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Mantener la rueda instrumentada próxima a la masa de la rueda de serie

  • Fuerzas y momentos en la rueda
  • Masa del conjunto
Rueda dinamométrica y adaptador de buje montados en el buje de un coche, sin la rueda, con la pinza de freno visible detrás
Rueda dinamométrica y adaptador de buje sobre el buje de un coche, antes de montar el adaptador de llanta y el neumático. Foto Michigan Scientific.

En resumen

Durante un ensayo de durabilidad, el conjunto de rueda dinamométrica sustituye a la rueda de serie: el transductor, su electrónica de acondicionamiento de señal, el adaptador de llanta y el adaptador de buje. Si el conjunto es notablemente más pesado que la rueda de serie, el ensayo puede generar cargas pico inferiores a las del mismo ensayo realizado con ruedas más ligeras. Cuanto más próxima es la masa del conjunto a la de la rueda de serie, más representativas son las cargas medidas. Un transductor de rango de medida adecuado y adaptadores optimizados en masa, dimensionados según la carga estática del vehículo, reducen esta diferencia.

SAE J328
norma de fatiga con arreglo a la cual se validan las simulaciones de los adaptadores
Pieza forjada de aluminio
material del adaptador de llanta aligerado
Titanio
material del adaptador de buje aligerado

Lo que sustituye a la rueda

El transductor se atornilla entre un adaptador de llanta y un adaptador de buje fabricados para el vehículo. El adaptador de buje sigue el círculo de taladros y el offset de la rueda, el adaptador de llanta sigue la medida del neumático, y el neumático se monta sobre el adaptador de llanta. El conjunto se equilibrado antes de montarse en el vehículo. Su masa es la suma de estas piezas y del kit de amplificador o de telemetría: en la LW12.8-50, de 50 kN radiales, el anillo de acero inoxidable solo mide Ø 340,36 × 25,65 mm.

Los adaptadores representan una parte importante de esa masa. Un adaptador de llanta estándar es una llanta de serie modificada y soldada; un adaptador de buje estándar es de acero inoxidable de alta resistencia, lo que limita el calor de frenado conducido hacia el transductor.

Lo que sustituye a la rueda de serie cuando se monta una rueda dinamométrica Vista explosionada en el eje. Del interior del vehículo hacia el exterior: el buje, el adaptador de buje de titanio o de acero inoxidable, la corona del transductor, el adaptador de llanta mecanizado a partir de una pieza forjada de aluminio, y luego la llanta y el neumático. Los adaptadores y el transductor sustituyen juntos el centro de rueda, y su masa se añade a la de la llanta y el neumático. masa próxima a la de serie Buje Adapt. bujetitanio Transductor Adapt. llantaaluminio forjado Llanta y neumático
Vista explosionada en el eje: buje, adaptador de buje, transductor, adaptador de llanta, llanta y neumático. Las tres piezas centrales sustituyen el centro de la rueda de serie.

Instrumentación

Transductor de fuerzaSerie LW, elegida con el rango de medida adecuado para el vehículo; LW12.8-50, 50 kN radiales, para automóviles y vehículos comerciales ligeros
Adaptador de llanta estándarllanta de serie modificada, soldada
Adaptador de llanta aligeradomecanizado en una sola pieza a partir de una pieza forjada de aluminio, 6061-T6
Adaptador de buje estándaracero inoxidable de alta resistencia, 17-4 H1100
Adaptador de buje aligeradomecanizado en titanio
Base de dimensionamientocarga estática máxima del vehículo, y no la capacidad máxima del transductor
Verificaciónanálisis por elementos finitos validado mediante ensayos de fatiga según SAE J328; límite de carga estática del transductor no superado, 1 015 kg en una LW12.8-50

Dimensiones impuestas y libres

En las guías de diseño de cada modelo de transductor, las cotas en azul son críticas y no se pueden modificar: el diámetro de centrado, el círculo de taladros del transductor, el espesor de la brida y las roscas sujetan el transductor y reproducen el montaje en el que fue calibrado. Todo lo que está en negro es libre, y es ahí donde se reduce la masa. El transductor se coloca lo más cerca posible del plano central de la llanta, para limitar el momento al que está sometido, con al menos 3,8 mm entre los adaptadores y los componentes de frenado y suspensión. Michigan Scientific verifica sin coste el diseño de adaptador realizado por un cliente.

Procedimiento

  1. 01

    Datos del vehículo

    Carga estática máxima, dimensiones de la rueda, interfaz del buje: la lista de verificación de los adaptadores cumplimentada, con fotos, y el CAD o el plano de la rueda.

    Diseño de los adaptadores de llanta y de buje
  2. 02

    Diseño

    Adaptadores de llanta y de buje ligeros o monobloque, optimizados para la carga estática del vehículo en cuestión. Cuanto más ligero es el vehículo, más masa se puede reducir. La optimización está incluida en la compra de adaptadores de masa reducida.

  3. 03

    Validación

    Simulación, validada mediante ensayos de fatiga según SAE J328, para que los adaptadores soporten el ensayo de durabilidad con la menor masa posible.

  4. 04

    Fabricación

    Pieza forjada de aluminio para el adaptador de llanta, titanio para el adaptador de buje.

    Ingeniería y fabricación

Resultado

Una rueda instrumentada cuya masa es cercana a la de la rueda de serie, y datos de cargas en carretera cuyos picos no se ven reducidos por la instrumentación.

Preguntas frecuentes

¿El peso de una rueda dinamométrica afecta a las cargas medidas?

Sí. Si el conjunto es notablemente más pesado que la rueda de serie, el ensayo puede generar cargas pico inferiores a las del mismo ensayo realizado con ruedas más ligeras.

¿De qué están hechos los adaptadores ligeros de las ruedas dinamométricas?

El adaptador de llanta ligero está mecanizado a partir de una pieza forjada de aluminio, y el adaptador de buje ligero, de titanio. Un adaptador de llanta estándar es una llanta de serie modificada y soldada, y un adaptador de buje estándar es de acero inoxidable de alta resistencia.

¿Cómo se validan los adaptadores de masa reducida de las ruedas dinamométricas?

Con resultados de simulación por ordenador validados mediante ensayos de fatiga según SAE J328, de modo que los adaptadores soporten los ensayos de durabilidad con la menor masa posible.

¿Por qué un vehículo más ligero permite adaptadores más ligeros?

Los adaptadores de masa reducida se diseñan a partir de la carga estática máxima del vehículo, y no de la capacidad máxima del transductor. Cuanto más ligero es el vehículo, más masa se puede retirar.

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