Análisis optimizado de vibraciones en frenos
Los ruidos de los frenos se encuentran entre los motivos de reclamación más frecuentes de los clientes del sector de la automoción. Aunque los ruidos de los frenos constituyen ante todo una molestia subjetiva que genera elevados costes de reparaciones en garantía para el fabricante, el comportamiento dinámico no deseado del sistema de frenado también puede afectar al rendimiento y la durabilidad. Los fabricantes colaboran con proveedores y subproveedores para desarrollar nuevos sistemas de frenado optimizados o solucionar problemas de diseños existentes.
Comprender el chirrido de los frenos
El comportamiento dinámico del sistema de frenado es crucial para evaluar globalmente tanto la función de frenado como el rendimiento percibido de un vehículo. Dada la gran importancia que se concede al confort de los ocupantes en el desarrollo de vehículos, los fabricantes tratan de reducir los costes de las reparaciones en garantía y, mediante la eliminación del chirrido de los frenos mejorar los niveles de ruido, vibración y aspereza (NVH) para ganar cuota de mercado. Especialmente en el segmento de vehículos premium, el confort acústico es un factor importante en la decisión de compra de los clientes potenciales. Además, cuanto más se eliminan otras fuentes de ruido, como el motor —por ejemplo, mediante el uso de modernos sistemas de propulsión eléctrica—, más perceptibles resultan los ruidos de los frenos.
El chirrido de los frenos se debe a la fricción entre el disco y las pastillas de freno, y a la consiguiente excitación de modos de vibración a frecuencias que el oído humano percibe como desagradables. En el desarrollo de frenos se utilizan modelos de elementos finitos para identificar estos modos y evitar que se produzcan mediante una adaptación adecuada de la geometría del freno u otras medidas de diseño. Estos modelos de simulación requieren mediciones de validación que permitan verificar los parámetros del modelo y las respuestas resultantes. Con SMART Lab, los puntos de simulación pueden transferirse con exactitud como puntos de medición, lo que permite realizar una validación precisa no solo en numerosos puntos, sino también en los puntos adecuados.
Análisis de la dinámica de los frenos en condiciones realistas
Con el vibrómetro láser Doppler de barrido SMART Scan+ de Optomet es posible medir sin contacto las vibraciones que se producen en las superficies del disco, la pastilla y la pinza de freno, analizarlas y visualizarlas mediante animaciones 3D, lo que permite comparar y validar con precisión los cálculos del modelo de elementos finitos frente al comportamiento vibratorio real.
Para analizar la dinámica de los frenos, se puede excitar el freno con un martillo modal o medir sus vibraciones en condiciones de funcionamiento. El primer método permite registrar todos los modos del sistema de frenado, pero no tiene en cuenta la influencia de las fijaciones y los acoplamientos en el comportamiento vibratorio ni los modos característicos que percibe el conductor en un vehículo real. En el segundo método, la tecnología láser de barrido se utiliza para optimizar el análisis vibratorio del conjunto formado por discos, pastillas y pinzas de freno en bancos de ensayo, en condiciones lo más realistas posible. Sin embargo, normalmente no resulta fácil reproducir la excitación controlada de los chirridos. Los vibrómetros láser de barrido de Optomet están diseñados para medir únicamente cuando se produce el chirrido de los frenos, lo que ahorra tiempo y mejora la eficiencia de los ensayos. Además, los sistemas multipunto de Optomet permiten registrar simultáneamente numerosos puntos de medición; con SMART Multi-Fiber, incluso durante el breve chirrido.
Tecnología SWIR para discos de freno giratorios
La tecnología de vibrometría láser SWIR de Optomet es idónea para medir sistemas de frenado y componentes de automoción. La ventaja decisiva de la solución de Optomet frente a los sistemas convencionales basados en HeNe se hace especialmente patente al medir discos de freno giratorios en el banco de ensayo. Los ensayos comparativos directos con vibrómetros SWIR y HeNe han demostrado que, debido al excesivo ruido de la señal óptica, los sistemas HeNe no pueden proporcionar datos de medición con una calidad o una relación señal-ruido suficientes. Las resonancias que se desean analizar quedan ocultas por el ruido. En cambio, el uso de la tecnología de vibrometría láser SWIR de Optomet aporta una mejora espectacular y proporciona, en estas aplicaciones, datos con niveles de ruido que entre 40 dB y 50 dB por debajo de los picos de resonancia se sitúan.
Medición de vibraciones en investigación, desarrollo e industria: Optomet ofrece la solución adecuada para sus requisitos.
Contacto