Aller au contenu

Enregistrement des efforts à la roue lors des essais d’endurance sur piste, sur route et hors route

  • Trois forces
  • Trois moments
  • Accélérations X et Z
  • Vitesse et angle de roue
Moto électrique hors route équipée de roues dynamométriques, en l’air au-dessus d’une bosse sur piste de terre
Roues dynamométriques sur une moto hors route, pendant un saut. Photo Michigan Scientific.

En bref

Une roue dynamométrique prend la place du centre de roue, entre un adaptateur de moyeu et un adaptateur de jante conçus pour le véhicule, et enregistre les trois forces et les trois moments à la roue ainsi que les accélérations X et Z, la vitesse et l’angle de roue. Le même capteur est utilisé sur circuit d’essais, sur routes publiques, hors route et sur banc d’essai. Trois essais documentés montrent ce qui est enregistré : un nid-de-poule franchi par un SUV à 40 km/h, les essais d’endurance d’un SUV électrique et la campagne d’une voiture hors route d’étudiants équipée d’une LW9.5.

40 km/h
vitesse du SUV lors de l’essai du nid-de-poule (25 mph)
< 0,5 s
durée totale de l’événement nid-de-poule
6,7 kN
force radiale avant le nid-de-poule, un peu moins de 1 500 lb

Chemin de charge

La charge que la route transmet au véhicule entre par les roues. Le capteur se trouve au centre de roue : chaque force et moment entre le pneu et le moyeu passe par ses ponts de jauges de déformation à quatre bras. Chaque composante est restituée comme un signal indépendant. Le boîtier d’interface CT2 ou CT3 utilise l’angle de roue pour exprimer les six composantes dans les axes du véhicule et corrige la diaphonie, en temps réel.

Les pistes d’essai offrent des conditions reproductibles. Les routes publiques sont également utilisées, car elles fournissent les chargements de l’environnement réel. Les événements qui comptent pour l’endurance sont courts : le choc contre un nid-de-poule dure moins d’une demi-seconde.

SUV électrique Bollinger B1 avec des roues dynamométriques sur ses roues et des câbles remontant vers la caisse
La Bollinger B1 avec des roues dynamométriques sur ses quatre roues, les câbles des collecteurs tournants remontés vers la carrosserie. Photo Michigan Scientific.

Instrumentation

Capteur de forceSérie LW, six composantes de charge, ponts de jauges de déformation à quatre bras, étanche et compensée en température
Capacité, radiale15,5 kN (LW-MC-3.5K, motos) à 700 kN (LW700) · 35,6 kN sur la LW9.5 pour quads et petits véhicules · 50 kN sur la LW12.8-50 pour voitures particulières et SUV
Également mesuréesAccélérations X et Z · vitesse et angle de roue, 0,17° avec le collecteur tournant
Montageentre un adaptateur de moyeu et un adaptateur de jante conçus pour le véhicule, en conservant le déport d’origine
Transmission du signalcollecteur tournant avec son amplificateur tournant, ou télémesure
Boîtier d’interfaceCT2 ou CT3 · sorties analogiques, CAN et Ethernet
Température de fonctionnement−40 à 125 °C

Procédure

  1. 01

    Choisir le capteur

    Sur la charge verticale de crête de l’essieu le plus lourd, avec marge, et non sur la charge statique par roue. La LW9.5 est le modèle pour les quads et les petits véhicules, la LW12.8-50 pour les voitures particulières et les SUV.

    Roues dynamométriques de la série LW
  2. 02

    Faire réaliser les adaptateurs

    Envoyez le plan de la roue, le gabarit de perçage, l’alésage central et le déport. Michigan Scientific conçoit et fabrique les adaptateurs de moyeu et de jante qui assurent la liaison entre le capteur et le véhicule.

    Conception des adaptateurs de jante et de moyeu
  3. 03

    Monter, maintenir, faire le zéro

    Boulonnez l’ensemble sur le moyeu à la place de la roue, maintenez la tige du stator du collecteur tournant verticale, effectuez l’étalonnage par shunt, puis faites le zéro sur le pont élévateur pendant que chaque roue effectue deux tours.

  4. 04

    Piloter l’essai

    Les obstacles habituels, pistes ou routes. Les forces, moments, accélérations, vitesse et angle de roue sont enregistrés ensemble, si bien que chaque pic peut être rattaché à l’événement qui l’a provoqué.

  5. 05

    Ou louer le jeu

    Pour une seule campagne, un jeu de roues dynamométriques peut être loué, étalonné avant l’expédition.

    Location

Nid-de-poule à 40 km/h

Dans cet essai, la roue avant droite d’un SUV heurte un nid-de-poule sur une route publique à 40 km/h (25 mph). Au départ, la force radiale est juste en dessous de 6,7 kN (1 500 lb), la charge portée par la roue. La force verticale chute lorsque la roue entre dans le trou et tombe librement. Lorsque la roue touche le fond, la force revient approximativement à sa valeur de départ.

Le pic le plus important survient à la sortie, lorsque la roue frappe le bord opposé du nid-de-poule. La force oscille ensuite pendant que la suspension réagit, puis se stabilise à la charge statique. L’ensemble de l’événement dure moins de 0,5 s.

Graphique des chargements de la roue avant droite lors d’un passage dans un nid-de-poule à 25 mph : effort longitudinal, effort vertical, amplitude de l’effort radial et vitesse en fonction du temps
Charges de la roue avant droite enregistrées sur le nid-de-poule. Graphique Michigan Scientific, forces en lb et vitesse en mph, sur une demi-seconde.

Deux campagnes

Bollinger Motors a utilisé des roues dynamométriques et de l’instrumentation Michigan Scientific pour les essais d’endurance du B1, un SUV entièrement électrique. Les essais soumettent le véhicule à des conditions sévères pour trouver les limites de la conception, et les chargements enregistrés alimentent les modifications de conception.

L’équipe Michigan Tech Blizzard Baja construit des voitures hors route monoplaces pour des compétitions étudiantes et les essaie par températures glaciales, dans la neige et sur la glace. L’équipe a envoyé les dimensions de ses moyeux et de ses jantes et a reçu des adaptateurs sur mesure pour une LW9.5. Les étudiants ont roulé sur les obstacles sur lesquels ils font habituellement leurs essais et ont enregistré huit voies simultanément. Les données de forces et de moments servent à alléger les pièces surdimensionnées et à travailler sur l’efficacité de la transmission, le réglage de l’embrayage, la géométrie de la suspension et la configuration de la boîte de vitesses.

Buggy Baja monoplace hors route de Michigan Tech dans un atelier, avec une roue dynamométrique sur sa roue avant
La voiture Michigan Tech Blizzard Baja avec sa roue dynamométrique LW9.5. Photo Michigan Scientific.

Résultat

Les six composantes de charge à chaque roue au fil de l’événement réel, avec les accélérations, la vitesse et l’angle de roue. L’enregistrement sert à estimer la durée de vie des pièces et à modifier la conception.

Questions fréquentes

Qu’enregistre une roue dynamométrique lors d’un essai d’endurance ?

Trois forces et trois moments au centre de la roue, avec l’accélération en X et en Z, la vitesse et l’angle de roue, le tout enregistré simultanément pendant que le véhicule roule.

Que devient la charge de la roue lorsqu’une voiture heurte un nid-de-poule ?

La force verticale chute lorsque la roue entre dans le trou, et le pic le plus important survient lorsque la roue frappe le bord opposé. Sur un SUV à 40 km/h (25 mph), l’ensemble de l’événement a duré moins de 0,5 s.

Peut-on monter une roue dynamométrique sur un quad ou une petite voiture hors route ?

Oui. La LW9.5, 35,6 kN en radial, est le modèle pour les quads et les petits véhicules. Michigan Scientific fabrique les adaptateurs à partir des dimensions du moyeu et de la jante.

Peut-on louer des roues dynamométriques pour une seule campagne d’essais ?

Oui. Un jeu peut être loué pour une seule campagne, étalonné avant l’expédition, avec une session de formation à distance.

Un essai proche du vôtre ?

Indiquez-nous le véhicule, la grandeur à mesurer et les conditions. Un ingénieur répond avec une première configuration de mesure.

Des détails supplémentaires à donner ? Utilisez le formulaire de contact complet.

Nous contacter

Un ingénieur d’application répond sous 24 heures les jours ouvrés. Utilisez le formulaire de contact complet.