Оптимизированный анализ вибрации тормозов

Шум тормозов - одна из основных проблем, на которую жалуются покупатели в автомобильной промышленности. Хотя шум тормозов - это преимущественно субъективная проблема, вызывающая раздражение и представляющая собой высокую стоимость гарантийного ремонта для производителя, производительность и долговечность также могут быть скомпрометированы из-за нежелательного динамического поведения тормозной системы. Производители работают с поставщиками и субпоставщиками для разработки новых оптимизированных тормозных систем или решения проблем с существующими конструкциями.

Динамическое поведение тормозной системы имеет решающее значение для общей оценки функциональности тормозов автомобиля и его ощутимых характеристик. Поскольку комфорт пассажиров имеет столь большое значение при разработке автомобилей, производители стремятся снизить затраты на гарантийный ремонт и предложить лучшие показатели шума, вибрации и жесткости (NVH), чтобы завоевать долю рынка за счет устранения визга тормозов. Особенно в сегменте автомобилей премиум-класса акустический комфорт является важным фактором для потенциальных покупателей при принятии решения о покупке. Кроме того, шум тормозов воспринимается тем сильнее, чем больше устраняются другие источники шума, такие как шум двигателя, например, за счет использования современных электроприводов.

Причиной визга тормозов является трение между тормозным диском и колодками и возникающее при этом возбуждение режимов вибрации на частотах, которые воспринимаются человеческим ухом как неприятные. При разработке тормозов используются конечно-элементные модели для определения таких режимов и подавления их возникновения путем соответствующей адаптации геометрии тормоза или других конструктивных мер.

Сканирующий лазерный доплеровский виброметр Optomet позволяет бесконтактно определять, анализировать и отображать в 3D-анимации вибрации, возникающие на поверхностях тормозного диска, колодки и суппорта. Это позволяет точно сравнить расчеты конечно-элементной модели с реальными вибрациями и подтвердить их.

Для исследования динамики тормоза можно возбудить его колебания с помощью модального молотка или измерить вибрации тормоза в рабочих условиях. Первый метод позволяет определить все режимы работы тормозной системы, но при этом пренебрегается влиянием креплений и муфт на поведение вибрации, а также типичными режимами, которые испытывает водитель в реальном автомобиле. Во втором методе сканирующая лазерная технология используется для оперативного анализа вибраций системы, состоящей из тормозных дисков, колодок и суппортов, на диностендах в условиях, максимально приближенных к реальным. Однако целенаправленное стимулирование скрипящих звуков обычно нелегко повторить. Сканирующие лазерные виброметры Optomet разработаны для измерения только в момент возникновения скрипа тормозов, что экономит время и повышает эффективность испытаний.

Технология лазерных виброметров Optomet SWIR идеально подходит для измерения тормозных систем и компонентов в конструкции автомобилей. Решающее преимущество решения Optomet по сравнению с традиционными системами на основе гелий-неонового излучения особенно очевидно при измерении вращающихся тормозных дисков на диноскопе. Испытания SWIR и He-Ne виброметров в режиме "спина к спине" показали, что из-за чрезмерного уровня шума оптического сигнала He-Ne системы не могут предоставить измерительные данные достаточного качества или соотношения сигнал/шум. Исследуемые резонансы теряются в шуме. Использование технологии лазерного виброметра Optomet SWIR, напротив, значительно улучшает ситуацию и позволяет получать данные с уровнем шума, который на 40-50 дБ ниже пиков резонанса.