汽车制动噪声测试系统

一、BNA 系统概述车辆制动噪声测试BNA系统是汉航北京科技有限公司基于汉航NTS.LAB平台研发的综合性测试设备专门应用于车辆道路试验核心目标是实现对车辆制动噪声的全方位监测、精准分析与数据记录。该系统通过实时捕捉制动系统工作状态精确定位噪声来源为优化制动系统设计、提升车辆性能提供关键数据支撑对增强车辆驾驶舒适性与行驶安全性具有重要意义。一制动噪声分类及特征制动噪声根据频率范围、产生场景及声音特征可分为三类具体参数如下表所示二系统核心优势与测量数据BNA系统可采集的核心数据包括但不限于制动次数、制动噪声产生次数、各车轮噪声数据、轮端振动情况、刹车片温度、制动管路压力、车辆行驶速度、车辆加减速数据、噪声声压等。其核心优势在于能够助力制动系统优化支持系统设计改进与材料升级精准发现潜在问题提升制动系统性能与可靠性服务研发迭代为后续车型研发、改进提供数据依据助力产品性能持续提升改善用户体验通过降低制动噪声显著提升车辆驾驶舒适性全方位监测分析集成多类传感器与分析模块实时采集数据并通过匹配算法判断噪声情况实现制动系统状态的全面把控。二、BNA硬件系统BNA硬件系统由数采系统、核心硬件设备及集成架构三部分组成具备高精度、高稳定性、抗干扰性强等特点可满足复杂道路试验环境下的测试需求。一数采系统——汉航Hunter Mobile系列图1 数采系统Hunter系列汉航Hunter Mobile数采硬件是BNA硬件的核心数据采集单元技术参数与性能优势突出具体如下支持LXI总线级联拓展支持IEEE 1588 ptp V2精密时钟协议同步精度可达纳秒级。支持多种信号类型的传感器如IEPE、电压、应变、RTD、热电偶、4~20mA电流、电位计、编码器等支持对外桥路供电、传感器供电。支持多种测试类型NVH测试、车辆性能测试等。支持级联拓展支持IEEE 1588 PTP V2精密时钟协议同步精度可达纳秒级。支持WIFI通信和组网内置2路北斗/GPS车辆总线数据互联内置CAN及CAN-FD内置2通道Flexray支持2路RS232通信内置大容量存储支持在线/离线数据采集支持交流220V(±15%或直流12~36V宽压输入以及PoE供电EN61326-2-1:Class A放射标准工业抗扰度标准及EN55011(CISPR 11):Class A放射标准防护等级可达IP65工作温度-40℃~85℃工作湿度5%~95%无冷凝二核心硬件设备BNA系统配备多类专用硬件设备协同实现数据采集、信号处理与状态监测具体设备配置如下主机系统控制核心负责数据汇总、指令下发与逻辑运算高分辨率触控屏提供可视化操作界面支持参数设置、测试控制与数据预览电荷放大器对传感器输出的微弱电荷信号进行放大提升信号精度惯导采集车辆姿态、行驶方向、加减速等运动状态数据压力传感器监测制动管路压力实时反馈制动系统压力变化热电偶测量刹车片、刹车盘温度记录制动过程中的温度波动遥测设备实现无线数据传输避免有线连接受车辆运动的干扰温湿度传感器记录试验环境温湿度为数据后续分析提供环境参数参考图2 BNA系统硬件组成三硬件集成架构BNA硬件采用模块化集成设计通过工装适配箱、网络适配器等组件实现各设备的高效连接与协同工作集成架构特点如下图3 BNA系统架构图连接逻辑各传感器麦克风、加速度计、压力传感器、热电偶等通过信号线连接至工装适配箱再经网络适配器接入Hunter数采系统遥测设备分为发射机与接收机分别部署在车辆测试端与数据接收端实现无线数据传输惯导设备配备独立天线确保运动数据采集精度。供电保障系统中大部分设备的供电都集成在了系统内部可避免测试过程中由于振动等意外情况引发供电不足的问题导致测试中断能够保障测试连续性。信号管理工装适配箱设多个信号口信号口1-4分类管理不同类型传感器信号降低信号干扰提升数据采集精度。图4 BNA系统实测图三、核心软件模块功能BNA软件系统基于汉航NTS.LAB测试平台开发包含平台基础功能与BNA专用模块支持从参数设置、实时测试到数据后处理的全流程操作具备易用性强、数据处理效率高、分析功能全面等优势。一NTS.LAB测试平台基础功能性能与兼容性基于64位平台开发显著提升海量数据处理能力支持高性能数据库存储SQL、Oracle或国产数据库可选数据存储无限制且完整性高保障数据安全。界面与可视化采用专业简洁的操作界面针对多通道、高实时性图形显示进行优化支持数据实时预览与动态更新提供3D模型视图可直观展示车辆与传感器部署位置。核心能力具备高精度噪声监测与分析算法支持多参数协同分析为制动噪声定位与原因诊断提供算法支撑。图5 NTS.LAB 测试平台二BNA专用模块功能BNA专用模块分为项目信息、通道设置、示波、制动噪声测试设置、测量、后处理六大功能模块覆盖测试全流程。具体功能如下图6 BNA系统软件模块1.项目信息模块核心功能记录项目基础信息、驾驶员信息与被测试车辆参数为测试数据溯源与后续分析提供基础依据。图7 BNA项目信息界面录入内容包括项目名称、测试日期、填报人驾驶员姓名、操作资质车辆样车编号、整车制造商、车型、底盘号、发动机型号、变速箱型号、驱动形式、轮胎型号、载荷空载/满载、轮胎气压、制动器总成参数制动钳、刹车片、刹车盘、真空助力器、总泵等、车况与备件状态车身外观、钥匙、备胎、随车工具等。2.通道设置模块图8 BNA通道设置界面通道设置界面可对各采集通道的参数进行配置确保传感器信号精准采集与数据有效性。可对各通道类型噪声、振动、温度、压力等、物理量纲dB(A)、g、℃、bar等、灵敏度、输入模式单端/差分、分组类型、通道标签等进行相关配置。3.示波模块图9 BNA示波界面示波界面可预览各通道实时信号修改采集参数确保测试前设备与参数配置无误。信号预览实时显示各通道时间流信号如噪声声压、振动量级、温度等支持多通道同时预览与对比。参数配置可设置基础采集参数采样率、块大小、带宽、频率分辨率、时间分辨率与高级参数采样模式、平均类型、平均数、窗函数类型、重叠率等支持通道状态监测与运行日志查看。4.制动噪声测试设置模块制动噪声测试设置模块可配置噪声分析相关参数指定各参数对应的采集通道为噪声判定与定位提供标准。参数设置包括以下部分图10 BNA测量设置界面分析参数分析范围需小于采样率的一半、频率分辨率、窗口带宽、最大声/振容差、峰值间隔、噪声阈值、DELTA阈值、振动阈值等。谐振控制支持勾选“谐振”选项排除前后轴左轮与右轮谐振干扰可设置前轴阈值、后轴阈值。通道匹配为汽车前进速度、行驶里程、加减速、制动踏板力/位移、真空度、环境温湿度、各车轮制动压力/温度/振动/噪声等参数指定对应采集通道。工况标记支持正常行驶、抖动、搜索三种默认工况可根据测试需求新增或修改工况类型。5.测量模块图11 BNA实时测量界面测量模块为实际测试过程中的实时采集模块测试流程包括新建班次输入班次名称与备注建立测试数据存储单元。启动采集点击“开始”按钮系统进入实时采集状态当制动噪声出现时自动凸显匹配轮端并弹出1-10分打分板未及时打分则自动跳过。结束测试测试完成后点击“班次完成”系统自动存储该班次所有测试数据支持查看累计班次、累计里程等统计信息。在测量模块中提供了三种界面Basic基础、Advanced高级、Custom自定义三种显示模式可满足不同测试场景下的信息查看需求。每个界面模式介绍如下Basic模式显示核心数据车速、行驶里程、各车轮噪声频率/声压级/振动量级、制动温度/压力、环境温湿度等界面简洁直观。图12 BNA测量界面Basic模式Advanced模式在Basic模式基础上增加数据曲线如时间流信号、频率谱线支持动态数据分析。图13 BNA测量界面Advanced模式Custom模式支持用户自定义显示参数与界面布局灵活适配个性化测试需求。图14 BNA测量界面Custom模式6.后处理模块图15 BNA后处理界面后处理模块是测试数据的“深度分析中心”支持对所有班次的制动数据进行多维度处理与展示具体功能包括数据管理支持选择班次、导入项目数据查看基础统计信息班次数量、总制动次数、噪声次数、累计行驶里程。数据分析多维度图表生成时域图、频谱图、时频谱支持噪声声压级VS频率、制动车速VS频率、制动压力VS频率、减速度VS频率、温湿度VS频率、盘温曲线、声压级VS减速度、车速VS减速度等关联图表直观呈现数据关系。重新分析可修改分析参数如分析范围、噪声阈值对历史数据进行重新计算优化分析结果。结果输出支持生成标准化测试报告包含基础信息、关键数据各轮噪声频率、声压级、振动量级、制动温度/压力/车速、统计图表等报告可直接导出用于研发汇报或试验总结。图16 BNA后处理报表生成四、总结基于汉航NTS.LAB平台的BNA系统实现了车辆制动噪声测试的全流程覆盖。从噪声数据采集、实时分析判定到后处理报告生成系统具备高可靠性、高精准度与高易用性可有效助力车企优化制动系统设计、解决制动噪声问题、提升车辆产品竞争力为车辆制动性能研发与测试提供关键技术支撑。