Zoptymalizowana analiza drgań hamulców

Hałas hamulców jest jednym z najczęściej zgłaszanych przez klientów problemów w branży motoryzacyjnej. Chociaż hałas hamulców jest głównie subiektywną irytacją, która wiąże się z wysokimi kosztami napraw gwarancyjnych dla producenta, wydajność i trwałość mogą być również zagrożone przez niepożądane dynamiczne zachowanie układu hamulcowego. Producenci współpracują z dostawcami i poddostawcami w celu opracowania nowych zoptymalizowanych układów hamulcowych lub rozwiązania problemów z istniejącymi projektami.

Dynamiczne zachowanie układu hamulcowego ma kluczowe znaczenie dla ogólnej oceny funkcjonalności i postrzeganej skuteczności hamowania pojazdu. Ponieważ komfort pasażerów ma tak duże znaczenie w rozwoju motoryzacji, producenci dążą do obniżenia kosztów napraw gwarancyjnych i oferują lepszy poziom hałasu, wibracji i szorstkości (NVH), aby zdobyć udział w rynku poprzez wyeliminowanie pisku hamulców. Zwłaszcza w segmencie pojazdów premium komfort akustyczny jest ważnym czynnikiem dla potencjalnych nabywców przy podejmowaniu decyzji o zakupie. Ponadto, odgłos hamowania jest tym bardziej odczuwalny, im bardziej eliminowane są inne źródła hałasu, takie jak odgłosy silnika, na przykład poprzez zastosowanie nowoczesnych napędów elektrycznych.

Przyczyną pisku hamulców jest tarcie między tarczą hamulcową a klockami hamulcowymi i wynikające z tego wzbudzanie trybów drgań o częstotliwościach, które są odbierane przez ludzkie ucho jako nieprzyjemne. Podczas projektowania hamulców, modele elementów skończonych są wykorzystywane do określania takich trybów i tłumienia ich występowania poprzez odpowiednie dostosowanie geometrii hamulca lub innych środków projektowych.

Skanujący laserowy wibrometr dopplerowski Optomet umożliwia bezdotykowe wykrywanie, analizę i animowaną reprezentację 3D drgań występujących na powierzchniach tarczy hamulcowej, klocka i zacisku. Umożliwia to precyzyjne porównanie obliczeń modelu elementów skończonych z rzeczywistym zachowaniem drgań i ich weryfikację.

W celu zbadania dynamiki hamulca można wzbudzić hamulec do drgań za pomocą młotka modalnego lub zmierzyć drgania hamulca w warunkach roboczych. Pierwsza metoda zapewnia wszystkie tryby układu hamulcowego, ale wpływ mocowań i sprzęgieł na zachowanie drgań jest pomijany, podobnie jak typowe tryby doświadczane przez kierowcę w rzeczywistym samochodzie. W drugiej metodzie technologia lasera skanującego jest wykorzystywana do operacyjnej analizy drgań układu składającego się z tarcz hamulcowych, klocków i zacisków na hamowniach testowych w warunkach jak najbardziej zbliżonych do rzeczywistych. Jednak ukierunkowana stymulacja odgłosów piszczenia jest zwykle trudna do powtórzenia. Skanujące wibrometry laserowe Optomet są zaprojektowane tak, aby mierzyć tylko wtedy, gdy występuje pisk hamulców, co oszczędza czas i poprawia wydajność testów.

Technologia wibrometru laserowego Optomet SWIR idealnie nadaje się do pomiaru układów hamulcowych i komponentów w konstrukcji pojazdów. Zdecydowana przewaga rozwiązania Optomet w porównaniu z konwencjonalnymi systemami opartymi na HeNe jest szczególnie widoczna podczas pomiaru obracających się tarcz hamulcowych na hamowni. Testy porównawcze wibrometrów SWIR i HeNe wykazały, że ze względu na nadmierny poziom szumów sygnału optycznego, systemy HeNe nie są w stanie dostarczyć danych pomiarowych o wystarczającej jakości lub stosunku sygnału do szumu. Badane rezonanse giną w szumie. Z drugiej strony, zastosowanie technologii wibrometru laserowego Optomet SWIR przynosi radykalną poprawę i w tych zastosowaniach dostarcza dane o poziomie szumów od 40 dB do 50 dB poniżej szczytów rezonansu.