专利名称：一种抑制制动器啸叫的方法
技术领域：
本发明涉及一种抑制制动器啸叫的方法，涉及制动器和颗粒阻尼器，尤其是高填充率(大 于等于74%)颗粒阻尼器，利用现有高填充率颗粒阻尼器的宽频带范围内与激励相关的大阻尼、 动态刚度低的优势，弥补了现有制动器消音片阻尼作用小，工作机理模糊，压电片式消音片 降低了车辆最大制动动力、成本高、可靠性能受到质疑等不足。
背景技术：
车辆制动器噪声愈来愈引起人们对于环境因素的关注，国家相关强制性法规已经出台。 制动器噪声分为低频和高频，低频位于200Hz-500Hz，高频啸叫位于lKHz-15KHz，并 且鼓式制动器比盘式制动器更容易发生啸叫(Delphi Chassis System的K.BrentDunlap等，An Investigative Overview of Automobile Disk Brake Noise, SAE Technical Paper Series, Int. Congress and Exposition ,1999; Oliviero Giannini, Adnan Akay, Francesco Massi'的Experimental Analysis of Brake Squeal Noise on a Laboratory Brake Setup, J. of Sound & Vibration, 292(2006)1-20 )。
虽然制动器啸叫主要归结于摩擦材料特性引起的摩擦振动、相关机械部件及其之间的偶 合振动，但由于涉及变压应力、变滑动速度、变温度、变湿度、材料的变刚度和偶合面间的 变间隙、路面激励因素等其它因素的影响，研究已经经历了约百年的历史，论文数量巨大，有 相关发明专利，而成为世界难题之一 (陈光雄、周仲荣、谢友柏的"摩擦噪声研究现状和进 展"，《摩擦学报》，第20巻第6期，2000年12月；N.M. Kinkaid， O.M. O'Reilly, P. Papadopoulos 的Automotive Disk Brake Squeal, J. of Sound and Vibnition， 267(2003)105-166;黄学文、张金 换、董光能、谢友柏的"摩擦制动噪声防治进展"，《润滑与密封》，2006年11月)。
目前的研究着重考虑两个方面O针对摩擦面间的摩擦振动涉及的材料科学、摩擦学； 2)针对摩擦面间的摩擦振动激励引起的偶合振动。但近几年来一直倾向于后者摩擦引起的 自激振荡机理。为此，美国专利(US4235314 Non-Squeal Disc Brake, Nov. 25， 1980)揭示 了一种抑制制动片振动的方法，是在活塞腔体中设置弹性阻尼橡胶弹性体，抑制制动片的振 动禾卩啸叫〗美国专利(US5842546, Split Backplate for Noise S叩pression in Brake Pad Assembles, Dec. 1， 1998)将制动片的钢背分成三层，金属片间夹有减振粘弹性橡胶体，从而
能够抑制制动器噪声而不需要改造制动钳的结构，也消除了硬制动时的软棉棉感觉。同时， 美国专利(US6105736 Disk Brake and Anti-Squeal Shim Therefor, Aug. 22, 2000)揭示了 一种消音片，既在现有制动片的钢背后面垫一层消音垫，该消音垫由粘弹性橡胶层和薄钢板 两层组成，其粘弹性橡胶层面对制动片钢背安装，以抑制制动噪声。目前我国车辆使用最多 的还是这种或其改良产品，仍未发现相关的中国发明专利及申请。
与此不同的是，在现有制动片的钢背后面或活塞腔体中加装一种压电陶瓷片，利用远高 于制动器啸叫频率的高频颤振信号(Fast Vibration)激励制动片，从而消除制动摩擦力的 非线性因素，平滑了摩擦力，从而消除啸叫。
该技术起源于解决机械结构在运行中的爬fiS如在液压比例阀控制信号中迭加高频颤振 信号，消除液压比例及换向阀的摩擦力，如丹麦科技大学固体力学系的J.J. Thotnsen (Some General Effects of Strong High—frequency Excitation: Stiffening, Biasing and Smoothening, J. of Sound & Vibration (2002) 253 (4)， 807-831);实践和研究发现，滚桶洗 衣机在甩干程序中的振动激励可以显著削减其支承与地面间的摩擦力，从而导致滚桶洗衣机 在微小侧向不平衡力作用下在地面上自由游走；处于工作状态中的压縮机也常常由于该问题 而游动；所以，研究不难发现，使用压电陶瓷片不当可以使最大制动力大幅下降，给制动安 全造成隐患，如丹麦科技大学固体力学系的J. J. Thomsen (Using Fast Vibrations to Quench Friction-Induced Oscillation, J. of Sound & Vibration (1999) 228(5), 1079-1102;) 就明确指出该问题，印度Deemed大学的S. Chatter jee, T.K. Singha， S. K. Karmakar，在 对于高频颤振充分研究的基础上(Non-Trivial Effect of Fast Vibration on the Dynamics of a Class of Non-linearly Damped Mechanical System, J.of Sound & Vibration 260(2003), 711-730)揭示高频颤振(Fast Vibration)对于不同硬度的制动片的低速阻尼 的作用相反；同时，相同作者们(Effect of High-Frequency Excitation on a Class of Mechanical Systems with Dynamic friction, J. of Sound & Vibration 269(2004) 61—89 ) 提供了大量的数据显示，高频颤振可以使摩擦力减少。
目前行之有效的方法是，在不计机械结构刚度、配合间隙和结构偶合振动的基础上，广
泛应用于抑制制动器啸叫的措施是在制动片背面设置或复合阻尼材料，如阻尼橡胶层或消 音片，以便于抑制摩擦面间的摩擦振动激励。就此，清华大学的张芳、管迪华("抑制制动器
振动噪声的阻尼方法的探讨"，《汽车工程》，2003年第25巻第3期，264页-268页)专门 进行了探讨后指出虽然阻尼层结构的制动器产品早在20世纪80年代就投放市场，其真实 效能一般要靠反复的尝试性试验来把握，不仅耗时、耗资'而且依赖于设计者的经验同时, 这种处理方法并非总是有效；阻尼层在结合面间的摩擦效能越高，能达到抑制结构中存在的
不稳定模态的效果越好；引入粘弹性材料的阻尼后，系统中可能引入新的不稳定因素，因而 采用粘弹性阻尼层的方法抑制制动器啸叫未必适合于一切制动器。
实践经验表明，在引入高阻尼的同时，尽量减少在微米级振动控制中的动态刚度并且抑 制高频振动是可能的。
虽然采用现有隔振技术可以有效回避控制对象的共振峰值，在隔振区实现有效隔振，但 固有峰值处的传递率过大，通过共振频率时十分危险。如在固有频率处，金属弹簧隔振器的
传递率大于50陪，只能在大于频率比1.414的隔振区有良好效果；在固有频率处，橡胶隔振 器的传递率为6-10陪，大阻尼粘弹性材料的传递率为3-4陪；在固有频率处，钢丝绳隔振器 的传递率为3陪，而且面临永久变形、疲劳断裂和击穿问题；性能优良的库仑摩擦隔振器可 以没有固有峰，伹容易滑脱和不稳定。显然，现有隔振技术难于满足工程和生活应用。
利用阻尼技术可以有效地减振.利用得当效果明显；摩擦阻尼的适应频率宽，尤其是颗
粒摩擦阻尼器被称为宽带阻尼器，有的甚至工作在几至十几千赫兹以上，这是大多数阻尼器
所无法胜任的，从而应用广泛。如李伟等的"豆包阻尼器"(《航空学报》，1999年3月)、Vikr柳 K. Kinra禾卩Bryan Witt的Investigating Particle Impact Damping As a Means of Fatigue Reduction (9th Joint FAA/DoD/NASA Aging Aircraft Conference) 、 Bryce L. Fowler等的 Design Methodology for Particle Damping (Smart Structures and Materials: Damping and Isolation Newport Beach , CA, March 2001)、河南机电高等专科学校李长琏的"基于摩擦 耗能机理的惯性平台三向隔振器"(《噪声与振动控制》，1997年8月)和"颗粒P且尼隔振器"
(机械，1998年第25巻增刊)、日本专利JP2001355672 (Particle Vibration—Isolating Damper)、美国专禾U US6260676 Bl (Magnetic Particle Damper Apparatus)、 US6547049
(Particle Vibration Damper)、US6802405 B2(Friction Vibration D柳per)、US2006/0180420 Al (Vibration Damper)和US20070012530 Al (Bearing Damper Having Dispersed Friction Damping Elements)。
其中，李伟等的"豆包阻尼器"虽然也有弹性约束，但其弹性材料的刚度太小，从而不 能够承受被控对象的重力作用或与之相应的预紧力，并且不能用于支承被^^;其次，采 用小刚度的目的是，允许"豆包阻尼器"的工作过程中发生颗粒间碰撞，实施碰撞能量的交 换。这是因为碰撞能量交换与摩擦能量交换处于同一数量级，颗粒间的碰撞与摩擦同等重要； 同时，该论文中，像其它颗粒阻尼器一样，"豆包阻尼器"也是附在被控制对象的"身"上， 随被控对象一起振动，从而利用颗粒间的碰撞能量交换和摩擦能量交换，并没有设置在侧面 支承和被控皿之间，也没有通过侧面支承和被控^施加压力。
Vikram K. Kinra和 Bryan Witt的Investigating Particle Impact Damping As a Meansof Fatigue Reduction (9th Joint FM/DoD/NASA Aging Aircraft Conference)利用悬麟末 端附着颗粒P且尼器,在悬臂梁和附着颗粒阻尼器一起振动中，研究了颗粒阻尼器的填充率与所 述悬壁梁末端无量刚阻尼系数间的关系。表明随着填充率的提高，颗粒相互运动的空间变小， 大于80條充时颗粒间几乎没有相对运动，从而颗粒的动能消失，没有颗粒间的碰撞和能量的 交换，几乎没有阻尼作用(除非颗粒粒度存在不均匀性)，这类似于宽频颗粒动力吸振器，显 然,对于动力吸振器应用而言，颗粒间的碰撞比颗粒间的摩擦显得重要。
河南机电髙等专科学校李长琏的"基于摩擦耗能机理的惯性平台三向隔振器"(《噪声与 振动控制》，1997年8月)，其作用原理是在其颗粒阻尼器的腔体中插入摩擦杆，杆子的移动 也不能引起颗粒P且尼器腔体体积的变化，上下压环在弹簧的作用下上下同步移动，从而不可 ,于其中的颗粒全面挤压，所述的颗粒阻尼器腔体也不t^支承力的作用。
美国专利US6260676 Bl (Magnetic Particle Damper Apparatus)通过磁场控制磁， 粒间的作用应力实施阻尼作用，并且认为是磁流变阻尼器的替代品并优越；没有弹性腔体， 也不能用于承受被控对象的重力或与之相应的预紧力；'
美国专利US2006/0180420 Al (Vibration Damper)则在未满填充以及固定颗粒阻尼器的 腔体体积情况下，通过电磁场、充气腔体体积的变化、颗粒阻尼器容腔体内设置浮动活塞、 颗粒阻尼器容腔里充气来控制和调节运动颗粒间的作用力，显然也是附着在被控对象上同其
美国专利US6802405 B2 (Friction Vibration Damper),在未完全填充的颗粒P且尼器内 设置档流板，抑制颗粒阻尼器的阻尼衰减作用。
日本专利JP2001355672 (Particle Vibrationjsolating Damper)的颗粒阻尼器是由颗 粒阻尼器的腔体、腔体中的颗粒、位于腔体中的驱动浮动活塞都部、位于颗粒阻尼器腔体与 外端的连接活塞杆等组成；其构成颗粒P且尼器腔体的材料一般为刚体，刚性活塞杆的上下运 动使充分填充后的颗粒阻尼器腔体中的颗粒间的挤压应力发生变化并且发生碰撞('energy dissipation due to a collision of the particle filled around the float',弓|自esp@cenet database),摩擦活塞的运动几乎不能弓l起颗粒阻尼器腔体体积的变化；专利中承认可以直接 承重，在此工况下显然其内部的颗粒间存在相当大的挤压应力，这有利于增强颗粒间的摩擦 耗能作用。显然其结构复杂化，不适合在小型设备尤其是可移动设备上的广泛应用。
US20070012530 Al(Bearing Damper Having Dispersed Friction Damping Elements)卯J
是专门为动力轴承的减振而提出的高温型颗粒阻尼器，对该专利分析如下
1) 该专利强调其颗粒阻尼器腔体完全填充；
2) 由于转子系统的支承刚度很大，往往不会利用弹性隔振；其颗粒阻尼器壳体采用 不锈钢金属材料，在工作过程中在径向变形量很小(......that can flex somewhat
in the radial direction of the bearing.-—引自该专利),其刚度系数大，
从而不能用于既要隔振又要减振的可移动仪器和设备的要求；因为，隔m于系
统的要求是其刚度系数小，以降低支承的固有频率，避开激励频率，而减振对于 系统的要求是，系统必须要有阻尼，以抑制固有峰值；
3) 该阻尼器腔体的形状是套在轴承外的一环状腔体，填充并安装后，在重力的作用 下，在静止状态仅有一侧变形，而在转子旋转过程中，对于动平衡较好的转子系 统，离心力很小，从而很难实现同时在其它方位上对于颗粒卩且尼器的压縮变形， 从而使其内部颗粒间的作用应力很小，从而利用颗粒间的相互摩擦消耗能量的作 用纖
4) 该阻尼器腔体的形状是套在轴承外的一环状腔体，填充并安装后，在重力的作用 下，在静止状态仅有一侧变形，而在转子旋转过程中，如果动平衡不良，离心力 很大，类同于静、动压支承轴承一样，离心动力将促使腔体中的颗粒随轴的涡动 而涡动，从而很难实现同时在其它方位上对于颗粒阻尼器的压缩变形， 一旦没有 压力填充，其内部颗粒间的作用应力小，从而利用颗粒间的相，擦消耗能量的 作用不大；
5) 该专利也揭示了在所述颗粒阻尼器腔体中加入可充压腔体，以便于通过外界流体 压力，控制所述颗粒阻尼器腔体中颗粒的紧密程度，从而实TO于阻尼的调节， 可见，虽然采用金属壳体可以使颗粒阻尼器的工作温度提高，但是由于金属的刚 度大，从而不像弹性橡胶类壳体可以施加预紧力填充，不f寻不采用附加流体腔 体的方法解决；
6) 同尺寸前提下，显然异形金属壳体的加工制造成本高，不能用于诸如车辆刹车减 振，因为对于成本十分敏感；
7) 同时，由于民用产品对于舰寿命的要求长，价格低廉，从而由于金属的疲劳强 度低，加工成本高，很又tiS用于车辆等的刹车、发动机和驾驶室的振动控制。
能否存一种被动技术，A)能够克服现有粘弹性材料的刚度与阻尼匹配的实际困难；B) 能够克服现有粘弹性材料的耐老化性能差；C),克服现有粘弹性材料的耐温性能不足；D) 能够克服现有粘弹性材料受挤压能力差；E)會滩克服现有粘弹性材料的减振和抑审i擁叫能力 受振动频率限制和广泛适用性能差的问题；F)能够克服现有粘弹性材料动态刚度大的缺点； G)能够克服现有髙频、小幅值颤振引起最大制动力减小的安全危害，在滑-粘出现时使摩擦 力趋于稳定；H)提高其间的可靠性能和对于加工、装配误差的容忍能力。
这就是挤压颗粒阻尼器。同时，以上资料分析表明，至今还没有将颗粒阻尼器应用于抑
制制动器啸叫、发动机隔振的先例，更是没有将颗粒阻尼器用于在挤压力作用下传递动力和 制动器振动控制。而釆用颗粒阻尼器抑制制动器啸叫正是该发明的目的所在。
发明内容
为了达到上述目的，本发明揭示了一种抑制制动器啸叫的方法，涉及制动器中的制动盘 38或制动鼓、制动片26、制动片钢背28、制动驱动力执行器如制动活塞22或制动钳24、颗 粒阻尼器3;其特征在于在制动驱动力执行器与制动片钢背28间，或制动片钢背28与制动 片26间，或制动驱动力执行器与制动片26间插入颗粒阻尼器3;所述颗粒阻尼器3是由密闭 弹性腔体5和颗粒100组合而成；所述密闭弹性腔体5内填充有所述颗粒100,所述颗粒IOO 与所述密闭弹性腔体5的内壁面处于紧密接触状态；组成该弹性腔体的材料包括各种橡胶、 塑料、橡塑复合、各种纤维材料或以上混合制成的弹性体，或者以上分别或多种混合后与金 属复合或组合而成，或者该弹性腔体全部由金属薄壁组成；该密闭弹性腔体5的主要作用是
包容所述颗粒ioo,在外加负载作用T,通过该弹性腔体的弹性变形，维持外加负载作用应力 能够施加到其中的颗粒间，在支承外i卩负载、传递动力的同时提高颗粒间的作用应力和颗粒 间相对运动的摩擦力，并且在弹性变形恢过程中使其中的颗粒相对位置复位；所述颗粒100 被包含于所述密闭的弹性腔体5内，其主要作用是在外加作用应力作用下，利用所述颗粒 间的相互摩擦作用，在宽频带范围内给振动系统,摩擦阻尼，抑制共振峰；实际使用中， 作用应力使所述颗粒阻尼器3的密闭弹性腔体5弹性变形，其中颗粒间的接触压应力增加而 处于紧密接触状态；在振动作用下，所述颗粒P且尼器3中处于紧密接触状态下的颗粒100间 出现相对摩擦运动，从而在0.1~15000Hz宽带范围内以及至少在一个自由度方向上消耗振动 能量，抑制共振峰值和抑制制动器啸叫。
技术措施
具体技术措施是
一种抑制制动器啸叫的方法，涉及制动器中的制动盘38或制动鼓、制动片26、制动片 钢背28、制动驱动力执行器如制动活塞22或制动钳24、颗粒阻尼器3;其特征在于在制动 驱动力执行器与制动片钢背28间，或制动片钢背28与制动片26间，或制动驱动力执行器与 制动片26间插入颗粒阻尼器3;所述颗粒阻尼器3是由密闭弹性腔体5和颗粒100组合而成; 所述密闭弹性腔体5内填充有所述颗粒100，所述颗粒100与所述密闭弹性腔体5的内壁面处 于紧密接触状态；组成该弹性腔体的材料包括各种橡胶、塑料、橡塑复合、各种纤维材料或 以上混合制成的弹性体，或者以上分别或多种混合后与金属复合或组合而成，或者该弹性腔
体全部由金属薄壁紐戎；该密闭弹性腔体5的主要作用是包容所述颗粒IOO,在外加负载作 用下，通过该弹性腔体的弹性变形，维持外加负载作用应力能够施加到其中的颗粒间，在支 承外加负载、传递动力的同时提高颗粒间的作用应力和颗粒间相对运动的摩擦力，并且在弹 性变形恢过程中使其中的颗粒相对位置复位；所述颗粒100被包含于所述密闭的弹性腔体5 内，其主要作用是在外加作用应力作用下，利用所述颗粒间的相互摩擦作用，在宽频带范 围内给振动系统提供摩擦阻尼，抑制共振峰；实际使用中，作用应力Wf述颗粒阻尼器3的 密闭弹性腔体5弹性变形，其中颗粒间的接触压应力增加而处于紧密接触状态；在振动作用 下，所述颗粒阻尼器3中处于紧密接触状态下的颗粒100间出现相对摩擦运动，从而在 0.1 15000Hz宽带范围内以及至少在一个自由度方向上消耗振动能量，抑制共振峰值和抑制制 动器啸叫。
所述的一种抑制制动辆啸叫的方法，其特征在于，所述颗粒阻尼器3中的颗粒100的 粒度范围是从0.00001微米到5毫米。
所述所述的一种抑制制动器啸叫的方法，其特征在于，所述颗粒阻尼器3中的颗粒100 是具有一定形貌的单体、单种分布直径颗粒材料组成，如金属颗粒铅、钨钢、钢、铁、铝、 铜等，如非金属材料二氧化硅、粗细砂子、云母、碳粉、硅藻土、分子筛、淀粉、弹性体颗 粒等。
所述的所述的一种抑制制动器啸叫的方法，其特征在于，所述颗粒P且尼器3中的颗粒 100是具有一定形貌的单体、多种分布直径的颗粒材料，，如金属颗粒铅、钨钢、钢、铁、 铝等，如非金属材料二氧化硅、粗细砂子、云母、碳粉、硅藻土、分子筛、弹性体颗粒等。
所述的所述的一种抑制制动器啸叫的方法，其特征在于，所，粒阻尼器3中的颗粒 100是具有一定形貌的多体、单种分布直 粒材料组成，如金属颗粒铅、钩钢、钢、铁、铝 等或和非金属材料二氧化硅、粗细砂子、云母、碳粉、硅藻土、分子筛、弹性体颗粒等的混 合物。
所述的所述的一种抑制制动器啸叫的方法，其特征在于，所述颗粒阻尼器3中的颗粒 IOO是具有一定形貌的多体、多种分布直径的颗粒材料,，如金属颗粒铅、钨钢、钢、铁、 铝等或和非金属材料二氧化硅、粗细砂子、云母、碳粉、硅藻土、分子筛、弹性体颗粒等的
混合物。
所述的所述的一种抑制制动器啸叫的方法，其特征在于，所述颗粒阻尼器3中的颗粒 IOO表面可以涂装防锈剂层；所述防锈剂层保护颗粒不生锈。
所述的所述的一种抑制制动器啸叫的方法，其特征在于，所述颗粒阻尼器3中的颗粒 IOO表面可以涂装增摩剂层；所述增摩剂层用于提高颗粒间的摩擦系数，提高摩擦阻尼系数。
说明书附图如下
图1是一种车辆盘式制动器的示意图2是一种车辆盘式制动器制动片的结构示意图3是一种车辆鼓式制动器的示意图4是一种车辆鼓式制动器制动片的示意图5是一种带有消音片的制动片结构示意图6是一种用颗粒阻尼器代替现有消音片的制动片结构1示意图7是一种用颗粒阻尼器代替现有消音片和现有制动片钢背的制动片结构2示意图; 图8是一种用颗粒阻尼器代替现有消音片的制动片结构3示意图9是一种用颗粒阻尼器代替现有消音片和现有制动片钢背的制动片结构4示意图;
图10是一种用颗粒阻尼器代替现有消音片和现有制动片钢背的制动片结构5示意图 图11是一种用颗粒P且尼器代替现有消音片和现有制动片钢背的制动片结构6示意图 图12是一种用颗粒阻尼器代替现有消音片和现有制动片钢背的制动片结构7示意图
图13是一种用颗粒阻尼器代替现有消音片的制动片结构8示意图； 图14是一种用颗粒P且尼器代替现有消音片的制动片结构9示意图； 图15是一种用颗粒P且尼皿替现有消音片的制动片结构10示意具体实施例方式
下面参照图l一图15详述一种抑制制动器啸叫的方法
图1是一种车辆盘式制动器的示意图，它是由支架20、制动钳24、制动驱动力执行器 如制动活塞22、由钢片32和粘弹性体30组成的消音片、制动片钢背28、制动片26等组成。 在腔体36中流体压力P作用下，制动驱动力执行器如制动活塞22或串(J动钳24通过消音片压 紧制动片钢背、该钢背紧压制动片26，该制动片紧压制动盘38,对于制动盘38实施制动。 制动过程中，由于制动片与制动盘间的滑-粘作用，是其间的摩擦力不稳定而引发摩擦振动， 既是由于摩擦引起的自激振荡，其结果是制动高频啸叫。
一般而言，所述制动活塞22的一腔体34为空腔体。
图2是一种车辆盘式制动器制动片的结构示意图， 一般而言，审!J动片与制动片钢背为紧
固连接。
如图3是一种车辆鼓式制动器的示意图，其侧视图为图4;
图5是一种带有消音片的制动片结构示意图， 一般而言该消音片可以与制动片钢背(28)
复合，也可以单独使用；文献资料显示，该消音片的作用在于，当制动片弯曲振动时，禾拥 粘弹性材料的变形消耗量，从而抑制制动啸叫。
一种抑制制动器啸叫的方法，涉及制动器中的制动盘38或制动鼓、制动片26、制动片 钢背28、制动驱动力执行器如制动活塞22或制动钳24、颗粒阻尼器3;其特征在于在制动 驱动力执行器与制动片钢背28间，或制动片钢背28与制动片26间，或制动驱动力执行器与 制动片26间插入颗粒阻尼器3;所述颗粒阻尼器3是由密闭弹性腔体5和颗粒100组合而成； 所述密闭弹性腔体5内填充有所述颗粒100,所述颗粒100与所述密闭弹性腔体5的内壁面处 于紧密接触状态；组成该弹性腔体的材料包括各种橡胶、塑料、橡塑复合、各种纤维材料或 以上混合制成的弹性体，或者以上分别或多种混合后与金属复合或组合而成，或者该弹性腔 体全部由金属薄壁组成；该密闭弹性腔体5的主要作用是包容所述颗粒100, M卜加负载作 用下，通过该弹性腔体的弹性变形，维持外加负载作用应力能够施加到其中的颗粒间，在支 承外加负载、传递动力的同时提髙颗粒间的作用应力和颗粒间相对运动的摩擦力，并且在弹 性变形恢过程中使其中的颗粒相对位置复位；^fM粒100被包含于所述密闭的弹性腔体5 内，其主要作用是在外加作用应力作用下，利用所述颗粒间的相互摩擦作用，在宽频带范 围内给振动系统提供摩擦阻尼，抑制共振峰；
图6是一种用颗粒阻尼器代替现有消音片的制动片结构1示意图；该颗粒阻尼器3是由 弹性腔体5、颗粒100组成；其中所迷弹性腔体5分别由钢板和粘弹性材料复合而成的密闭腔 体5，其中所述的粘弹性材料紧靠制动片钢背28;该颗粒阻尼器3可以单独使用或者与所述 制动片钢背28复合在一起；所述颗粒阻尼器3可以位于制动驱动力执行器如制动活塞22与 制动片钢背28之间，或制动钳24与制动片钢背28之间；
图7是一种用颗粒阻尼器代替现有消音片和现有制动片钢背的制动片结构2示意图；该颗 粒阻尼器3由钢板组成密闭的腔体5和颗粒100组成，并且直接与制动片紧固连接，从而取 消了制动片钢背和现有的消音片；所述颗粒阻尼器3可以位于制动驱动力执行器如制动活塞 22与制动片26之间，或制动钳24与制动片26之间；
图8是一种用颗粒阻尼器代替现有消音片的制动片结构3示意图；该颗粒阻尼器3是由 弹性腔体5、颗粒100组成；其中所述弹性腔体5粘弹性材料形成的密闭腔体5，在靠制动驱 动力执行器一侧复合有钢板， 一提高挤压能力，其中所述的粘弹性材料紧靠制动片钢背28; 该颗粒阻尼器3可以单独使用或者与所述制动片钢背28复合在一起；所述颗粒阻尼器3可以 位于制动驱动力执行器如制动活塞22与制动片钢背28之间，或制动钳24与制动片钢背2S 之间；
图9是一种用颗粒阻尼器代替现有消音片和现有制动片钢背的制动片结构2示意图；该 颗粒阻尼器3由两层钢板通过粘弹性材料的周边复合密封而组成密闭的腔体5和颗粒100组
成，并且直接与制动片紧固连接，从而取消了制动片钢背和现有的消音片；所述颗粒阻尼器3
可以位于制动驱动力执行器如制动活塞22与制动片26之间，或制动钳24与制动片26之间；
图10是一种用颗粒阻尼器代替现有消音片和现有制动片钢背的制动片结构2示意图；该
颗粒阻尼器3由两层钢板通过粘弹性材料复合密封而组成密闭的腔体5和颗粒100组成，并 且直接与制动片紧固连接，从而取消了制动片钢背和现有的消音片；其中，所述粘弹性材料 在两钢板间形成网状结构；所述颗粒阻尼器3可以位于制动驱动力执行器如制动活塞22与制 动片26之间，或制动钳24与制动片26之间；
图11是一种用颗粒阻尼器代替现有消音片和现有制动片钢背的制动片结构2示意图；该 颗粒P且尼器3分别由制动片和制动片钢背复合而成的密闭腔体5和颗粒100组成；所述颗粒 阻尼器3可以位于制动驱动力执行器如制动活塞22与制动片26之间，或制动钳24与制动片 26之间；
图12是一种用颗粒阻尼器代替现有消音片和现有制动片钢背的制动片结构2示意图；该 颗粒阻尼器3分别由制动片和制动片钢背复合而成的分段密闭腔体5和颗粒100组成；所述 颗粒阻尼器3可以位于制动驱动力执行器如制动活塞22与制动片26之间，或制动钳24与制 动片26之间；
图13是一种用颗粒阻尼器代替现有消音片的制动片结构8示意图；该颗粒阻尼器3是由 弹性腔体5、颗粒100组成；其中截面弓型钢板和所述制动驱动力执行器如制动活塞22的腔 体34组成的可变体积的弹性密闭腔体5，其中所述的截面弓型钢板外侧可以复合有粘弹性材 料并且紧靠制动片钢背28;
图14是一种用颗粒P且尼器代替现有消音片的制励片结构9示意图，粒阻尼器3是由 弹性腔体5、颗粒100组成；其中截面倒U型粘弹性材料和所述制动驱动力执行器如制动活 塞22的腔体34组成的可变体积的弹性密闭腔体5;
图15是一种用颗粒P且尼器代替现有消音片的制动片结构10示意图；该颗粒阻尼器3是 由弹性腔体5、颗粒100组成；其中截面倒Q型的钢板与粘弹性材料复合成弹性密闭腔体5; ，粒阻尼器3位于所述制动驱动力执行器如制动活塞22与所述制动片钢背之间。
实际使用中，作用应力皿述颗粒阻尼器3的密闭弹性腔体5弹性变形，其中颗粒间的 接触压应力增加而处于紧密接触状态；在振动作用下，所述颗粒阻尼器3中处于紧密接触状 态下的颗粒100间出现相对摩擦运动，从而在0.1~15000Hz宽带范围内以及至少在一个自由 度方向上消耗振动能量，抑制共振峰值和抑制制动器啸叫。
所述的一种抑制制动器啸叫的方法，其特征在于，所述颗粒阻尼器3中的颗粒100的 粒度范围是从0.00001微米到5毫米。
所述所述的一种抑制制动器啸叫的方法，其特征在于，所述颗粒阻尼器3中的颗粒100 是具有一定形貌的单体、单种分布直径颗粒材料组成，如金属颗粒铅、鸽钢、钢、铁、铝、 铜等，如非金属材料二氧化硅、粗细砂子、云母、碳粉、硅藻土、分子筛、淀粉、弹性体颗 粒等。
所述的所述的一种抑制制动器啸叫的方法，其特征在于，所述颗粒阻尼器3中的颗粒 100是具有一定形貌的单体、多种分布直径的颗粒材料组成，如金属颗粒铅、钨钢、钢、铁、 铝等，如非金属材料二氧化硅、粗细砂子、云母、碳粉、硅藻土、分子筛、弹性体颗粒等。
所述的所述的一种抑制制动器啸叫的方法，其特征在于，所述颗粒阻尼器3中的颗粒 100是具有一定形貌的多体、单种分布直径颗粒材料组成，如金属颗粒铅、钩钢、钢、铁、铝 等或和非金属材料二氧化硅、粗细砂子、云母、碳粉、硅藻土、分子筛、弹性体颗粒等的混 合物。
所述的所述的一种抑制制动器啸叫的方法,其特征在于，所述颗粒阻尼器3中的颗粒100 是具有一定形貌的多体、多种分布直径的颗粒材料组成，如金属颗粒铅、钨钢、钢、铁、铝 等或和非金属材料二氧化硅、粗细砂子、云母、碳粉、硅藻土、分子筛、弹性体颗粒等的混合物。
显然，对于同行技术人员们而言，该发明不仅仅局限于以上公布的结构形式和其方法。 同时，所述颗粒阻尼器的剖面结构形式不仅仅限制于制动器，而且也可以应用于其它支承和 减振的领域，如发动机高频隔振，洗衣机支脚等，这些都应当属于该专利权的保护范围。
权利要求
1、一种抑制制动器啸叫的方法，涉及制动器中的制动盘(38)或制动鼓、制动片(26)、制动片钢背(28)、制动驱动力执行器如制动活塞(22)或制动钳(24)、颗粒阻尼器(3)；其特征在于在制动驱动力执行器与制动片钢背(28)间，或制动片钢背(28)与制动片(26)间，或制动驱动力执行器与制动片(26)间插入颗粒阻尼器(3)；所述颗粒阻尼器(3)是由密闭弹性腔体(5)和颗粒(100)组合而成；所述密闭弹性腔体(5)内填充有所述颗粒(100)，所述颗粒(100)与所述密闭弹性腔体(5)的内壁面处于紧密接触状态；组成该弹性腔体的材料包括各种橡胶、塑料、橡塑复合、各种纤维材料或以上混合制成的弹性体，或者以上分别或多种混合后与金属复合或组合而成，或者该弹性腔体全部由金属薄壁组成；该密闭弹性腔体(5)的主要作用是包容所述颗粒(100)，在外加负载作用下，通过该弹性腔体的弹性变形，维持外加负载作用应力能够施加到其中的颗粒间，在支承外加负载、传递动力的同时提高颗粒间的作用应力和颗粒间相对运动的摩擦力，并且在弹性变形恢过程中使其中的颗粒相对位置复位；所述颗粒(100)被包含于所述密闭的弹性腔体(5)内，其主要作用是在外加作用应力作用下，利用所述颗粒间的相互摩擦作用，在宽频带范围内给振动系统提供摩擦阻尼，抑制共振峰；实际使用中，作用应力使所述挤压颗粒阻尼器(3)的密闭弹性腔体(5)弹性变形，其中颗粒间的接触压应力增加而处于紧密接触状态；在振动作用下，所述颗粒阻尼器(3)中处于紧密接触状态下的颗粒(100)间出现相对摩擦运动，从而在0.1～15000Hz宽带范围内以及至少在一个自由度方向上消耗振动能量，抑制共振峰值和抑制制动器啸叫。
2、 根据权利要求1所述的一种抑制制动器啸叫的方法，其特征在于，所述颗粒阻尼器 (3)中的颗粒(100)的粒度范围是从0.00001微米到5毫米。
3、 根据权利要求l所述所述的一种抑制制动器啸叫的方法，其特征在于，所述颗粒阻 尼器(3)中的颗粒(100)是具有一定形貌的单体、单种分布直径颗粒材料组成，如金属颗 粒铅、钨钢、钢、铁、铝、铜等，如非金属材料二氧化硅、粗细砂子、云母、碳粉、硅藻土、 分子筛、淀粉、弹性体颗粒等。
4、 根据权利要求1所述的所述的一种抑制制动器啸叫的方法，其特征在于，所述颗粒 阻尼器(3)中的颗粒(100)是具有一定形貌的单体、多种分布直径的颗粒材料组成，如金 属颗粒铅、钨钢、钢、铁、铝等，如非金属材料二氧化硅、粗细砂子、云母、碳粉、硅藻土、 分子筛、弹性体颗粒等。
5、 根据权利要求1所述的所述的一种抑制制动器啸叫的方法，其特征在于，所述颗粒 阻尼器(3)中的颗粒(100)是具有一定形貌的多体、单种分布直径颗粒材料组成，如金属 颗粒铅、钨钢、钢、铁、铝等或和非金属材料二氧化硅、粗细砂子、云母、碳粉、硅藻土、 分子筛、弹性体颗粒等的混合物。
6、 根据权利要求1所述的所述的一种抑制制动器啸叫的方法，其特征在于，所述颗粒 阻尼器(3)中的颗粒(100)是具有一定形貌的多体、多种分布直径的颗粒材料组成，如金 属颗粒铅、钨钢、钢、铁、铝等或和非金属材料二氧化硅、粗细砂子、云母、碳粉、硅藻土、 分子筛、弹性体颗粒等的混合物。
7、 根据权利要求1所述的所述的一种抑制制动器啸叫的方法，其特征在于，所述颗粒 阻尼器(3)中的颗粒(100)表面可以涂装防锈剂层；所述防锈剂层保护颗粒不生锈。
8、 根据权利要求1所述的所述的一种抑制制动器啸叫的方法，其特征在于，所述颗粒 阻尼器(3)中的颗粒(100)表面可以涂装增摩剂层；所述增摩剂层用于提高颗粒间的摩擦 系数，提高摩擦阻尼系数。
全文摘要
本发明涉及一种抑制制动器啸叫的方法，涉及制动器中的制动盘38或制动鼓、制动片26、制动片钢背28、制动驱动力执行器如制动活塞22或制动钳24、颗粒阻尼器3；其特征在于在制动驱动力执行器与制动片钢背28间，或制动片钢背28与制动片26间，或制动驱动力执行器与制动片26间插入颗粒阻尼器3；在振动作用下，所述颗粒阻尼器3中处于紧密接触状态下的颗粒100间出现相对摩擦运动，从而在0.1～15000Hz宽带范围内以及至少在一个自由度方向上消耗振动能量，抑制共振峰值和抑制制动器啸叫。
文档编号F16F9/30GK101338806SQ20071005262
公开日2009年1月7日 申请日期2007年7月3日 优先权日2007年7月3日
发明者吕崇耀 申请人:吕崇耀