Mesurer le couple et la vitesse du moteur à la roue pour localiser les pertes de puissance
En bref
Le couple et la vitesse de rotation sont mesurés à la sortie du moteur, à la sortie de la transmission, à l’essieu et à la roue. La puissance entrant dans un étage moins la puissance en sortant constitue la perte de cet étage. Des pièces de série, le volant moteur, l’arbre de transmission et les arbres de roue, sont équipés de jauges de déformation et deviennent les capteurs ; un collecteur tournant ou une télémesure achemine le signal hors de l’arbre. À la roue, un couplemètre à haute résolution mesure les faibles couples de traînée du châssis sur la route.
- 3
- points de mesure du couple, sortie moteur, sortie transmission, roue
- 0.14 N·m
- résolution du TW12.8HRMS175, voitures et SUV
- 1.5 N·m
- résolution du TWHR2000, camions routiers
Chaîne de puissance
La puissance est le couple multiplié par la vitesse de rotation, donc les deux sont mesurés en chaque point. Le volant moteur (flexplate) donnant la puissance d’entrée et l’arbre de sortie la puissance de sortie, le rendement de la transmission est mesuré directement. L’arbre de transmission donne le couple d’entrée de l’essieu ; des arbres de roue équipés de jauges de déformation ou des capteurs de couple roue donnent sa sortie, et le rapport est le rendement de l’essieu.
Chaque point de mesure se trouve sur une pièce en rotation à l’intérieur du groupe motopropulseur. Le composant de série est équipé de jauges de déformation et devient le capteur ; un collecteur tournant ou un émetteur de télémesure transmet le signal vers l’extérieur. Une roue dynamométrique peut donner la sortie globale vers la route.
Instrumentation
| Sortie moteur | jauges de déformation sur le flexplate d’une transmission automatique ; un couplemètre sur le volant d’une boîte manuelle ; ou le vilebrequin équipé de jauges dans un alésage profond, câblé vers un collecteur tournant |
|---|---|
| Sortie transmission | arbre de sortie ou arbre de transmission équipé de jauges, câblage à l’intérieur de l’arbre ; collecteur tournant à l’avant de la transmission, ou télémesure alimentée par induction ou batterie |
| Essieu | arbre de transmission pour l’entrée, arbres de roue équipés de jauges ou capteurs de couple roue pour la sortie |
| Roue, haute résolution | TW12.8HRMS175, 237 N·m pleine échelle, 0,14 N·m de résolution, butée mécanique à 8,1 kN·m, roues de 14 in et plus ; TWHR2000, 2,7 kN·m pleine échelle, 1,5 N·m de résolution, butée à 27 kN·m, roues de 22,5 in et plus |
| Élément sensible du capteur de roue | pont complet à jauges de déformation à quatre branches, anneau en acier inoxydable étanche IP67, −40 à 125 °C ; les adaptateurs reproduisent les dimensions critiques de la jante et du moyeu de série |
Procédure
- 01
Équiper de jauges la sortie moteur
Flexplate, volant ou vilebrequin, avec les fils acheminés vers un collecteur tournant ou un émetteur de télémesure.
Mesures sur vilebrequin - 02
Équiper de jauges la sortie transmission
Arbre de sortie ou arbre de transmission, câblage contenu à l’intérieur de l’arbre.
Systèmes de télémesure sans fil - 03
Mesurer la sortie de l’essieu
Arbres de roue équipés de jauges de déformation, ou capteurs de couple roue entre l’adaptateur de moyeu et l’adaptateur de jante.
Couple sur essieu et arbre de roue - 04
Enregistrer le couple et la vitesse en chaque point
L’ensemble monté sur le capteur de roue embarque un collecteur tournant, un codeur et un amplificateur ; le stator est retenu par une tige de maintien fixée à un support magnétique sur l’aile. Mise à zéro sans couple sur les roues, puis shunts positif et négatif.
Capteurs de couple roue série TW
Pertes du châssis
D’autres pertes se situent en dehors de la transmission. Un capteur de couple roue haute résolution mesure la traînée aérodynamique, le couple résiduel de freinage, la résistance au roulement des pneus et le frottement des joints de roulement en roulage sur route : le TW12.8HRMS175 pour les voitures et SUV résout 0,14 N·m, le TWHR2000 pour les camions routiers 1,5 N·m. Le TWHR2000 est utilisé pour les essais d’émissions de CO2 et de consommation de carburant selon le règlement (UE) 2017/2400 de la Commission, et son couple roue est comparé au couple entrant dans l’essieu pour déterminer le rendement de l’essieu.
À l’intérieur de la transmission, l’article recense les pertes comme le convertisseur de couple, le pompage et l’échauffement de l’huile, les pertes visqueuses en rotation, et les engrenages, roulements et joints. Côté moteur, ventilateurs de refroidissement, frottements, pompes à huile et à carburant, courroies et engrenages sont étudiés de la même manière.
Résultat
La puissance entrant et sortant de chaque étage, de la sortie du moteur à la route, afin que chaque perte ait un emplacement : transmission, essieu ou châssis. La conception est ensuite modifiée là où l’énergie est perdue.
Questions fréquentes
Comment mesure-t-on le rendement d’une transmission sur un véhicule ?
Le flexplate équipé de jauges de déformation donne la puissance d’entrée et l’arbre de sortie instrumenté la puissance de sortie. Le rapport est le rendement de la transmission.
Comment mesure-t-on sur route la traînée de freinage et la résistance au roulement des pneus ?
Avec un capteur de couple roue à haute résolution. Le TW12.8HRMS175 résout 0,14 N·m sur les voitures et les SUV, le TWHR2000 1,5 N·m sur les camions routiers.
Comment mesure-t-on le couple de sortie du moteur dans le véhicule ?
Avec des jauges de déformation sur le flexplate d’une boîte automatique, un couplemètre sur le volant moteur d’une boîte manuelle, ou le vilebrequin équipé de jauges dans un alésage profond et relié à un collecteur tournant.
Comment mesure-t-on le rendement d’un essieu ?
L’arbre de transmission instrumenté donne le couple d’entrée, les arbres de roue équipés de jauges ou les capteurs de couple roue le couple de sortie. Le rapport est le rendement de l’essieu.
Applications similaires
Toutes les applications-
Groupe motopropulseur Couple sur essieu et arbre de roue Couple moteur mesuré sur l’arbre de série, avec un collecteur tournant ou une télémesure pour extraire le signal. -
Moteur Mesures sur vilebrequin Couple, flexion et déformation sur le vilebrequin de série, moteur tournant, dans le véhicule ou sur le banc dynamométrique. -
Électrique Couple sur groupe motopropulseur électrique Couple à chaque étage de la chaîne de traction électrique, des arbres du réducteur à la roue, pour localiser les pertes de puissance.