Analyse vibratoire optimisée des freins
Les bruits de freinage comptent parmi les motifs de réclamation les plus fréquents dans l’industrie automobile. Bien qu’ils constituent avant tout une nuisance subjective entraînant des coûts de réparation sous garantie élevés pour le constructeur, les bruits de freinage peuvent également affecter les performances et la durabilité en raison d’un comportement dynamique indésirable du système de freinage. Les constructeurs collaborent avec leurs fournisseurs et sous-traitants afin de développer de nouveaux systèmes de freinage optimisés ou de résoudre les problèmes affectant les conceptions existantes.
Comprendre le crissement des freins
Le comportement dynamique du système de freinage est déterminant pour l’évaluation globale du fonctionnement des freins et des performances perçues d’un véhicule. Le confort des occupants jouant un rôle essentiel dans le développement automobile, les constructeurs cherchent à réduire les coûts des réparations sous garantie et visent, en éliminant le crissement des freins, à améliorer les performances en matière de bruit, de vibrations et de rudesse (NVH) afin de gagner des parts de marché. Dans le segment des véhicules haut de gamme en particulier, le confort acoustique constitue un critère d’achat important pour les clients potentiels. Par ailleurs, les bruits de freinage deviennent d’autant plus perceptibles que d’autres sources sonores, telles que le bruit du moteur, sont supprimées, notamment grâce à l’utilisation de motorisations électriques modernes.
Le crissement des freins est provoqué par le frottement entre le disque et les plaquettes de frein, ainsi que par l’excitation qui en résulte de modes vibratoires à des fréquences perçues comme désagréables par l’oreille humaine. Dans le cadre du développement des freins, des modèles par éléments finis sont utilisés pour identifier ces modes et empêcher leur apparition en adaptant de manière appropriée la géométrie des freins ou en prenant d’autres mesures de conception. Ces modèles de simulation nécessitent des mesures de validation afin de vérifier les paramètres du modèle et les réponses qui en résultent. Avec SMART Lab, les points de simulation peuvent être repris à l’identique comme points de mesure, ce qui permet une validation précise non seulement sur un grand nombre de points, mais aussi aux emplacements adéquats.
Étudier la dynamique des freins dans des conditions réalistes
Le vibromètre laser Doppler à balayage SMART Scan+ d’Optomet permet de mesurer sans contact, d’analyser et de visualiser sous forme d’animations 3D les vibrations apparaissant à la surface du disque, de la plaquette et de l’étrier de frein. Les calculs du modèle par éléments finis peuvent ainsi être comparés avec précision au comportement vibratoire réel et validés.
Pour étudier la dynamique des freins, il est possible d’exciter les vibrations à l’aide d’un marteau modal ou de mesurer les vibrations du frein dans des conditions de fonctionnement. La première méthode permet d’identifier tous les modes du système de freinage, mais néglige l’influence des fixations et des accouplements sur le comportement vibratoire, ainsi que les modes typiques perçus par le conducteur dans un véhicule réel. La seconde méthode fait appel à la technologie laser à balayage pour optimiser l’analyse vibratoire de l’ensemble constitué des disques, des plaquettes et des étriers de frein sur des bancs d’essai, dans des conditions aussi proches que possible de la réalité. Il est toutefois généralement difficile de reproduire à volonté un crissement provoqué de manière ciblée. Les vibromètres laser à balayage d’Optomet sont conçus pour effectuer les mesures uniquement lorsque le crissement se produit, ce qui permet de gagner du temps et d’améliorer l’efficacité des essais. Les systèmes multipoints d’Optomet permettent en outre d’acquérir simultanément un grand nombre de points de mesure — avec SMART Multi-Fiber, même pendant le bref crissement lui-même.
Technologie SWIR pour les disques de frein en rotation
La technologie de vibrométrie laser SWIR d’Optomet est parfaitement adaptée à la mesure des systèmes de freinage et des composants automobiles. L’avantage décisif de la solution Optomet par rapport aux systèmes conventionnels basés sur la technologie HeNe apparaît tout particulièrement lors de la mesure de disques de frein en rotation sur banc d’essai. Des essais comparatifs directs de vibromètres SWIR et HeNe ont montré qu’en raison d’un bruit optique trop élevé, les systèmes HeNe ne peuvent pas fournir de données de mesure présentant une qualité ou un rapport signal/bruit suffisants. Les résonances à étudier sont alors noyées dans le bruit. À l’inverse, l’utilisation de la technologie de vibrométrie laser SWIR d’Optomet apporte une amélioration spectaculaire et fournit, dans ces applications, des données dont les niveaux de bruit, inférieurs de 40 dB à 50 dB aux pics de résonance, se situent donc à un niveau exceptionnellement bas.
Mesure vibratoire pour la recherche, le développement et l’industrie – Optomet propose la solution adaptée à vos exigences.
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