乘用車制動噪聲及抖動整車道路試驗方法及評價規范探索

宋明，李巍

（上海汽車制動系統有限公司技術中心，上海 201821）

1 引言

隨著國內汽車行業的井噴，如何縮短制動系統開發周期，加快開發進度，降低開發成本，同時又適應中國本土的國情需求[1]，已成為各整車企業的迫切任務。國內用戶對于車輛制動系統舒適性的要求越來越高，且這方面要求甚至超過了歐美等國外用戶的要求。過去沒有合適的、公認的標準和方法，也沒有行業認可的規范，各整車廠憑各自試驗人員的主觀感受，面對制動噪聲和抖動問題如何進行比較客觀、公正、定量而又具有可操作性的測試和評價，往往束手無策。

國外公認的比較著名的制動噪聲耐久試驗有歐洲西班牙Mojacar和美國洛杉磯LACT制動噪聲耐久試驗，用來評價乘用車的制動噪聲、抖動和磨損等[2]，成為新車型上市前的重要的驗證手段[3]。

為了在產品開發階段提前發現制動噪聲、抖動和磨損等方面的問題，上海汽車制動系統有限公司（簡稱 SABS）技術中心的工程師們經過多年的探索，終于在安徽省黃山地區確定了一條與歐洲Mojacar近似的試驗路線，該路線符合德國大陸集團質量標準體系論證的乘用車制動噪聲耐久試驗方法和評價流程所需條件，建立了SABS企業試驗標準。技術中心試車團隊的工程師們還自己開發了各種測試測量設備和夾具，如制動盤厚度變化量(DTV)和端面跳動值(Runout)、拖滯力矩(Drag Torque)的測量設備等，進一步完善了這項系統試驗工程。

經過多年的試驗驗證和對比國外試驗結果，該試驗方法得到了德國大陸專家的認可，并且編入了德國大陸公司全球的ATE標準。同時，眾多整車廠和制動系統零部件供應商也接受和認可了該試驗的流程和試驗方法，目前已經完成了眾多整車驗證項目。

2 制動噪聲及抖動整車道路試驗方法

2.1 試驗道路的選取

路線選取及認證：黃山地區地處中國華東中部地區，交通便利，距離上海約400公里；地域內山路，鄉村道路，城市道路，高速公路交織；一年四季分明，溫度和濕度變化范圍較大；該試驗路線是具有中國地域特色，符合中國市場大部分使用環境的，適合進行制動噪聲及抖動耐久試驗的路線。實踐證明，黃山試驗路譜完全可以和Mojacar試驗路譜相媲美，使得國內客戶和零部件開發的企業不需要遠渡重洋前往歐洲進行相關試驗，大大縮短了產品開發周期，節約了大筆開發費用，提高了效率。

參照國外同類規范和標準，SABS公司通過多年的摸索，確定的試驗路線里程為200km，平均用時4.5小時，如圖1所示。其中，城市工況約 20km，鄉村工況約 100km，山路約50km，高速公路約30km。

圖1 黃山試驗路線

2.2 試驗過程

經過培訓的專業試車員每天會按照兩個班次進行駕駛，駕駛習慣接近于普通大眾的駕駛方式，通過不同路況，發現測試車輛在制動噪聲和抖動方面的問題。如果駕駛員發現制動噪聲或者抖動，他們會通過專用的 NVH數據采集設備記錄下發生時的詳細工況，同時也記錄下來制動噪聲的頻率、分貝、制動盤溫度、制動壓力、車速減速度、環境溫度和環境濕度等參數。

整個耐久試驗的16000公里，需經過多個班次的循環。除專用的 NVH數據采集設備的客觀數據外，評價人員應具備分辯和評價不同類型強度噪聲、制動抖動和非制動抖動的能力。在整個試驗周期中，應由不少于2 人的駕駛員在多循環試驗中交替駕駛；且車輛在車隊中的位置也應經常輪換。

為了考察耐久試驗中的制動抖動問題，在黃山試驗中，每隔 2000公里試驗里程，工程師會測量制動系統的拖滯力矩、制動盤的DTV（制動盤厚度變化量）和Runout（制動盤的端面跳動值）。

另外，黃山耐久試驗還可驗證摩擦片和制動盤的磨損狀態，研究摩擦片和制動盤的使用壽命等。

3 試驗結果的評價

3.1 客觀評價

黃山試驗過程中的典型的制動盤溫度曲線如下圖 2所示。這樣的溫度范圍涵蓋了一般用戶的幾乎所有的使用工況，保證了試驗結果一致性和可靠性。

圖2 黃山試驗制動盤溫度曲線（某循環示例）

根據采集到的噪聲以及各個傳感器數據，結合專業駕駛員的主觀評價，就可以對該車輛制動系統（前軸或后軸）的制動舒適性進行綜合評價。從而，幫助整車廠及相關設計人員了解該制動系統的各零件在整車上的表現，判斷其是否符合設計要求，加快新產品開發進程。

3.2 主觀評價

除了 NVH數據采集設備記錄的噪聲數據外，該試驗方法著重體現了主觀評價的重要性。制動噪聲主觀評價是從噪聲對人的心理影響的角度來量度噪聲的方法。由于噪聲對人的心理和生理的影響是非常復雜的且多方面的，有時噪聲的客觀數據（分貝/頻率）不能正確反映人對制動噪聲的主觀感覺，而且因人而異。因此需要一些統計上能正確反映主觀感覺的評價量，并把這些主觀評價量同制動噪聲的客觀物理量建立起聯系，這是制動噪聲主觀評價的任務。主觀評價標準見下表1所示。

進行主觀評價時，需要綜合考慮如下要素：可復現程度、噪聲的分貝值、制動噪聲可持續時間、制動噪聲頻率、出現制動噪聲的壓力范圍、出現制動噪聲的制動盤溫度范圍、出現制動噪聲的環境溫濕度、出現制動噪聲時車輛的行駛方向（前進或后退）、是否轉向制動噪聲、制動噪聲是發生在平地制動還是坡道制動等。

表1 主觀評分標準

制動噪聲（及抖動）的評價需要綜合考慮不同用戶和不同工況使用要素的影響，從終端用戶的角度出發進行判斷而不是僅僅參考客觀數據。而準確的客觀數據可以幫助主觀評價人員與實際用戶的使用情況建立緊密關聯，有助于合理的進行主觀評分。

4 總結

乘用車制動噪聲及抖動整車道路試驗方法及評價是一項系統工程，涉及試驗路線的選取、特定試驗設備的開發。評價需要綜合考察制動系統的噪聲、抖動、磨損、拖滯力矩和DTV/Runout變化，以及主觀評價等。這是一項對制動舒適性的綜合評價。本文的工作，圍繞黃山試驗，取得如下成果：

1）形成了一套國內規范的測量測試方法和試驗流程；2）設計了多種設備和夾具的開發和試用，申請了多項相關專利技術；

3）訂立了黃山試驗標準（企業標準），加快了公司產品開發的進度，節約了時間和成本；

4）黃山試驗基地的建立，使試驗車的測量和維護更加便捷，工作效率提高，也保護了客戶原型車的密性；

5）本試驗方法及評價規范的探索，為廣泛接受的國家團體標準的訂立提供了重要的參考。

在目前的形勢下，僅有少數整車廠和零部件企業擁有試驗和評價能力，許多自主品牌企業這方面還處于起步階段。因此，在制動行業內形成一套統一的標準，來規范各自的試驗方法，有利于產品設計、優化和驗證，便于零部件企業與整車企業的溝通交流，也有助于提升整個行業的產品開發水平。該文所探索的試驗方法及評價規范為國家團體標準建立也將提供重要的參考。