Medir el par y la velocidad del motor a la rueda para localizar las pérdidas de potencia
En resumen
El par y la velocidad de rotación se miden a la salida del motor, a la salida de la transmisión, en el eje y en la rueda. La potencia que entra en una etapa menos la que sale de ella constituye la pérdida de esa etapa. Piezas de serie, el volante motor, el árbol de transmisión y los semiejes, se equipan con galgas extensométricas y se convierten en los transductores; un anillo colector o una telemetría traslada la señal fuera del árbol. En la rueda, un transductor de par de alta resolución mide los pequeños pares de resistencia a la avanzar del chasis sobre la carretera.
- 3
- puntos de medición del par, salida del motor, salida de la transmisión, rueda
- 0.14 N·m
- resolución del TW12.8HRMS175, automóviles y SUV
- 1.5 N·m
- resolución del TWHR2000, camiones de carretera
Cadena de potencia
La potencia es el par multiplicado por la velocidad de rotación, por lo que ambas se miden en cada punto. El flexplate entrega la potencia de entrada y el árbol de salida la potencia de salida, de modo que el rendimiento de la transmisión se mide directamente. El árbol de transmisión da el par de entrada del eje; semiejes equipados con galgas extensométricas o transductores de par de rueda dan su salida, y la relación es el rendimiento del eje.
Cada punto de medición se encuentra en una pieza en rotación dentro del tren motriz. El componente de serie se equipa con galgas extensométricas y se convierte en el transductor; un anillo colector o un transmisor de telemetría lleva la señal al exterior. Una rueda dinamométrica puede dar la salida global hacia la carretera.
Instrumentación
| Salida del motor | galgas extensométricas en el flexplate de una transmisión automática; un transductor de par en el volante de una caja manual; o el cigüeñal equipado con galgas en un taladro profundo, cableado a un anillo colector |
|---|---|
| Salida de la transmisión | árbol de salida o árbol de transmisión equipado con galgas, cableado en el interior del árbol; anillo colector en la parte delantera de la transmisión, o telemetría alimentada por inducción o batería |
| Eje | árbol de transmisión para la entrada, semiejes equipados con galgas o transductores de par de rueda para la salida |
| Rueda, alta resolución | TW12.8HRMS175, 237 N·m de fondo de escala, 0,14 N·m de resolución, tope mecánico a 8,1 kN·m, ruedas de 14 in o mayores; TWHR2000, 2,7 kN·m de fondo de escala, 1,5 N·m de resolución, tope a 27 kN·m, ruedas de 22,5 in o mayores |
| Elemento sensible del transductor de rueda | puente completo con galgas extensométricas de cuatro ramas, anillo de acero inoxidable estanco IP67, −40 a 125 °C; los adaptadores reproducen las dimensiones críticas de la llanta y del buje de serie |
Procedimiento
- 01
Instrumentar con galgas la salida del motor
Flexplate, volante motor o cigüeñal, con los cables dirigidos hacia un anillo colector o un transmisor de telemetría.
Medidas en el cigüeñal - 02
Instrumentar con galgas la salida de la transmisión
Árbol de salida o árbol de transmisión, cableado contenido en el interior del árbol.
Sistemas de telemetría inalámbrica - 03
Medir la salida del eje
Árboles de rueda equipados con galgas extensométricas, o transductores de par de rueda entre el adaptador de buje y el adaptador de llanta.
Par en el eje y el semieje - 04
Registrar el par y la velocidad en cada punto
El conjunto montado en el transductor de rueda incorpora un anillo colector, un encoder y un amplificador; el estator se sujeta mediante una barra de sujeción a un soporte magnético en la aleta. Puesta a cero sin par en las ruedas y, a continuación, shunts positivo y negativo.
Transductores de par de rueda serie TW
Pérdidas del chasis
Otras pérdidas se encuentran fuera de la línea de transmisión. Un transductor de par de rueda de alta resolución mide la resistencia aerodinámica, el par residual de frenado, la resistencia a la rodadura de los neumáticos y la fricción de las juntas de los rodamientos en circulación en carretera: el TW12.8HRMS175 para turismos y SUV resuelve 0,14 N·m, y el TWHR2000 para camiones de carretera 1,5 N·m. El TWHR2000 se utiliza en los ensayos de emisiones de CO2 y de consumo de combustible conforme al Reglamento (UE) 2017/2400 de la Comisión, y su par de rueda se compara con el par de entrada en el eje para determinar el rendimiento del eje.
En el interior de la transmisión, el artículo enumera las pérdidas: el convertidor de par, el bombeo y el calentamiento del aceite, las pérdidas viscosas de rotación, y los engranajes, rodamientos y juntas. En el lado del motor, se estudian de la misma manera los ventiladores de refrigeración, las fricciones, las bombas de aceite y de combustible, las correas y los engranajes.
Resultado
La potencia que entra y sale de cada etapa, desde la salida del motor hasta la carretera, de modo que cada pérdida tenga una localización: transmisión, eje o chasis. A continuación, se modifica el diseño donde se pierde la energía.
Preguntas frecuentes
¿Cómo se mide el rendimiento de una transmisión en un vehículo?
El flexplate equipado con galgas extensométricas da la potencia de entrada y el árbol de salida instrumentado la potencia de salida. La relación es el rendimiento de la transmisión.
¿Cómo se miden en carretera el par residual de frenado y la resistencia a la rodadura de los neumáticos?
Con un transductor de par de rueda de alta resolución. El TW12.8HRMS175 resuelve 0,14 N·m en turismos y SUV, y el TWHR2000 1,5 N·m en camiones de carretera.
¿Cómo se mide el par de salida del motor en el vehículo?
Con galgas extensométricas en el flexplate de una caja automática, un transductor de par en el volante motor de una caja manual, o el cigüeñal equipado con galgas en un taladro profundo y conectado a un anillo colector.
¿Cómo se mide el rendimiento de un eje?
El árbol de transmisión instrumentado da el par de entrada, y los semiejes equipados con galgas o los transductores de par de rueda el de salida. La relación es el rendimiento del eje.
Aplicaciones similares
Todas las aplicaciones-
Tren motriz Par en eje y semieje Par de tracción medido en el árbol de serie, con un anillo colector o una telemetría para extraer la señal. -
Motor Medidas en cigüeñal Par, flexión y deformación sobre el cigüeñal de serie, con el motor en marcha, en el vehículo o en el banco dinamométrico. -
Eléctrico Par en el tren motriz eléctrico Par en cada etapa de la cadena de tracción eléctrica, desde los árboles del reductor hasta la rueda, para localizar las pérdidas de potencia.