来表示，如式 （） 记为Ｔ Ｉ 单位为ｄ（） １， Ｎ， ＢＡ：
Ｔｆ一 ９＋ ３ （） ｌ Ｌ ４ 一 ０ ｔ ０ ｌ ｄ １
式中 ｄ Ｌ 一 ，｝－１ 测 间 超 噪 级； － ０ 测 时 超 噪 级。 ： 二 ， 编 １ ０ 量时 所 过的 声 编 ９ 量 间 过的 声 。 ０ ％ ％
同时制动噪声的评价还可以用噪声污染级ＬＰ Ｎ来衡量噪声起伏变化的程度：
Ｌ 一Ａ 一 ａ Ａ Ｌ。 Ｋ Ｐ ，
பைடு நூலகம்
（ ２）
３１ ３
式 ： Ａ一 效 续 声 ； 一 数 根 目 飞 中 Ｌ。 连 Ａ 级 Ｋ 常 ， 据 前 ｅ等
机与交通噪声的经验， 一般认为取２ ６ ．较为合适；６－ ５
电 洛 民 蕊 勃 以 城 １
式中 。为 ０的 量时 所 过的 声 ：几 一 ５ 测 间 超 噪 级。 ％
３制动噪声的频谱分析 ．
Ｂ ｏ ｏ ８ ０ ３０
６ ０ ０ ０ ８ ９０ ８
频率爪２ 图 １ Ｋ １５ Ｈ ２ Ｓ ６ １Ｋ Ｐ 的制动噪声频谱图
图１图２ ， 是在距离１米时测得的两种型号的大型公交车的制动噪声频谱图。 ５ 从图１ 看出， 可以 制动噪声是其制动噪声的基频在１ ０ ｚ ９ Ｈ左右， ０ 其二次 召 谐频和三次谐频分别在３０ Ｈ 及５０Ｈ 左右。 ８０ ７０ ｚ ｚ 其第一 、曰 氏 个峰值达到最大１０ ｄ ，第二，三个峰值逐渐减小。 感 ０． Ｂ ４ 出 这是由于制动时，制动蹄片受摩擦而振动，从而激发 挺 鼓及其他结构产生二阶三阶振动模式，辐射出较大噪 声。 对图１ 的第一个制动噪声峰值进行分析， 根据声波 在半自由空间里随距离的衰减： Ｓｏ ２ ｏ （） ０ 辈 ４ ０ ３ 嘿 ０ ５ ５ ０ ０ ０ ０ ０ Ｌ 一 ， ２Ｉ 一 ， Ｌ 一 ０ ８ ｇ ： Ｋ ９４Ｐ的制动噪声频谱图 图 ２ Ｓ ６２Ｋ 式 ： ，为 压 ； ，为 功 级 ｒ 为接受点 中 Ｌ一 声 级 Ｌ一 声 率 ； 一
设楼层高 为３ 米。 ． ５
４制动噪声产生的机理 ． 汽车制动而产生的噪声主要有制动器的鸣叫声，轮胎与地面的摩擦及车身饭金件的颤振声 等。我们讲的制动噪声一般均指制动器的鸣叫声及在轮胎抱死时的轮胎自 激振动噪声。制动噪
声的根本原因是摩擦导致共振或自 激振动引起的。 对于鼓式制动器，振动一般首先是制动蹄片上的摩擦片和制动鼓接触产生振动，而后刚度 较小的制动鼓和底板产生共振，形成一个较大的共振噪声源； 对于盘式制动器来说，制动噪声 主要是由于摩擦导致的振动激励制动盘作轴向的振动而引发的，同时制动钳的切向 振动对制动 噪声也有较大的贡献。在这个过程中，摩擦是关键因素，是各个部件振动祸合的桥梁。 制动系 统可以简化成一个三自由度系统，每个自由度对应一个固有频率和一个主振型，制动时振动相 互祸合，从而辐射出较大噪声。这可以从图１ 和图２ 看出，制动噪声频谱中有三个明显的峰值，
式中：ｍ一胎面元素的质量；Ｆ一摩擦力； Ｋ一橡胶的刚度；ｃ 一阻尼系数；
Ｙ 一前进速度。 一移动位移；ｖ 这里摩擦力项Ｃ 非常小， 忽略。 Ａ 可以 则整理可得： ｄ （） Ｆｖ
ｄ 少 ｖ
｝。Ｆ ｒ （。 ・ ｖ ） 一
ｄ （） ＞ Ｆｖ
Ｃ
图４鼓式制动器模型图
（ ） ６
率大 ５０ ００ｚ 右， 制动时 速 概为 ０－１ Ｈ｝ 在 ０ Ｅ 加 度达到 ． （ ０ｇ为 ４
负值）左右时产生尖叫。如图５ 所示，胎面元素相对于路
面的运动方程为：
图３盘式制动器模型图
Ｍ ＋ｙ ｋ＋ （＋＇ ０ 一 Ｙ ｃ＋ｙ Ｆ ． ｖ３ ） （ ５ ）
汽车制动噪声的试验与分析
郑福林，葛剑敏
（ 同济大学声学研究所，上海 ２０９） ００２
摘要
汽车制动噪声是城市噪声污染的主要污染源之一。由于制动噪声是单频和高声压级窄带噪 声，严重影响人们的日 常生活。本文分析了 制动噪声的产生机理、噪声频谱特性和相关的评价 量，提出了研究和降低汽车制动噪声的基本方法。
５ 动 声 控 ． 噪 的 制 制
图 胎元相于面滑 ５面素对路的动
制动噪声的控制应该从设计、 制造 、使用和保养维修 等各方面采取措施。在制动蹄片或制动鼓的上面，或者在与之接触的部分采取阻尼措施，衰减 其振动，减少噪声能量的传播，从而可以实现降噪的目 的。合理匹配制动鼓和制动蹄的刚性， 避免装配后固有频率接近，产生振动祸合而使制动噪声增大。 对于盘式制动器，增大制动盘对 振动的衰减，限制摩擦块的振动以 及控制传播，是盘式制动器优化设计的主要措施。同时，合 理选用摩擦材料，使其尽可能地衰减和避免共振也可以降低制动噪声。
２制动噪声的评价标准 ．
制动噪声具有产生时间短，声压级高，频率高的特点。单个的制动噪声相对于城市整体的 声环境可认为是偶发的脉冲声信号，这种起伏的噪声对人的干扰更大。人耳对平稳的噪声有一 定程度的适用能力，但突发的噪声对人的影响更大。居住在靠近马路的居民 就经常受到这种噪 声的影响，在深夜常被这种高且尖的制动噪声惊醒。制动噪声的这种影响可以用交通噪声指数
单位：ｄ Ｂ 四楼
９． ０７ ８ ．０ ７１ ８． ４２ ８． ２０ ８． ０２
一楼
９． ４４
二楼
９． ３６ ８． ８１ ８． ４７ ８． ２３ ８． ０４
三楼
９． ２２
五楼
８． ９２ ８． ６４ ８． ３９ ８． １８ ８． ００
注：
８． ８３ ８． ４８ ８． ２３ ８． ０４
８． ７７
８． ４５ ８． ２１ ８． ０３
工 ０ 加 匆 切 加
加
总 ｎ 测 所 各 Ａ 级Ｌ的 均 标 偏 共 次 量 得 个 声 ， 平 值的 准 差。 ＬＰ 第一 和 声的 量 累 关， 项 噪 Ｎ中 项 噪 能 积 有 第二 和 声
的涨落程度有关。如果噪声随时间的变化分布符合正 态分布，则有：
Ｌ ＝Ａ＋ Ｌ＋ ＋２０ ３ ＝５ ｄ ｄ６ （ Ｎ Ｌｑｄ ０ Ｐ ｅ ／ ）
与声源的距离。 根据式 （ 可以算得声源的声功率级为１２ ｄ ， ） ４ ２． Ｂ 那么可以估算出在距离公路两侧不同距 ４
离不同 楼层的声压级， 如表１ 所示。 可见， 制动噪声对两侧的环境影响是很大的。 表 １ 制动噪声对公路两侧居民的影响
距离
ｌ ０ ｍ ２ｍ ０ ３ｍ ０ ４ｍ ０ ５ｍ ０
ｓｇ ｅｔ ． ｕｇｓ ｄ ｅ
Ｋ ｙ ｏｄ： ｅ ｑｅ， ｅ ｉｄ ａｏ ｅｗ ｒｓｂ ｋ ｓ ａｓｆｘｔ ｖ ｒｉ ｒ ， ｌｅ－ｃｅ ｉ ｔｎ ａ ｕ ｌ ｂ １引言 ．
随着汽车工业的发展及城市汽车保有量的日 益增加， 机动车对城市声环境的影响日 益严重， 制动噪声由于城市车辆的频繁制动已 成为机动车辆的主要噪声源之一。 制动噪声具有声压级高、 单频、窄带的特点，且相对于背景噪声是个突发的脉冲噪声，这种噪声对人的影响在夜间显得 更为严重，它严重千扰人们的生活环境；同时，制动噪声也严重影响汽车的乘坐舒适性。因此 国内外各大汽车公司都投入大量的人力和物力来研究制动噪声。 本文从实测的汽车制动噪声频谱图着手，分析了 制动噪声的频谱特性， 提出了制动噪声的 相关评价量。根据制动器的结构和受力图，分析了 制动噪声的产生机理。对自 激振动，根据运 动方程得出了其产生的条件，最后提出了若干制动噪声治理方面的建议。
ｄ反映了交通起伏的程度，ｄ 越大，表示噪声起伏越大，则Ｔ 越大，也就说对人的影 ＮＩ 响越大。噪声干扰也同 本底噪声有关。 ｇ Ｌ 越高，即本底噪声越大， ｏ 对人的干扰就越大。 夜晚睡 眠时噪声水平较低， 然的 突 噪声在高于 ０ Ａ也 ４ｄ（） 会使人惊醒。 偶发噪声 （ Ｂ 夜间 如鸣笛） 其峰 ， 值不准超过标准１ｄ（） 示的 ５ Ａ。图１ 制动噪声最大峰值达１ ．Ｂ Ｂ ０４ ｏ ０ｃ ｌ
关 词 制 气 自振 键 ： 我噪 激 动
Ｔ ｅ ｅｍ ｎａｄ ｌ ｉｏｂ ｋ ｓ ｅｌ ｕ ｍ ｂｅ ｈ ｅｐｒ ｅｔ ａａ ｓ ｆ ｅ ａｏａｔ ｏｉ ｘ ｉ ｎ ｎ ｙ ｓ ｒ ｑ ａ ｕ ｆ ｏ ｌ
Ｆｌ Ｚ ｅｇＴ ｎ ｉＧ ｕｎ ｎ， ｍｎ ｉ ｈ ｉ ａ ｅ
这便是系统共振产生的噪声。
一３ ２一 ３
制动噪声的另一个原因是自 激振动。 对于鼓式制动器 制动蹄片固定， 制动鼓相对于制动蹄片运动； 而对于盘式
制动器是盘相对于制动钳及摩擦块运动。为了分析方便，
根据相对运动理论， 可把制动鼓和制动盘看成静止而认为 制动蹄和制动钳运动。 把盘式制动器及鼓式制动器制动时 和轮胎抱死时相对滑动简化为如下模型，如图３ 所示。 和４ 以轮胎的自 激振动为例。 对于轮胎的自 激振动， 其频
ａｄ ｒ ｂｎ ｎｉ ｗｔ ａ ｈ ， ｅ ａ ａｈｒ ｔｔ ｃｍ ｕｉ ｅｖ ｏｍ ｎ Ｉ ｔ ｐｐｒ ｎ ｎｒ ｗ ａｄ ｓ ｉ ｈ ＳＬ ｉ ｏｓ ｅｔ ｏ ｏ ｍ ｎｙ ｉｎ ｅｔ ｎ ａｅ ａｏ ｏ ｅ ｈ ｉ Ｐ ｔ ｇ ｇ ｄ ｒ ａ ｍ ｈ ｅ ｔ ｎｒ ． ｅ ， ｈ ｔ ｇｎｒｉ ｍ ｃａｉ ａｄ ｃｕ ｏｔ ｂ ｋ ｓｕａｉｒ ｅｒ ｅ， ｓ ｅ ｔ ｒｅ ｎｅ ｏ ｈ ｅｅ ｔｎ ｈｎ ｍ ｓｅ ｒ ｆ ｒ ｅ ｅｌ ｓ ｃ ｄａｄ ｒａ ｄ ｒ ｃｓ ｅ ａｏ ｅ ｓ ｎ ｐ ｔ ｍ ｈ ａ ｑ ｅ ｓ ａ ｈ ｎ ｏ ｅ ｅ ｅ ｅ ｅ ｍ ｌ ｆ ｆ ｅａ ａｏ ｉ ｒ ｏ ｍ ｎｅ． ｌｔ ｅ ｉ ｍ ａ ｒ ｅｔ ｏ ｂａｅ ｅｌ ｔ ｌ ｒ ｅｒ ｉ ｖｌ ｔ ｎ ｅ ｍ ｅｄｄ Ａ ａ ｓｍ ｂｓ ｅ ｕ ｍ ｎ ｎ ｋ ｓｕａ ｃｎ ｏ ａｄ ａ ｈ ｕ ｉ ｓ ｃ ｔ ｏ ｓ ａ ｃ ｓ ｅ ｓ ｒ ｑ ｏｒ ｎ ｅ ｃ ｓ ｓ
（ ｓｔｅ ｃｕ ｉ ， ｇ Ｕ ｉ ｒｔ Ｓａｇａ２０９， ａ Ｉ ｔ ｔｏＡ ｏｓｃ Ｔｎｊ ｎ ｅ ｉ， ｎｈｉ ０２Ｃ ｉ ） ｎ ｉ ｆ ｔｓ ｏ ｉ ｖ ｓｙ ｈ ｕ ０ ｈ ｎ
Ａ ｓａｔＴｅ ｅ ａｏａｏ ｏｉｉ ｎｏｔ ｍｉｎｉ ｓ ｒ ． ｕ ｉｓ ｇ－ｅ ｅ ｙ ｂｔ ｃ： ｂ ｋｓ ｅ ｆ ｍｂｅ ｅ ｅ ｎ ｅ ｃ Ｂｃ ｓ ｔ ｓ ｌｆｑ ｎ ｒ ｈ ｒ ｑ ｌ ｔ ｌｓ ｆ ａ ｏ ｏ ｅ ｅ ｅ ａ ｅｒ ｕ ｃ ａ ｕ ｕ ｏ ｈ ｓ ｕ ａ ｉ ｉ ｎ