本发明专利技术提供可降低制动低频噪声和制动低频振颤噪声之一的制动块，该制动块包括具有至少一个凹口的制动块衬片，该至少一个凹口位于制动块衬片内的至少一个波传播峰值区域处或其附近。本发明专利技术还提供降低制动块中的制动低频噪声和制动低频振颤噪声之一的方法，该方法包括提供具有至少一个凹口的制动块衬片，该至少一个凹口位于制动块衬片内的至少一个波传播峰值区域处或其附近。本发明专利技术还提供制造可降低制动低频噪声和制动低频振颤噪声之一的制动块的方法，该方法包括在制动块衬片中形成至少一个凹口，该至少一个凹口位于制动块衬片内的至少一个波传播峰值区域处或其附近。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及可降低制动低频噪声和制动低频振顫噪声的装置和方法。更具体地， 本专利技术涉及在制动块衬片中提供位于波传播峰值区域处或其附近的凹口。
技术介绍
盘式制动器是用于减缓或停止车轮的旋转，例如汽车车轮的旋转的装置。制动盘 (brakerotor)(或制动碟(disc))通常由铸铁或陶瓷制成，并连接到车轮或轮轴。 为了停止车轮，形式为制动块(安装在称为制动钳的装置中)的摩擦材料以机械方式、 液压方式、气压方式或电磁方式紧压制动盘的两侧。摩擦力使制动盘和所连接的车轮 减速或停止。制动衬片由具有较高动摩擦系数的相对软但坚軔而耐热的材料组成，且通常使用 耐高温胶结剂或铆钉安装到固体金属背板上。这样一个完整的总成(包括衬片和背板) 通常称为制动块。盘式制动器在制动时容易产生不期望的噪声，这些噪声以不同方式描述为尖叫声 (squeal)、啁啾声(chirp)、轰轰声(grunt)、制动低频噪声(moan)及制动低 频振颤噪声(groan)。总的来说，不同的噪声具有不同的频率。例如，制动低频噪 声发生在约100Hz- 400Hz的频率下，而尖叫声发生在约2000Hz及以上的频率下。在 制动盘旋转时制动衬片被压向制动盘，因而会在盘式制动器中产生这些噪声。制动低 频噪声和制动低频振颤噪声通常在低于约40mph(英里/小时)的车速下发生。因此， 汽车可能在低速行驶时经历制动噪声。该噪声会造成客户投诉并产生高额的保修成本。过去，降低制动低频噪声和制动低频振颤噪声涉及改变制动块衬片材料，这样的 做法复杂且成本高。
技术实现思路
本专利技术涉及可降低制动低频噪声和制动低频振颤噪声之一的制动块，该制动块包 括具有至少一个凹口的制动块衬片，该至少一个凹口位于制动块衬片内的至少一个波传播峰值区域处或其附近。本专利技术还涉及降低制动块中的制动低频噪声和制动低频振颤噪声之一的方法，该 方法包括提供具有至少一个凹口的制动块衬片，该至少一个凹口位于制动块衬片内的 至少一个波传播峰值区域处或其附近。本专利技术还涉及制造可降低制动低频噪声和制动低频振颤噪声之一的制动块的方法，该方法包括在制动块衬片中形成至少一个凹口，该至少一个凹口位于制动块衬片 内的至少一个波传播峰值区域处或其附近。本专利技术可以包括位于制动块衬片内的每个波传播峰值区域处的凹口。本专利技术还包 括延伸穿过制动块衬片但不延伸穿过背板的凹口。这些凹口可以位于制动块衬片的顶 部和制动块衬片的底部。作为说明书的一部分结合在此的附图示出了现有技术和本专利技术，并与说明书一起 用于说明本专利技术的原理，使本领域技术人员能够制造和使用本专利技术。附图说明图1示出与本专利技术的制动块实施例一起使用的盘式制动器总成的正面透视图; 图2示出图l所示盘式制动器总成的背面透视图；' 图3示出本专利技术的制动块的实施例的顶视图； 图4示出图3所示制动块的透视图5示出本专利技术的制动块的实施例与现有技术在时域中的速度比较；及 图6示出困5所示实施例与现有技术在频域中的速度比较。具体实施例方式根据本专利技术的实施例，在制动块衬片中提供一个或多个凹口，以阻止衬片内的波. 传播。在本专利技术的一个实施例中，仅在制动块衬片中提供凹口，且凹口不延伸穿过背 板，这可以保持背板的结构完整性。凹口位于制动块衬片内的波传播峰值区域处或其 附近。本文中所用的术语"凹口"总体上指其中已去除制动衬片材料的区域，并包括 .小孔或缝隙，且可以不延伸穿过制动块衬片的整个宽度。可以使用有限元分析，通过例如现有的建模与动画技术来确定波传播峰值区域。 在有限元分析中，使用由多个相互链接的离散区域的简化表示-即，非结构网格(或 栅格)上的有限元-组成的几何上与物体类似的模型来表示物体。将平衡方程以及应 用物理学考虑应用于每个元，并建立联立方程组。根据情况，使用线性代数或非线性 数值方法来求解该方程组中的未知值。虽然是一种近似方法，但有限元分析的精度可 通过使用更多的元和节点来细化模型中的网格得到提高。应用于示例制动块衬片的有 限元分析网格在图4中示出。有限元分析的运行挠曲振型(ODS)已知可以显示结构在运行中或在运行条件下 的振型，在这样的运行挠曲振型中可以看到，不稳定的制动低频噪声和制动低频振颤 噪声的声波沿制动盘的圆周方向快速传播。可以确定，这样的波传播会受到提供用于 阻止能量在特定的频率上累积的一个或多个凹口干扰。有效的设置凹口的方式取决于 该频率的ODS振型。如上所述，制动低频噪声和制动低频振颤噪声的频率通常在100Hz 到400Hz的范围中。一个或多个凹口的形状、尺寸及位置可以基于制造上的考虑，以及特定制动块中 的波传播峰值区域。可以通过多种制造方法在制动块衬片中形成一个或多个凹口，包 括模制出凹口或在衬片形成之后从中去除材料以形成凹口 (如，通过切割、冲压或机 械加工)。在各种汽车中，制动块的尺寸、形状及材料通常不同，因此峰值的位置也 会不同。在本专利技术的一个实施例中，凹口的形状可以对应于为确定波传播峰值区域而 应用于制动块的有限元分析网格中的一个或多个离散元的形状。在对个别的制动块设 计进行分析不合乎实际的情况下，也可以基于有限元分析的一般结果近似地得出凹口 的尺寸、形状及位置。图1示出与本专利技术的制动块实施例一起使用的盘式制动器总成的正面透视图及 图2示出图1中的盘式制动器的后面透视图。盘式制动器可以在安装于制动钳 (caliper)中的制动块(brake pad)紧压制动盘时减缓或停止车轮旋转。制动盘的设计 可以变化。例如，制动盘可以是实心铸铁或为空心并具有连接接触面的叶片。制动钳 是其中装有制动块和活塞的装置。制动块，如本专利技术所公开的制动块，可以具有不同 的尺寸、形状和材料，并安装在制动钳内且可以通过活塞移动。制动钳通常是浮动式 或固定式的。在可相对于制动盘移动的浮动式制动钳中，制动盘一侧的活塞推动内恻 制动块，直到其与制动面接触，然后通过外侧制动块拉动制动钳体，从而向制动盘的 两侧施加压力。固定式制动钳向制动盘表面同时应用两个制动块。制动盘和制动钳通过支架安装到关节上。该关节也称为轮缘，通过称为控制臂的 吊杆连接到车架。通常使用球节或衬套将控制臂连接到关节。系杆(tie Made)和趾 型连接臂(toe link)是将车轮连接到车体的悬挂组件。控制臂、关节、系杆及趾型连接臂都是汽车悬桂系统的组件。这些组件通过轮胎 将负荷从地面传递到汽车结构(车体结构)并保持汽车的机动性。这些组件的设置是 引起制动块中的制动低频噪声的一个因素。图3示出本专利技术的制动块的实施例的顶视图；如图所示，制动块衬片包括三个凹 口，其中包括位于制动块衬片顶部的第一凹口及位于制动块衬片底部的第二和第三凹 口。虽然示出了三个凹口，但本专利技术可以包括一个或多个位于每个制动块的波传播峰 值区域处或其附近的凹口，且可以使用有限元分析，通过现有的建模与动画技术来确 定这些区域。并不是所有的波传播峰值区域都必须具有关联的凹口，然而在每个峰值区域处提供凹口可以更好地降低制动低频噪声和制动低频振颤噪声。在诸如图3和图4所示的示例实施例中，制动块的尺寸约为70mmx40mm。在确定波传播峰值区域之后，确定第一凹口的尺寸约为6mmx7,，而第二和第三凹口中的每个尺寸约为4mmx 6mm。虽然凹口的尺寸一般随制动块衬片尺寸本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种可降低制动低频噪声和制动低频振颤噪声之一的制动块，其特征在于，所述制动块包括： 具有至少一个凹口的制动块衬片，所述至少一个凹口位于所述制动块衬片内的至少一个波传播峰值区域处或其附近。
【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：吉姆奇恩，
申请(专利权)人：福特环球技术公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]
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