Pare o barulho

Localizada em Canton, Michigan, a Material Sciences Corporation (MSC) é uma fornecedora de materiais e prestadora de serviços de engenharia, trabalhando principalmente em soluções inovadoras para soluções leves, acústicas e metais revestidos. Eles oferecem produtos e serviços para uma ampla gama de indústrias e mercados - do automóvel aos eletrodomésticos.

“Mesmo que o veículo esteja funcionando bem e os freios estejam funcionando perfeitamente, os clientes levarão o veículo de volta a concessionária com uma possível reclamação de garantia se os freios guincharem.”
Charles Evans, especialista técnico em freios da Ford Motor Company

Um Ford GT, o elegante sucessor do campeão dos anos 60 do GT40 Le Mans, pára num semáforo, o condutor e os transeuntes ouvem o ruído baixo e agradavelmente ameaçador do motor. Pouco tempo depois, uma van Ford Galaxy encosta junto ao GT e, enquanto esperam que as luzes mudem, os pais lembram às crianças, pela 42ª vez, que, se não se acalmarem, vão virar à direita e voltar para casa. Estes dois veículos estão em extremos opostos do espectro veicular, mas têm mais em comum do que apenas quatro rodas. Em ambos os casos, enquanto paravam para o semáforo, todos os sons ouvidos eram exatamente os que se pretendiam ouvir: o rosnado cuidadosamente projetado do GT e a conversa entre pais e filhos. 

O que eles não ouviram foi o silêncio igualmente bem projetado dos freios. Os freios são um componente vital nos veículos, mas não são algo que as pessoas queiram reparar. Os freios só devem funcionar, silenciosa e efetivamente: chuva, neve, granizo, calor escaldante ou frio congelante – eles devem fazer o carro parar sem um pequeno ruído. 

A câmara de teste semi-anecóica climatizada da MSC pode transformar uma confortável temperatura ambiente em –15°C úmido, então com uma série de paradas bruscas, elevar a temperatura do freio para 300°C – em menos de 24 horas

“Nós [Ford] gostamos da experiência de testes da MSC; bons dados são imprescindíveis. Quando o seu ruído precisar ser igual a zero, tudo o que se destacar nos dados terá de ser tratado.”
Charles Evans, especialista técnico de freios da Ford Motor Company

A MSC trabalha com fabricantes de equipamentos originais (OEMs), como a Ford, para garantir que os materiais usados nos freios possam atender os requisitos do grupo-alvo do mercado (seja a durabilidade exigida pelas vans de transporte e vagões familiares ou o poder de parada necessário para reinar na massa de um caminhão de trabalho pesado) sem contribuir com um único decibel para o ruído geral da cabine. 

“A MSC suporta os testes de ruído de freio da Ford com uma gama de equipamentos sofisticados projetados para duplicar as condições do mundo real. Registramos todos os dados de ruído de freio que a Ford exige e a Ford faz alterações direcionadas com base nesses dados.”
Matt Murphy, Vice Presidente de soluções de engenharia da Material Sciences Corporation

Um grande desafio

Os veículos motorizados são usados particular e comercialmente em praticamente qualquer ambiente imaginável, e as tensões colocadas nos componentes dos materiais podem diferir drasticamente dependendo das condições ambientais. Dirigindo ou, mais exatamente, frear forte ou suavemente a +45 a –45°C com zero a 100% de umidade afeta os componentes do freio de maneiras drasticamente diferentes, e os componentes precisam ser testados em todos esses espectros ambientais. 

Ford está na indústria há muito tempo. E como eles mantêm um registro das condições climáticas e locais onde foram relatados problemas de ruído de freio, eles têm uma boa ideia de onde potenciais problemas podem surgir. Estes locais não são os climas ambientalmente plácidos e estáveis, mas lugares onde a temperatura e humidade podem atingir extremos ou mudar rápida e drasticamente. Também não são ambientes prontamente disponíveis ou convenientes para testes externos, e são difíceis, se não quase impossíveis, para a maioria das casas de teste simular. 
 
A instalação de testes da MSC não é um desses lugares. Eles testam em um dinamômetro de chassi de quatro rodas em um ambiente de teste semi-anecóico climatizado (temperatura e umidade) que pode – em menos de 24 horas – transformar uma temperatura ambiente confortável em –15°C, depois com uma série de paradas bruscas elevam a temperatura do freio para 300°C. E esses testes podem durar até dois dias – sem interrupção. Nestes ambientes extremos, o equipamento de medição utilizado não deve apenas ser capaz de sobreviver às mudanças ambientais, mas também poder continuar a fornecer dados precisos e confiáveis ao longo de todo o processo. Para atender às suas necessidades, a MSC usa uma combinação de um dinamômetro LINK com o software PULSE™ LabShop da Brüel & Kjær e o módulo de aquisição de dados LAN-XI, medindo simultaneamente as quatro rodas com cinco a seis canais.

O processo
A seqüência de eventos que compõem o processo de teste geralmente é a mesma, seja um novo sistema de freio ou um já existente. O veículo a ser testado é fixado no dinamômetro do chassi, depois é percorrido numa gama de velocidades e condições de freio, tudo sob as várias condições ambientais especificadas pelos engenheiros da Ford. A Ford também fornece protótipos e dados do mundo real que são necessários para a correlação com a simulação de câmara e ambiente. A partir deste ponto, torna-se um processo interativo que requer estreita colaboração entre a MSC e a Ford. 

A qualquer momento, a MSC pode ter de dois a três veículos em vários estágios de testes, executando a variedade dos seus parâmetros ambientais e de desempenho. Este ciclo de extremos gera uma massa de dados que é então fornecida à Ford, que faz ajustes com base nesses dados. A estreita relação de trabalho é importante porque o veículo pode estar de volta no dia seguinte com um novo conjunto de parâmetros de teste. E este ciclo de troca e teste continua até que aquele freio silencioso ideal seja alcançado.

O produto
No final, todos se beneficiam quando as coisas funcionam como deveriam. O usuário final gosta de chegar em segurança a uma parada tranquila sem nunca ter que pensar no que está acontecendo entre a pastilha de freio e o disco. E a MSC e a Ford se beneficiam dos resultados de terem deixado os seus respectivos clientes satisfeitos. O retorno do investimento para dados precisos e de qualidade e a determinação de manter padrões de teste rigorosos vale bem o preço. 


Ford Motor Company

Com sede em Dearborn, Michigan, a Ford Motor Company projeta, fabrica, comercializa e presta serviços a uma linha completa de carros, caminhões, utilitários esportivos (SUVs) e veículos eletrificados, e estão em constante processo de melhoria e aprimoramento de toda a sua linha e desenvolvimento de novos veículos. Isto significa que eles estão constantemente trabalhando com novos materiais e designs que devem aderir às suas rígidas normas de funcionalidade e ruído.