Aufzeichnung der drei Kräfte und drei Momente an jedem Rad während der Fahrt des Fahrzeugs
Kurz zusammengefasst
Alles, was die Straße in ein Fahrzeug einleitet, geht durch den Radmittelpunkt. Ein Messrad nimmt die Stelle des Radmittelpunkts ein, zwischen einer für das Fahrzeug gefertigten Radnaben-Anpassung und einer Felgen-Anpassung, und misst dort die drei Kräfte und die drei Momente, während das Fahrzeug auf der realen Oberfläche fährt. Die Signale werden auf dem Rad verstärkt und digitalisiert, verlassen es über einen Schleifring oder ein Telemetrie-System, und das CT2-Interface gibt sie in Echtzeit in Fahrzeugachsen aus. Die Straßenlastdaten werden auf den Oberflächen von Prüfgeländen und bei Einzelereignissen wie einem Schlagloch aufgezeichnet.
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- am Radzentrum gemessene Lastkomponenten
- 15,5 bis 700 kN
- Kraftaufnahme in Radialrichtung, Baureihe LW
- ISO/IEC 17025
- Kalibrierung, mit einer Matrix und einem Kalibrierschein pro Seriennummer
Kraftfluss
Der Aufnehmer ist ein Ring aus Edelstahl zwischen Felgenadapter und Radnabenadapter. Unter Last verformt sich der Ring, und Vierstrang-Dehnungsmessstreifen-Brücken (DMS) wandeln diese Verformung in ein Signal pro Komponente um. Die Messung erfolgt auf einem rotierenden Bauteil: Die Kräfte drehen sich mit dem Rad, daher werden die Signale mit dem Radwinkel in jedem Augenblick in den Achsen des Fahrzeugs ausgedrückt.
Die sechs Komponenten wirken gleichzeitig, und eine Last in einer Richtung erscheint zum Teil im Signal einer anderen. Jeder Aufnehmer wird mit seiner Kalibrierungsmatrix geliefert, die dieses Übersprechen korrigiert; die Querempfindlichkeit nach der Korrektur liegt beim LW12.8-50 unter 0,5 % v. E. Der Aufnehmer funktioniert auch neben der Bremse und bei Witterungseinfluss: Er ist temperaturkompensiert und wetterfest.
Instrumentierung
Die Baureihe LW deckt Fahrzeuge vom Motorrad bis zum Lkw der Klasse 8 ab. Die angegebene Kapazität bezieht sich auf die Radialkraft, Fx und Fz. Derselbe Aufnehmer lässt sich auch über Flansche oder Radnaben auf einem Prüfstand montieren, rotierend oder nicht.
| Motorrad | LW-MC-3.5K, 15,5 kN |
|---|---|
| Pkw und SUV | LW12.8-50, 50 kN · LW65, 65 kN |
| Schweres SUV und Pick-up | LW-2T-20K, 90 kN |
| Mittelschweres Nutzfahrzeug | LW-2T-30K, 133 kN |
| Lkw und Zugmaschinen der Klasse 8 | LW-2T-100K-S, 445 kN |
| Sehr schwere Fahrzeuge | LW700, 700 kN, Radnaben mit einem Lochkreis von 425 mm |
| Ebenfalls gemessen | Radwinkel mit 0,17° Auflösung über den Schleifring, Raddrehzahl, X- und Z-Beschleunigung |
| Umgebung | wetterfest, temperaturkompensiert, −40 bis 125 °C |
Signalpfad
Eine Radkraftmessung besteht aus drei Teilen: dem Aufnehmer, der Verbindung, die die Signale vom Rad abführt, und dem Interface-Kasten im Fahrzeuginnenraum. Der auf dem Aufnehmer montierte Messverstärker digitalisiert die Brückensignale. Sie verlassen das Rad über einen Schleifring, der auch den Drehgeber für Radwinkel und Raddrehzahl trägt, oder über einen induktiv gespeisten Telemetrie-Sender; beide Pakete sind am selben Aufnehmer austauschbar. Der Interface-Kasten CT2 nutzt den Radwinkel für die Koordinatentransformation, korrigiert das Übersprechen in Echtzeit und liefert analoge, CAN- und Ethernet-Ausgänge an den Rekorder.
Vorgehen
- 01
Radzentrum ersetzen
Der Aufnehmer ist zwischen einem für das Rad gefertigten Felgenadapter und Radnabenadapter verschraubt. Die Adapter erhalten den ursprünglichen Einpresstiefen-Versatz: eine breitere Spur würde die gemessenen Kräfte verändern.
Messräder der Baureihe LW - 02
Stator halten
Die Statorstange des Schleifrings wird an nicht gelenkten Rädern von der Karosserie aus vertikal gehalten. An gelenkten Rädern korrigiert die Statorwinkel-Korrekturvorrichtung den Radwinkel in Echtzeit.
Statorhalterung und Winkelkorrektur - 03
Shunt-Kalibrierung und Nullpunkt
Versorgen Sie die Interfaces, starten Sie die Shunt-Kalibrierung und nehmen Sie dann bei auf der Hebebühne stehendem Fahrzeug den Nullpunkt vor, während jedes Rad zwei Umdrehungen ausführt. Verwenden Sie die Kalibrierung, die mit der Seriennummer dieses Aufnehmers geliefert wurde.
- 04
Drei Prüfungen auf der Teststrecke
Statisches Gewicht auf Fz, ein Ausrollversuch auf Fx, ein langsamer Kreisfahrtversuch auf Fy. Diese Prüfungen kontrollieren vor dem Versuch das Vorzeichen und die Größenordnung jeder Kraft an jedem Rad.
- 05
Bremswärme überwachen
Lange Gefällstrecken erwärmen die Radnabe. Der Aufnehmer ist temperaturkompensiert, dennoch wird der Nullpunkt vor und nach jeder Fahrt überprüft und die Temperatur des Aufnehmers aufgezeichnet.
Schlagloch bei 40 km/h
Straßenlastdaten werden auf den Belägen von Prüfgeländen und über Einzelereignisse aufgezeichnet. In dieser Aufzeichnung trifft das rechte Vorderrad eines SUV mit 40 km/h (25 mph) auf ein Schlagloch. Die Vertikalkraft fällt am Eingang des Schlaglochs ab, dann zeigt sie einen Spitzenwert, wenn die Federung am Grund komprimiert wird; die Längskraft zeigt einen Spitzenwert, wenn das Rad auf die Kante trifft. Die Kräfte werden mit der Raddrehzahl aufgezeichnet, sodass jeder Spitzenwert dem Ereignis zugeordnet werden kann, das ihn verursacht hat.
Ergebnis
Die sechs Kraftkomponenten an jedem Rad, in Fahrzeugachsen, mit Raddrehzahl und Radwinkel, aufgezeichnet am realen Fahrzeug auf realer Fahrbahn. Die Daten bilden die Straßenlastdaten als Eingang für Betriebsfestigkeitsarbeiten und für den Prüfstand.
Häufige Fragen
Was misst ein Messrad?
Die drei Kräfte und die drei Momente im Radzentrum während der Fahrt, mit Radwinkel, Raddrehzahl und der X- und Z-Beschleunigung.
Welche Messbereichs-Kapazität eines Messrads passt zu einem Pkw?
Die LW12.8-50, 50 kN radial, oder die LW65, 65 kN. Die Baureihe reicht von 15,5 kN für ein Motorrad bis 445 kN für Lkw und Traktoren der Klasse 8, und 700 kN bei der LW700.
Soll ein Messrad mit einem Schleifring oder mit Telemetrie arbeiten?
Der Schleifring ist die Standardlösung; er ist kabelgebunden und trägt den Drehgeber. Mit Telemetrie führt kein Kabel durch die Radnabe. Beide Ausführungen sind am selben Aufnehmer austauschbar.
Wie prüft man die Installation eines Messrads vor einem Versuch?
Shunt-Kalibrierung, Nullung auf der Hebebühne mit zwei Radumdrehungen, dann drei Kontrollen auf der Teststrecke: statisches Gewicht auf Fz, ein Ausrollen auf Fx und ein langsam gefahrener Kreis auf Fy.
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