Введение - Eurorigan

1/6
Данное
исследование
касается
предлагаемой
ПРОТИВОСКРИПНОЙ
КРАСКИ
NOISELOCKER 618/14 для использования ее в качестве шумопоглошающего покрытия.
Ранее проведенные исследования показали незначительную разницу между различными
типами шумопоглощающих покрытиями, однако при высокочастотных колебаниях
противошумные пластины оказались чуть более эффективными.
Результаты показывают, что при низких и высоких частотах существует незначительная
разница между протестированными противошумными покрытиями, а при средних частотах,
в диапазоне 10.000 Гц NOISELOCKER 618/14 имеет лучшие характеристики
шумопоглощения, хотя при определенных частотах пластины все-таки оказываются
эффективнее. Это свидетельствует о том, что NOISELOCKER 618/14 оказывает двойное
противошумное действие.
Введение
В производстве крупногабаритных изделий, таких как станки и детали кузова автомобилей
в качестве шумопоглошающего покрытия долгое время использовались смолы. Их
эффективность признана в этих отраслях промышленности, однако их применение для
небольших деталей, подверженных динамическим нагрузкам, таких как тормозные колодки,
не дает необходимого результата.
«Шумопоглощающие» решения уже существуют в виде «пластин», таким образом, любая
замена должна быть оправдана наглядными и измеряемыми преимуществами, такими как
эффективность или стоимость.
Дополнительные поглотители шума могут привести покупателя к мысли, что колодка
«скрипит», что, в свою очередь, повлияет на репутацию производителя. Если поглотитель
не будет выглядеть как дополнительная накладка или запоздалое (исправляющее)
технологическое решение, это будет преимуществом.
2/6
NOISELOCKER 618/14 удовлетворяет последнему требованию.
ШУМ ПРИ ТОРМОЖЕНИИ
Когда дисковые тормоза производят высокочастотный шум, больше 3000 Гц, компонентами
в тормозной системе испытывающими нагрузки, следует считать только фрикционную пару
(диск и колодка).
Когда колодка работает, она испытывает вибрационные нагрузки на скручивание и на
изгиб. Типичный пример нагрузок на изгиб показан на рис. 1.
Обычно металлический каркас тормозной колодки покрывается порошковой краской
(полиэстер, эпоксидная и др.), а затем проводится термообработка при высокой
температуре (около 220°C). Этот процесс очень похож на тот, который применяется для
нанесения и вулканизации NOISELOCKER 618/14. Поэтому NOISELOCKER 618/14
очень удобно использовать по той же технологии и одновременно с порошковой краской,
которой окрашивается каркас колодки для придания ему эстетичного вида.
Противоскрипная краска в лучшую сторону отличается от стандартных шумопоглощающих
пластин не только из-за удобства в применении и стоимости, но также благодаря более
высоким поглощающим характеристикам.
Характеристики зависят от выбора процесса нанесения краски. Нанесение с помощью
металлических роллеров обеспечивает неоднородный продольный рисунок, как у
древесной коры. Это не влияет на шумопоглощающие характеристики, так как продольные
полосы обеспечивают шумопоглощение под углом 45° к направлению нагрузки, как
показано на рис. 2.
ТЕСТИРОВАНИЕ
•
Инструмент
При проведении исследования был проведен анализ колебаний и частотных характеристик
в диапазоне до 15.000 Гц, который может быть описан следующим образом:
С помощью пьезоэлектрических кристаллов на компоненты подавалось принудительное
возбуждение.
Синусоидальный
частотный
сигнал
обрабатывался
гетеродинным
анализатором B&K после прохождения через соответствующий усилитель. Это позволило
3/6
автоматически изменять частоту в пределах от 0 до 15000 Гц. Гетеродинный анализатор
приводился в действие механически посредством самописца, который регистрировал
частоты по оси “x” каждые 100 Гц. Реакция компонента на входной сигнал считывалась с
использованием 25-мм микрофона для определения уровня издаваемого шума. Эта реакция
отображалась самописцем по оси “y”. Таким образом, легко определялись естественные
частоты компонентов и эффективность применения NOISELOCKER 618/14 при
определенных условиях.
Важно отметить, что потребляемая энергия для каждой тестируемой колодки была
одинакова для обеспечения сравнимости результатов. Расположение микрофона
относительно колодки также было одинаковым при проведении каждого отдельного теста.
•
Подготовка колодки
Для обеспечения сравнимости результатов колодки были взяты из одной партии, от
производителя оригинальных запасных частей.
В ходе теста изучались как варианты толщины наносимого слоя, так и характеристики
направления нанесения.
Выбранные колодки были покрыты слоем NOISELOCKER 618/14 тремя различными
способами: поперечной полосой 50 мм, 80 мм и на всю поверхность колодки. Колодка с
полосой нанесенного покрытия означает, что концы колодки остались без
противоскрипного покрытия. Некоторые слои были продублированы для последующего
сравнения.
Для прилегания пьезоэлектрического кристалла на каждой колодке была сделана выемка
шириной 7мм и длиной 30мм под углом 45°, по глубине – только для удаления слоя
противоскрипного покрытия. Выемка была сделана точно по центру колодки.
Причина выполнения выемки под углом состояла в том, чтобы имитировать нагрузки при
вибрации как на скручивание, так и на изгиб.
•
Обзор начальных результатов
Тест заключался в следующем:
- Проведение записи “эталонного теста” на колодке безо всякого специального
покрытия или пластины
4/6
После эталонного теста на всю поверхность колодки прикреплялась пластина. Это
означает, что пластина была высверлена для возможности подведения контактов
пьезоэлектрического кристалла, а затем фиксировалась только под давлением, что
обеспечивало целостность кристалла при высокой температуре.
Эталонный тест оформлялся в конце испытания.
•
Общие наблюдения
Были сделаны следующие общие наблюдения:
-
-
-
•
частота 3700 Гц использованная для эталонного теста не возникает
достаточно часто при работе колодок. На этой частоте проявляются
вибрационные нагрузки на изгиб.
Все модифицированные колодки издавали шум при частоте 5700 Гц, при этом
колодки, обработанные NOISELOCKER 618/14, показывали значительно
меньший уровень шума, чем колодки с пластинами. Прикрепленные после
пластины не издавали шум на этой частоте.
Все модифицированные колодки издавали показывали более высокий уровень
шума при частоте 6100 Гц.
Учитывая, что шкала шума является логарифмической, колодки с пластинами
заметно снижали уровни частот выше 10.000 Гц.
Колодки, обработанные NOISELOCKER 618/14, показывали очень
незначительный сдвиг частот в диапазоне высоких частот (выше 10.000 Гц).
Возможно, на этих частотах более значимым оказался небольшой эффект
жесткости смолы, нанесенной на обратную сторону колодки.
Выводы
Колодки с противошумными пластинами демонстрируют незначительно более качественное
шумопоглощение при высоких частотах по сравнению с колодками, обработанными
NOISELOCKER 618/14.
На некоторых частотах возникает ситуация, когда применение как пластины, так и
NOISELOCKER 618/14 служит причиной увеличения амплитуды шума. Это требует
дальнейших исследований.
В общем, разница между различными системами шумопоглощения кажется относительно
небольшой. Обоснованы дальнейшие исследования для изучения этих различий и
определения влияния обеих систем, так как пластины находятся на большей глубине
рабочей колодки.
•
Откорректированные тесты и результаты
Частотные характеристики представлены на графике 01, где частота отображена по
горизонтальной оси (x), а уровень шума по вертикальной (y). Следует отметить, что
вертикальная ось логарифмическая – шкала от 1 до 5 используется для сравнения скорее
как показатель абсолютного значения.
5/6
•
Общие наблюдения
Тип колодки
Эталон
Пластина
NOISELOCKER
618/14
Уровень dB
3.3
2.75
2.6
Абс. значение
1
0.28
0.2
Снижение шума %
0
72
80
Если разделить диапазон частот на три уровня, можно сделать следующие замечания:
-
-
-
В нижнем диапазоне частот наблюдается незначительная разница между
колодками с пластинами и колодками, обработанными NOISELOCKER
618/14, хотя пластины, кажется, снижают шум на частоте около 6000 Гц. В
обоих случаях колодки не возбуждают шума для необходимости
эффективного его снижения.
В среднем диапазоне частот можно наблюдать, что колодки, обработанные
NOISELOCKER 618/14, издают меньший уровень шума, чем колодки с
пластинами.
Эталонный образец показывает максимальный уровень шума 3.3 dB, колодка с
пластиной 2.75 dB, а колодка с NOISELOCKER 618/14 - 2.6 dB. В следующей
таблице показано снижение шума до 28% от эталонного образца с помощью
пластины и до 20% с помощью NOISELOCKER 618/14.
Отмечено, что на двух различных частотах около 10 кГц пластина не демонстрирует
одинакового эффекта шумопоглощения. Предполагается, что в данном случае одна частота
может вызывать нагрузки на изгиб, а в другом на скручивание. Если это так, то пластину
нельзя признать одинаково эффективной в двух направлениях нагрузки, как
NOISELOCKER 618/14 .
На высоких частотах и пластина и NOISELOCKER 618/14 увеличивают амплитуду шума
на частоте около 14 кГц. Причина этого неизвестна.
Во всех случаях, когда применяется система шумопоглощения, происходит сдвиг частоты.
Возможно, это связано с эффектом жесткости прилагаемого материала, пластина дает
больший сдвиг, чем NOISELOCKER 618/14.
•
Выводы
Оба протестированных метода снижения уровня шума показывают основную частоту от
значений эталонного образца.
Это происходит вследствие эффекта жесткости применяемого материала шумопоглощения.
Из-за своей структуры пластина показывает больший сдвиг.
Пластина обеспечивает несколько лучшие результаты при низких частотах, так как
очевидно, что она полностью подавляет частоты около 6 кГц.
NOISELOCKER 618/14 показывает значительно более высокие результаты в среднем
диапазоне частот (около 10 кГц), где он снижает уровень шума до 20% от начального
6/6
(снижение на 80%), при том, что пластина снижает шум до 28% от эталона (снижение на
72%).
Очевидно, что NOISELOCKER 618/14 эффективно выполняет функцию снижения шума
при работе тормозных колодок. Тем не менее, необходимо тестирование продукта
непосредственно на автомобилях для окончательного признания того факта, что он
пригоден при высоких частотах и сопоставим по эффективности с шумопоглощающими
пластинами.