テストベンチにおけるブレーキの温度分布解析の重要性

ブレーキディスクの熱的挙動を試験中に理解することは、設計の最適化や安全性の確保において不可欠です。トレーラーやフォークリフトなどの特殊車両用ブレーキシステムを製造するKnott GmbHは、ブレーキディスクに関する広範な研究開発を行っています。同社はテストベンチを使用して実際の環境をシミュレーションし、ブレーキディスク表面の温度分布を観察しています。このプロセスの目的は、制動時にどのように熱が生成され、放散されるかを理解することです。温度分布が不均一であると、熱応力が発生し、破損につながる可能性があるため、慎重な解析が必要です。

テストプロセスでは、ブレーキディスクをテストベンチに取り付け、繰り返し制動サイクルを実行します。大きな熱が発生する急な坂道を下るシナリオなどが想定され実験を行います。このプロセスでの大きな課題は、放射率が変動する金属製のブレーキディスク表面全体の温度を正確に測定することです。従来の熱電対や接触型のセンサーは、特定のポイントでの温度しか測定できず、摩擦による損耗や損傷を受けやすいため、十分な情報を得ることは困難でした。

このような課題を解決するために、広い範囲の温度分布が確認できる高解像度のデータを非接触で取得できる赤外線サーモグラフィーカメラを代表とする赤外線温度測定技術の採用が進んでいます。エンジニアは、ブレーキディスク全体の温度分布をリアルタイムで捉えることができ、ホットスポットの特定や、試験条件下での熱的挙動を包括的に評価することができます。

動的テストにおける高速サーマルイメージングの活用

Knott GmbHでは、ブレーキディスクの温度測定の課題に対処するために、テストベンチにOptris PI400i赤外線サーモグラフィーカメラを採用しました。PI400iは、オプションで20 ～ 400℃の温度範囲を非接触で測定できるため、ブレーキディスクの熱的挙動を観察するのに理想的です。このカメラは最大80Hzの高速サーマルイメージングが可能で、ブレーキの動的試験中の温度変動を詳細に解析できます。

PI400iはテストベンチに固定設置されており、一貫した再現性のある測定が可能です。コンパクトな設計とUSB接続により、既存のシステムに容易に統合でき、分析ソフトウェアにリアルタイムデータを提供します。このセットアップにより、ブレーキディスク表面全体を観察でき、従来のパイロメーターのような単一点で測定するデバイスの制限を克服しています。特に高速フレームレートは、ブレーキディスクが受ける熱衝撃を理解するために不可欠な急激な温度変化の捕捉に役立ちます。

Optrisの赤外線サーモグラフィーカメラは、ブレーキディスク表面の放射率の変化にも効果的に対応します。放射率は必ずしも理想的ではないものの、粗い表面はLTの波長範囲（8 ～ 14μm）で温度測定が可能です。赤外線サーモグラフィーカメラを用いることで、エンジニアは信頼できる温度データを取得できます。

Knott GmbHが費用対効果の求められる温度監視にOptrisを選ぶ理由

Optris PI400i赤外線サーモグラフィーカメラの導入により、Knott GmbHのブレーキディスクテストプロセスには多くの利点がもたらされました。高解像度のサーマルイメージにより、従来の測定方法では取得できなかった温度分布パターンを特定することが可能となりました。この詳細な熱解析により、ブレーキディスクの設計が最適化され、性能と安全性の向上につながりました。

Knott GmbHによって観察された主な利点の一つは、正確な熱データに基づいてブレーキディスクの材料組成と構造を微調整できることです。特に、ブレーキディスクの各セクションが熱応力下でどのように反応するかを把握することで、エンジニアは冷却戦略の改善や材料使用量の削減、ひいては生産コストの削減のために、情報に基づいた判断ができるようになりました。また、PI400iのリアルタイムモニタリング機能により、テスト中に即座に調整が可能となり、潜在的な故障を防ぎつつ、最高水準の安全基準を満たすブレーキシステムの開発が実現しています。

Optrisは、高性能な赤外線カメラ、使いやすいソフトウェア、強力な技術サポートを兼ね備えた熱監視ソリューションの最適なパートナーとして優位性をもっています。PI400iの特徴は、高速イメージング、組込みの容易さ、過酷な環境における信頼性などであり、自動車試験だけでなく、それ以外の幅広い用途で不可欠なツールとなっています。