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Estudo da relação entre DTV, BTV e BPV na vibração do tipo judder em sistemas de freio a disco

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Estudo da relação entre DTV, BTV e BPV na vibração do tipo judder em sistemas de freio a disco

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Título Estudo da relação entre DTV, BTV e BPV na vibração do tipo judder em sistemas de freio a disco
Outro título Study of the relationship between DTV, BTV and BPV over judder-type vibration in disc brake systems
Autor Jardim, Francisco Bisotto
Orientador Tamagna, Alberto
Data 2009
Nível Mestrado
Instituição Universidade Federal do Rio Grande do Sul. Escola de Engenharia. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica.
Assunto Freios
Veículos
Resumo Vibrações de baixa frequência, conhecidas por judder, figuram entre as maiores reclamações de consumidores para problemas originados pelos sistemas de freio automotivos, uma vez que penalizam o conforto do veículo. Em freios a disco, o judder procede de divergências dimensionais que resultem na variação da espessura do disco ao longo de sua circunferência, o chamado DTV (disc thickness variation). Como consequência deste fenômeno são observadas variações no torque de frenagem (BTV ou brake torque variation) e flutuações na pressão do fluído de freio (BPV ou brake pressure variation), ambas induzindo vibrações em frequências proporcionais à rotação das rodas e que são percebidas principalmente no volante, no pedal de freio ou no assoalho do veículo. Durante o desenvolvimento de sistemas de freio, ensaios em bancada e em veículo monitoram o desenvolvimento do DTV ao longo de sucessivas frenagens. A medição do DTV, que não passa de algumas dezenas de micra, exige a utilização de sistemas de precisão que, por sua vez, estão sujeitos a erros inerentes ao procedimento de montagem e desmontagem ou ainda da própria vibração das bancadas de ensaio onde são instalados. Por outro lado, as medições de torque e pressão estão menos sujeitas a estas interferências, podendo servir como parâmetros de avaliação do freio. No presente trabalho, discos em diferentes níveis de DTV foram preparados e montados em um veículo instrumentado para a medição de vibrações. Um procedimento de frenagens em diferentes pressões foi executado com cada disco, de forma a determinar a condição a partir da qual o judder se torna crítico. Em continuação, ensaios em um dinamômetro inercial simularam o mesmo procedimento, de onde se buscou medir o BTV e o BPV nos diferentes níveis de variação de espessura de disco. Como resultado foi observado que a medição do BTVRelativo, bem como a do BPVMáximo, em frenagens com pressão entre 30 e 50 bar, demarcam patamares que permitem determinar se o disco de freio se encontra com um DTV acima do limite admissível para a não-ocorrência de vibrações consideradas desconfortáveis. Desta observação, conclui-se que os procedimentos de ensaio em bancada podem ser incrementados de frenagens em pressão da ordem de 40 bar, em etapas estratégicas do teste, onde a medição do BTVRelativo e/ou do BPVMáximo podem fazer parte dos critérios de aprovação para o freio em avaliação.
Abstract Low frequency vibrations, also known as judder, are one of the major customer complains on brake system issues, since they bring a penalty for vehicle comfort. Regarding disc brakes, judder is originated by dimensional faults resulting in the disc thickness variation (DTV) along its circumference. As a consequence of this phenomenon, brake torque variations (BTV) and brake pressure variations (BPV) are observed, both resulting in vibrations that can be felt in the steering wheel, brake pedal and vehicle floor, at frequencies proportional to the wheel speed. When developing a new brake system, vehicle and bench tests are performed in order to monitor the DTV growth along successive snubs. In measuring DTV, which in most cases does not overcome several tens of micron, high precision measuring devices are required which, by the way, are subjected to measurement errors due to assembly/disassembly of sensors or affected by the vibration of the test bench itself. On the other hand, the brake torque and pressure measurements are less influenced by these interferences and might be useful parameters on brake evaluation. As part of this study, discs in different levels of DTV were prepared and assembled in a vehicle instrumented to the measurement of the vibrations. A test procedure with snubs at different pressures was performed over each disc, as a way to access the condition for critical judder. After that, a inertia dynamometer was employed to simulate the same test procedure, were the BTV and DTV were measured against the different levels of DTV. As a result it was observed that the BTVRelative measurement, as well as the BPVMaximum measurement, in snubs with pressure between 30 and 50 bar, present well defined levels which permit to identify if a brake disc DTV is above the acceptable limit for non-generation of vibrations classified as uncomfortable. From this observation, the conclusion is that brake test procedures can incorporate additional snubs with pressure of around 40 bar, in strategically defined stages, where the BTVRelative and/or BPVMaximum measurements may figure as part of the criteria for brake approval.
Tipo Dissertação
URI http://hdl.handle.net/10183/17883
Arquivos Descrição Formato
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