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Medir las tres fuerzas en un soporte de motor sin desplazar el motor

  • Fuerza longitudinal Fx
  • Fuerza lateral Fy
  • Fuerza vertical Fz
Compartimento del motor con un soporte de motor a medida montado sobre una célula de carga triaxial y su placa adaptadora, con el cable de la célula de carga
Un soporte de motor a medida sobre una célula de carga triaxial, en el vehículo.

En resumen

Una célula de carga triaxial TR3D está integrada en un adaptador que ocupa el lugar del soporte de motor de origen. Las fuerzas de reacción del tren motriz pasan por la célula de carga, y el motor, sussilentblocks de caucho y las piezas circundantes permanecen en su sitio. Cada eje es un puente de galgas extensométricas; una caja amplificadora SGA3A proporciona ± 10 V por eje. En un ensayo en una furgoneta, un TR3D-B-4K registró unos 0,9 kN de fuerza vertical por encima del peso del motor durante una aceleración a fondo desde parado.

17,7 kN
capacidad por eje del TR3D-B-4K utilizado en el ensayo en furgoneta
0,9 kN
de fuerza vertical por encima del peso del motor en ese ensayo, más de 200 lbf
1,1 a 444 kN
de capacidad por eje en toda la serie TR3D

Trayectoria de la carga

El motor y la transmisión están fijados al chasis mediante sus soportes. Toda fuerza que el tren motriz transmite al chasis durante el arranque, la aceleración o una maniobra brusca pasa por ellos. Estas fuerzas son cargas de dimensionamiento para los soportes y el chasis, y se comparan con los valores previstos durante el desarrollo del vehículo.

El adaptador sustituye el soporte de serie y transmite las fuerzas de reacción a través de la célula de carga. El motor conserva su posición y se mantienen los elementos elásticos y otras piezas flexibles, de modo que el caso de carga medido es el del vehículo de serie.

Compartimento del motor con una célula de carga TR3D-B-4K en su adaptador de soporte de motor, rodeada con un círculo; en recuadro, el adaptador con la célula de carga sobre fondo blanco
Un TR3D-B-4K en un adaptador de soporte de motor, en el vehículo; en el recuadro, el adaptador con la célula de carga. Folleto de células de carga multieje de Michigan Scientific.

Instrumentación

Célula de carga, ensayo en furgonetaTR3D-B-4K, 17,7 kN por eje, 220 N·m de momento máximo por eje, 50,8 × 50,8 × 23,3 mm, 4,5 mV/V
SerieTR3D, 1,1 a 444 kN por eje, tres puentes completos de galgas extensométricas, estanco y compensado en temperatura
Adaptadordiseñado a partir de los datos CAD del vehículo, en acero inoxidable o aluminio, realizado a partir de una pieza modificada o mecanizado
Flexiónel adaptador minimiza las cargas de flexión sobre la célula de carga y su diafonía
Cable3,05 m, apantallado
AmplificadorSGA3A, excitación del puente ± 5 V o ± 2,5 V, salida ± 10 V por eje, calibración por shunt remota

Procedimiento

  1. 01

    Partir de los datos CAD

    Los ingenieros de aplicaciones de Michigan Scientific diseñan un adaptador específico para el vehículo a partir de los datos CAD de sus componentes.

    Transductores y adaptadores a medida
  2. 02

    Fabricar el adaptador

    A partir de una pieza existente modificada, o mecanizado desde cero en el taller de mecanizado de Michigan Scientific, sin interferir con las piezas circundantes.

  3. 03

    Instalarlo en lugar del soporte

    La célula de carga se monta en el adaptador, y el adaptador se instala en el motor en lugar del soporte original.

    Células de carga triaxiales TR3D-B
  4. 04

    Poner a cero y registrar

    Las cargas estáticas se ponen a cero antes de la medición, de modo que la salida muestra la variación de fuerza durante el ensayo, sin el peso del motor.

    Caja amplificadora SGA3A

Ensayo en una furgoneta

Se instaló un TR3D-B-4K en el adaptador de soporte de motor de una furgoneta. La furgoneta arrancó desde parada y aceleró a fondo. El par del motor provocó bruscas variaciones de las fuerzas vertical y lateral, y los valles en la curva de fuerza marcan los cambios de marcha de la transmisión. El soporte soportó unos 0,9 kN, más de 200 lbf, de fuerza vertical por encima del peso estático del motor.

El mismo método se aplica a los soportes de la caja de cambios, en pista de ensayo o en simulador.

Gráfico de tres curvas de fuerza en función del tiempo: Fx longitudinal, Fy lateral y Fz vertical, con Fz descendiendo hasta aproximadamente menos 200
Fx, Fy y Fz durante la prueba de aceleración a fondo en la furgoneta, en lbf en función del tiempo en segundos. Gráfico procedente del catálogo de transductores de fuerza multieje de Michigan Scientific.

Resultado

Las tres fuerzas en cada soporte instrumentado, registradas con el tren motriz en su posición de serie. Los datos sirven para el dimensionado en durabilidad del chasis y para la verificación de modelos informáticos dinámicos.

Preguntas frecuentes

¿Qué fuerzas se miden en un soporte de motor?

Tres fuerzas perpendiculares: longitudinal, lateral y vertical. Una célula de carga triaxial TR3D mide las tres en un mismo cuerpo, con un puente de galgas extensométricas por eje.

¿Una célula de carga en el soporte de motor modifica la posición del motor?

No. La célula de carga está integrada en un adaptador que ocupa el lugar del soporte de serie. El motor permanece en su posición y los soportes elásticos se conservan.

¿Qué capacidad de célula de carga se utiliza para un soporte de motor?

En la prueba en furgoneta, un TR3D-B-4K de 17,7 kN por eje. La serie TR3D cubre de 1,1 a 444 kN por eje.

¿Se pueden medir de la misma manera las fuerzas en los soportes de la caja de cambios?

Sí. El mismo método se aplica a los soportes de la caja de cambios, y la medición puede realizarse en pista de ensayo o en simulador.

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