成的。 一、填空题参考答案 1．供能装置控制装置传动装置制动器 2．凸轮式制动器 3．机械式液压式
4．植物制动液合成制动液矿物制动液 5．充气制动放气制动放气制动 6. 增势减势 7．固定部分旋转部分张开机构调整机构 8．制动调整臂 9．气压制动系气顶液制动系全液压动力制动系 10．继动阀(加速阀) 快放阀 11．将输入的气压能转换成机械能而输出 12．辅助缸控制阀真空伺服气室 13．人力液压制动系动力伺服系统人体发动机 14．前后轮制动力之比等于前后轮与路面的垂直载荷之比 15．传感器控制器压力调节器 二、选择题 1. 汽车制动时，制动力的大小取决于( )。 A．汽车的载质量 B．制动力矩 C．车速 D．轮胎与地面的附着条件 2. 我国国家标准规定任何一辆汽车都必须具有( )。 A．行车制动系 B．驻车制动系 C．第二制动系 D．辅助制动系 3. 国际标准化组织ISO规定( )必须能实现渐进制动。 A．行车制动系 B．驻车制动系 C．第二制动系 D．辅助制动系 4. 汽车制动时，制动力FB与车轮和地面之间的附着力FA的关系为( )。 A．FB﹤FA B．FB﹥FA C．FB≤FA D．FB≥FA 5. 汽车制动时，当车轮制动力FB等于车轮与地面之间的附着力FA时，则车轮( )。A．做纯滚动 B．做纯滑移 C．边滚边滑 D．不动 6. 在汽车制动过程中，当车轮抱死滑移时，路面对车轮的侧向力( )。 A．大于零 B．小于零 C．等于零 D．不一定。 7. 领从蹄式制动器一定是( )。 A．等促动力制动器 B．不等促动力制动器 C．非平衡式制动器 D．以上三个都不对。
3.按制动传动机构的布置形式，通常可分为单回路制动 系______ 和________ 两类。其中双回路制动系提高了汽车 制动的_______ 安全性和可靠性。 6.车轮制动器按其制动时两制动蹄对制动鼓径向力是否平衡，可分 为________ 、平衡式制动器_______ 和_______ 自增力式—制动器。 7.浮钳型盘式车轮制动器主要由轮毂、制动盘、制动钳、制动块、活塞、 液压工作缸、密封圈、油管____________ 等零件组成。 8.盘式车轮制动器活塞密封圈的作用是： ___________ 密 封___________________ 、制动解除后活塞回位和自动调整制动间隙________________________ 。 9.双回路液力制动传动机构主要由 __________ 双腔主缸、制动力调节器、管 路_________ 等零件组成。 10.在采用增压伺服制动系统的汽车上，根据制动增压装置的力源不同，可分 为_________ 和 ______ 气压增压伺服制动系 统________ 两种。
11.在真空增压伺服制动传动装置中加装了由真空单向 阀____ 、真空罐_________ 、真空增压器 ______________ 和真空管 路___________ 组成的真空增压装置；其真空增压器由辅助 缸____ 、真空伺服气室 _______ 、真空伺服气室______________ 三部分组成。 12.气压增压伺服制动系统中气压增压器由辅助缸、气压伺服气 室___________ 、 ___ 控制阀_______ 三部分组成。 13.气压增压装置是利用________ 缩空气的压力与大气压力的压力差转变为机 械推力_____________ 而起助力作用的。 14.常见的驻车制动器有鼓式和盘式两种。 15.鼓式制动器旋转元件是制动鼓，盘式制动器的旋转元件是制动盘。 16.近代汽车防抱制动系统一般包括轮速传感 器____ 、ECU 、_________________ 制动压力调节器 _________________ 三部分。 三、判断题（正确打/错误打X） 1.最佳的制动状态是车轮完全被抱死而发生滑移 时。（X ） 2.一些简单非平衡式车轮制动器的领制动蹄摩擦片比从蹄摩擦片长，是为了增大领蹄与制动鼓的摩擦力矩。（X ） 3.双领蹄式和双向双领蹄式制动器属于平衡式车轮制动 器。（V ） 4.简单非平衡式车轮制动器在汽车前进或后退时，制动力几乎相 等。（V ） 5.双领蹄式制动器在汽车前进和后退时，制动力大小相 等。（X ） 6.双向双领蹄式制动器在汽车前进和后退时，制动力大小相 等。（V ） 7.单向自增力式车轮制动器在汽车前进和后退时，制动力大小相
振动力学期末考试试题和答案 振动力学(试题) 2008 一、填空(每空2分) 1、设周期振动信号的周期为，则其傅里叶级数的展开的基频为,T ,,, 2、单自由度粘性阻尼系统的阻尼因子与阻尼系数的关系为,,, , 作用下系统响应的稳态振3、单自由度粘性阻尼系统在简谐力ptsin,0 动的幅值为,,, 4、粘性阻尼一周期内所消耗的能量与频率成,,,比。 5、无阻尼多自由度系统的主振型正交关系为,,,,,, 6、写出多自由度系统再频率域的输入与输出之间的关系,,,,, 7、写出瑞利商的表达式,,,,,, r8、多自由度系统中共存在个主固有频率，其相应的主振型,,, 正交。 9、无阻尼多自由度系统，利用里兹法计算出的主振型关于M、K是 否正交,,,,(答是或否) 10、写出如图T-1所示梁的左端边界条件,,,,,,,,,, y L x K 图T-1 二、(20分)系统如图T-2所示，杆AB为刚性、均质，长度为,总L 质量为，弹簧刚度为，阻尼系数为。求系统的固有频率及阻mck
尼因子。 图T-2 三、系统如图T-3所示。求系统的固有频率与主振型。 k k k k k m m m X X X 123 图T-3 四、 五、(20分)简支梁如图T-5所示，弹性模量为E，质量密度为，, 横截面积为A，截面惯性矩为J。求梁在中央受集中弯矩M下的响应。(假设梁的初始状态为零)
图T-5 答案 一、填空(每空2分) 1、周期振动信号的周期为，则其傅里叶级数的展开的基频为 T2/,T 2、单自由度粘性阻尼系统的阻尼因子与阻尼系数的关系为, c ,, 2mk 作用下系统响应的稳态振3、单自由度粘性阻尼系统在简谐力ptsin,0 p10动的幅值为 ,,B222k,,,,，(1)(2) 4、粘性阻尼一周期内所消耗的能量与频率成,正,比。 5、无阻尼多自由度系统的主振型正交关系为加权(M,K)正交: 0()ij,0()ij,,,TTTT ,,,,M,K,,,ijijMij(),Kij(),pipi,, 6、写出多自由度系统在频率域的输入与输出之间的关系 21,其中 xHP()()(),,,,HKMiC()(),,,,,， TXKX7、写出瑞利商的表达式 ()RX,TXMX r8、多自由度系统中共存在个重固有频率，其相应的主振型,,加 权(M,K)正交。 MK9、无阻尼多自由度系统，利用里兹法计算出的主振型关于、是
汽水管道振动的原因分析及解决方法研究 摘要：汽水管道在运行过程中会出现管道振动的情况，然而这种管道振动对于整个系统是不利的。本文主要针对汽水管道振动产生的原因进行分析探究，同时针对振动的原因提出了相关的解决措施。 关键词：汽水管道、管道振动、原因分析、解决方法 一、前言 振动是汽水管道系统运行中的一种常见现象，管道的剧烈振动可能导致管道系统及相关附件产生损坏及功能失效，管线长期受到振动影响会产生局部的集中应力。长时间的大幅度振动可能造成管道局部发生疲劳破坏，并对连接的设备产生附加推力，而造成管道连接设备的损害甚至严重的会影响整个系统安全运行。 二、汽水管道中常见的振动 1、介质汽化导致管路振动 以水为介质，当水泵入口温度高于入口压力下的饱和温度时,以及出口流量小于泵的最低流量时,介质水即要产生汽化。泵汽化时泵出口压力、流量下降或晃动，泵体及管道发生噪声和异常振动泵电机电流下降晃动。当泵发生汽化时，应立即停运故障泵启动备用泵。并做以下检查: （1）检查泵在低负荷运行时在循环管路是否畅通，其给水流量是否大于泵的最小流量，避免介质在泵内长期磨擦发生汽化。 （2）检查给泵入口的进口温度、压力是否符合设计要求，滤网是否堵塞,避免由于进口压力过低造成汽化。 （3）检查泵吸入口高度是否符合设计要求，是否满足泵所要求的必须汽蚀余量高度要求。 2、汽液两项流引起的管道振动 在运行时管道内存在着大量气体，如不能及时排出，则降低管道有效流通面积，阻碍液体的正常流动，在气体发生爆破时对管道产生汽蚀冲击，引起管道振动。当压力管道的阀门突然关闭或开启时,当水泵突然停止或启动时,因瞬时流速发生急剧变化引起液体动量迅速改变,而使压力显著变化，还会发生水击现象。 3、支吊架设计不良
济南工程职业技术学院 毕业论文 论文题目：轿车制动跑偏的故障与检修
姓名 xxx 学号xxx 专业汽车检测与维修 班级xxxxx 指导老师 xxx 完成时间xxxx 摘要 汽车制动系产生制动跑偏的故障现象，大多是制动系统所引起的，在维修过程中除了要求维修工要有一个良好的诊断思维方法以外，还要求在维修时做到认真、细致方可彻底完全地排除故障。通过分析介绍汽车跑偏的几种常见现象,产生主要原因及其解决办法,使驾驶员清楚认识制动跑偏问题,且方便驾驶员在出现跑偏时,能自己及时解决问题,以避免事故发生. 关键词：汽车制动跑偏故障检修解决办法
目录 摘要................................................................................................第1章前言. (1) 第2章汽车制动系统的功用 2.1汽车制动系统的一般组成与作用 (2) 2.2汽车制动系统的工作原理 (2) 2.3汽车制动系统的要求 (3) 2.4汽车制动跑偏的故障检修方法 (4) 2.5汽车制动维修时注意事项 (4) 第3章全文总结 (10) 参考文献 (11) 后记 (12)
第1章前言 汽车制动系的功用是：按照需要使汽车减速或在最短距离内停车；下坡行驶时限制车速；使汽车可靠地停放在原地，保持不动。汽车制动时车辆不是按直线方向减速而是看自动偏向左方或右方，这种现象称为“制动跑偏”。汽车制动跑偏会令驾驶员无法控制车辆前进的方向，使车辆脱离原来的运动轨迹、种状况常常是造成汽车撞车、甚至翻车严重交通事故的根源，对行车安全带来严重威胁，对此必须给予足够重视，决不能允许汽车跑偏的故障现象存在。制动系统是现代汽车不可缺少的一个系统，是汽车行驶安全保障，由于制动系统的工作频繁容易产生故障，所以今天我想与大家来探讨汽车制动原理与制动跑偏的故障原因与检修。
上海交通大学2008年振动力学期末考试试题 第一题（20分） 1、在图示振动系统中，已知：重物C的质量m1，匀质杆AB的质量m2，长为L，匀质轮O的质量m3，弹簧的刚度系数k。当AB杆处于水平时为系统的静平衡位置。试采用能量法求系统微振时的固有频率。 解： 系统可以简化成单自由度振动系统，以重物C的位移y作为系统的广义坐标，在静平衡位置时y＝0，此时系统的势能为零。 AB转角： 系统动能： m1动能： m2动能： m3动能： 系统势能： 在理想约束的情况下，系统的主动力为有势力，则系统的机械能守恒，因而 有： 上式求导，得系统的微分方程为：
固有频率和周期为： 2、质量为m1的匀质圆盘置于粗糙水平面上，轮缘上绕有不可伸长的细绳并通过 定滑轮A连在质量为m2的物块B上；轮心C与刚度系数为k的水平弹簧相连；不计滑轮A，绳及弹簧的质量，系统自弹簧原长位置静止释放。试采用能量法求 系统的固有频率。 解：系统可以简化成单自由度振动系统，以重物B的位移x作为系统的广义坐标，在静平衡位置时x＝0，此时系统的势能为零。 物体B动能： 轮子与地面接触点为速度瞬心，则轮心速度为，角速度为，转过的角度为。轮子动能： 系统势能： 在理想约束的情况下，系统的主动力为有势力，则系统的机械能守恒，有：上式求导得系统的运动微分方程：
固有频率为： 第二题（20分） 1、在图示振动系统中，重物质量为m，外壳质量为2m，每个弹簧的刚度系数均为k。设外壳只能沿铅垂方向运动。采用影响系数方法：（1）以x1和x2为广义坐标，建立系统的微分方程；（2）求系统的固有频率。 解： 系统为二自由度系统。 当x1＝1，x2＝0时，有：k11＝2k，k21＝－2k 当x2＝1，x2＝1时，有：k22＝4k，k12＝－2k 因此系统刚度矩阵为： 系统质量矩阵为： 系统动力学方程为： 频率方程为： 解出系统2个固有频率： ，
1 前言 核电站管道系统布置中，大量采用孔板作为节流装置或流量测量装置。孔板对流体的扰动会导致局部回流和旋涡的出现，引起管内的局部压力脉动，从而造成管道系统出现振动和噪声，严重情况下会导致结构开裂和流体泄漏，造成巨大经济损失。为从根本上避免孔板诱发振动对结构完整性的威胁，需要在设计阶段就充分考虑流致振动影响，但由于流致振动问题的复杂性和技术手段的限制，目前缺乏可以指导工程设计的通用研究成果。由于管道流体作用在管道结构上的流体激励是随机的，必须采用随机振动分析方法对管道响应进行计算。本文利用孔板诱发流体脉动压力的试验测量结果，采用ANSYS 软件的随机振动分析功能，对孔板扰流诱发的管道振动响应进行了计算，并分析了脉动压力的相关性对管道振动响应的影响。由于ANSYS 软件的随机振动分析功能有些理论和使用上的限制，文中还介绍了使用ANSYS 软件计算管道流致振动响应过程中的一些特殊处理方法。 2 孔板诱发脉动压力的功率谱密度 在用随机振动理论对孔板诱发的管道流致振动响应进行计算之前，需要获得作用在管道内壁的脉动压力功率谱密度函数（PSD）。本文在实验测量结果的基础上，根据均方值与自功率谱密度的关系式，通过推导及假设获得了脉动压力场所有位置的自功率谱密度；互功率谱密度根据ANSYS 程序中的空间相关模型获得。关于实验的具体描述见参考文献，关于激励模型的建立见参考资料。 2.1 脉动压力的自功率谱密度 实验测得的脉动压力均方值沿管道环向近似于均匀分布。不同的轴向测点测得的均方值如图1 所示，图中反映了孔板对流体产生了明显局部扰动，且孔板对下游的扰动比上游大，产生的脉动压力的峰值产生在测点5 位置（孔板后158.4mm）。忽略孔板影响范围之外的脉动压力，并根据均方值沿轴向的分布形式，假设均方根值由测点2 位置线性增加到测点5，再由测点5 线性减小到测点7。 注：孔板位置的横向坐标为0，测点沿流动方向排号，孔板前两个测点，孔板后6 个测点 图1 各轴向测点处的压力脉动均方值
2008年振动力学期末考试试题 大学期末考试https://www.doczj.com/doc/ea785634.html, 第一题（20分） 1、在图示振动系统中，已知：重物C的质量m1， 匀质杆AB的质量m2，长为L，匀质轮O的质量 m3，弹簧的刚度系数k。当AB杆处于水平时为 系统的静平衡位置。试采用能量法求系统微振 时的固有频率。 解： 系统可以简化成单自由度振动系统，以重物C的位移y作为系统的广义坐标，在静平衡位置时y＝0，此时系统的势能为零。 AB转角： 系统动能： m1动能： m2动能： m3动能： 系统势能： 在理想约束的情况下，系统的主动力为有势力，则系统的机械能守恒，因而有：
上式求导，得系统的微分方程为： 固有频率和周期为： 2、质量为m1的匀质圆盘置于粗糙水平面上，轮缘 上绕有不可伸长的细绳并通过定滑轮A连在质量 为m2的物块B上；轮心C与刚度系数为k的水平 弹簧相连；不计滑轮A，绳及弹簧的质量，系统自 弹簧原长位置静止释放。试采用能量法求系统的固 有频率。 解：系统可以简化成单自由度振动系统，以重物B的位移x作为系统的广义坐标，在静平衡位置时x＝0，此时系统的势能为零。 物体B动能： 轮子与地面接触点为速度瞬心，则轮心速度为，角速度为，转过的角度为。轮子动能： 系统势能：
在理想约束的情况下，系统的主动力为有势力，则系统的机械能守恒，有： 上式求导得系统的运动微分方程： 固有频率为： 第二题（20分） 1、在图示振动系统中，重物质量为m，外壳质量为2m， 每个弹簧的刚度系数均为k。设外壳只能沿铅垂方向运 动。采用影响系数方法：（1）以x1和x2为广义坐标， 建立系统的微分方程；（2）求系统的固有频率。 解： 系统为二自由度系统。 当x1＝1，x2＝0时，有：k11＝2k，k21＝－2k 当x2＝1，x2＝1时，有：k22＝4k，k12＝－2k 因此系统刚度矩阵为： 系统质量矩阵为：
制动跑偏的原因及检修ZT 一、汽车制动跑偏及其危害 所谓汽车制动跑偏，即车轮制动时，两边车轮不能同时起制动作用；甚至一边车轮制动，而另一边仍转动，导致汽车不能沿着直线方向停车。这是因同轴上左右轮制动力矩不均衡引起的，并且方向盘上有明显的转动推手感觉，汽车驶向路面的一侧。 汽车制动系统是汽车安全行驶的关键部位，其技术状况的好坏，直接影响到行车安全，因此行驶时要求制动系工作要绝对可*。正常的制动性能良好，除一脚灵敏有效之外；紧急制动时，四轮拖印不可过长，更不允许有跑偏现象发生。 汽车在日常使用中，常会遇到制动系故障，尤其是制动跑偏现象，若不及时排除，将严重影响行车安全；尤其在山区行驶中制动，危险更大。 二、车辆制动跑偏的常见原因 1、左右轮制动器摩擦力不同 (1)摩擦衬片产地、材质不同、厚薄不均、接触面积不一致。不同材质的产品有不同的 热衰退性能，在频繁制动的情况下，材质差的摩擦衬片性能急剧恶化。 (2)制动鼓磨损失圆，尤其是左右鼓直径过限，鼓变形与衬片接触不良。 (3)个别轮毂或摩擦衬片上沾油、硬化、铆钉露出，致使两边制动力矩不等；蹄片支承销及座套、制动凸轮轴磨损强度不同而发卡；蹄片回位弹簧弹力相差过多，制动时导致蹄片 撑开不同步。 (4)制动器主要零部件加工精度低，装配调整不当。 (5)制动底板发生塑性变形；分泵弹簧锈蚀失效；个别分泵推杆弯曲变形，膜片破损或 凸轮卡滞。 (6)气泵串油、管路及接头渗漏，都会随时改变制动器技术性能，使之产生制动摩擦力 时而发生变化。 2、左右制动蹄片与制动鼓间隙不同，导致制动时间不一致，间隙大的一侧制动时反应 慢；间隙小的一侧制动时反应快。 3、左右轮胎技术状况不同，两边花纹、磨耗程度及气压不均，左右轮胎直径相差过大 等，均会造成无规律的制动跑偏。