Das Bremsenknarzen ist ein niederfrequentes Geräuschphänomen bei Personenkraftwagen, welches in die Teilbereiche Schwingungsanregung, -übertragung und -abstrahlung an die Umwelt zu unterteilen ist. Die Schwingungsübertragung im Fahrzeugfahrwerk wird von schwingungstechnischen Eigenschaften, wie der Übertragungsfunktion der gekoppelten Körper oder durch die Dämpfung in Gelenken, Buchsen und Festkörpern beeinflusst. Bei der Schwingungsentstehung spielen Reibzonenprozesse und die Bremsmaterialpaarung, die Anpressdruckverteilung zwischen Bremsbelag und -scheibe sowie Steifigkeiten des Bremssystems und des Fahrwerkes eine wichtige Rolle. Die Geräuschabstrahlung wird beispielsweise durch die Fahrzeugkarosserie beeinflusst. Einflüsse auf die Knarzgeräuschintensität können in allen aufgeführten Bereichen gefunden werden. In der vorliegenden Arbeit liegt der Fokus auf der Identifzierung und Bewertung von Einflussgrößen, die im Wesentlichen dem Teilbereich der Geräuschentstehung zuzuordnen sind. Anhand von Untersuchungen, die im Rahmen der vorliegenden Arbeit durchgeführt werden, kann bewertet werden, wie stark sich die unterschiedlichen Einflussgrößen entlang der Knarzwirkkette auf das niederfrequente Geräusch auswirken. Aus den Untersuchungen ergibt sich, dass die Effektivität von Geräuschgegenmaßnahmen im Bereich der Knarzanregung besonders hoch ist. Im Vergleich zu Maßnahmen, die auf die Knarzschwingungsübertragungskette oder die Knarzabstrahlung wirken, ist hier das Potenzial zur Verringerung oder Vermeidung der Knarzerscheinungen deutlich höher. Eine Literaturrecherche und die oben dargestellten Untersuchungen zeigen die Notwendigkeit der Fokussierung auf die Knarzschwingungsanregung und damit auf die Reibmechanismen. Zur Beschreibung dieser wird die Reibzone von Scheibenbremsen bei knarzrelevanten Betriebsbedingungen, also bei sehr niedrigen Geschwindigkeiten und Bremsdrücken, In-Situ betrachtet. Die In-Situ Betrachtung ist eine Methode, bei der Vorgänge unmittelbar am Ort und direkt während eines ablaufenden Prozesses beobachtet werden. Bezogen auf Reibprozesse im Kontaktbereich zwischen einer Bremsscheibe und einem Reibbelag bedeutet dies, dass die Reibzonenvorgänge direkt beobachtet werden. Zur Auswertung der Reibzonenprozesse werden in der vorliegenden Arbeit besondere Methoden entwickelt und angewandt.
Brake creep groan is a low-frequency noise phenomenon in passenger cars, which can be divided into the sub-areas of noise excitation, noise transmission and noise emission to the environment. The noise transmission in the vehicle chassis is influenced by vibration-related properties, such as the transfer function of the coupled bodies or by the damping in joints, bushings and solids. In the generation of noise, friction zone processes and the pairing of brake materials, the distribution of contact pressure between the brake pad and brake disc and the rigidity of the brake system and the chassis play an important role. The noise emission is influenced, for example, by the vehicle body. Influences on the intensity of the creep groan noise can be found in all of the areas listed. In the present work, the focus is on the identification and evaluation of influencing variables, which are essentially assigned to the sub-area of noise generation. On the basis of investigations that are carried out in the context of the present work, it can be evaluated how strongly the different influencing variables along the creep groan chain affect the low-frequency noise. The investigations show that the effectiveness of noise countermeasures in the area of creep groan excitation is particularly high. Compared to measures that affect the creep groan vibration transmission chain or the creep groan radiation, the potential here is significantly higher. A literature research and also the studies presented above show the need to focus on the creep groan noise excitation and thus on the friction mechanisms. To describe this, the friction zone of disc brakes is considered in-situ under creep groan-relevant operating conditions, i.e. at very low speeds and brake pressures. The in-situ observation is a method in which processes are observed directly on site and directly during an ongoing process. In relation to friction processes in the contact area between a brake disc and a friction lining, this means that the friction zone processes are observed directly. In this thesis special methods are developed and applied to investigate the friction zone processes.
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