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Maintenir la roue instrumentée proche de la masse de la roue de série

  • Efforts et moments à la roue
  • Masse de l’ensemble
Roue dynamométrique et adaptateur de moyeu montés sur le moyeu d’une voiture, sans la roue, l’étrier de frein visible derrière
Roue dynamométrique et adaptateur de moyeu sur le moyeu d’une voiture, avant la pose de l’adaptateur de jante et du pneu. Photo Michigan Scientific.

En bref

Lors d’un essai d’endurance, l’ensemble roue dynamométrique remplace la roue de série : le capteur, son électronique de conditionnement du signal, l’adaptateur de jante et l’adaptateur de moyeu. Si l’ensemble est nettement plus lourd que la roue de série, l’essai peut générer des charges de crête inférieures à celles du même essai réalisé avec des roues plus légères. Plus la masse de l’ensemble est proche de celle de la roue de série, plus les charges mesurées sont représentatives. Un capteur d’étendue de mesure appropriée et des adaptateurs optimisés en masse, dimensionnés sur la charge statique du véhicule, réduisent cet écart.

SAE J328
norme de fatigue au regard de laquelle les simulations d’adaptateurs sont validées
Pièce forgée en aluminium
matériau de l’adaptateur de jante allégé
Titane
matériau de l’adaptateur de moyeu allégé

Ce qui remplace la roue

Le capteur se boulonne entre un adaptateur de jante et un adaptateur de moyeu fabriqués pour le véhicule. L’adaptateur de moyeu suit le cercle de perçage et le déport de roue, l’adaptateur de jante suit la taille du pneu, et le pneu se monte sur l’adaptateur de jante. L’ensemble est équilibré avant d’être monté sur le véhicule. Sa masse est la somme de ces pièces et du kit d’amplificateur ou de télémesure : sur la LW12.8-50, d’une capacité radiale de 50 kN, l’anneau en acier inoxydable seul mesure Ø 340,36 × 25,65 mm.

Les adaptateurs représentent une part importante de cette masse. Un adaptateur de jante standard est une jante de série modifiée et soudée ; un adaptateur de moyeu standard est en acier inoxydable à haute résistance, ce qui limite la chaleur de freinage conduite vers le capteur.

Ce qui remplace la roue de série lorsqu’une roue dynamométrique est montée Vue éclatée dans l’axe. De l’intérieur du véhicule vers l’extérieur : le moyeu, l’adaptateur de moyeu en titane ou en acier inoxydable, la couronne du capteur, l’adaptateur de jante usiné à partir d’une pièce forgée en aluminium, puis la jante et le pneu. Les adaptateurs et le capteur remplacent ensemble le centre de roue, et leur masse s’ajoute à celle de la jante et du pneu. masse proche de la série Moyeu Adapt. moyeutitane Capteur Adapt. jantealu forgé Jante et pneu
Vue éclatée dans l’axe : moyeu, adaptateur de moyeu, capteur, adaptateur de jante, jante et pneu. Les trois pièces du milieu remplacent le centre de la roue de série.

Instrumentation

Capteur de forceSérie LW, choisie avec l’étendue de mesure appropriée pour le véhicule ; LW12.8-50, 50 kN radial, pour voitures particulières et véhicules utilitaires légers
Adaptateur de jante standardjante de série modifiée, soudée
Adaptateur de jante allégéusiné en une seule pièce à partir d’une pièce forgée en aluminium, 6061-T6
Adaptateur de moyeu standardacier inoxydable à haute résistance, 17-4 H1100
Adaptateur de moyeu allégéusiné en titane
Base de dimensionnementcharge statique maximale du véhicule, et non la capacité maximale du capteur
Vérificationanalyse par éléments finis validée par des essais de fatigue selon SAE J328 ; limite de charge statique du capteur non dépassée, 1 015 kg sur une LW12.8-50

Dimensions imposées et libres

Sur les guides de conception de chaque modèle de capteur, les dimensions en bleu sont critiques et ne peuvent pas être modifiées : le diamètre de centrage, le cercle de perçage du capteur, l’épaisseur de la bride et les filetages maintiennent le capteur et reproduisent le montage dans lequel il a été étalonné. Tout ce qui est en noir est libre, et c’est là que se dégage la masse. Le capteur est placé aussi près que possible du plan central de la jante, pour limiter le moment auquel il est soumis, avec au moins 3,8 mm entre les adaptateurs et les composants de freinage et de suspension. Michigan Scientific vérifie gratuitement la conception d’adaptateur réalisée par un client.

Procédure

  1. 01

    Données du véhicule

    Charge statique maximale, dimensions de la roue, interface de moyeu : la liste de contrôle des adaptateurs remplie, avec photos, et la CAO ou le plan de la roue.

    Conception des adaptateurs de jante et de moyeu
  2. 02

    Conception

    Adaptateurs de jante et de moyeu allégés ou monoblocs, optimisés pour la charge statique du véhicule concerné. Plus le véhicule est léger, plus la masse peut être réduite. L’optimisation est incluse dans l’achat d’adaptateurs à masse réduite.

  3. 03

    Validation

    Simulation, validée par des essais de fatigue selon SAE J328, pour que les adaptateurs supportent l’essai d’endurance avec la masse la plus faible possible.

  4. 04

    Fabrication

    Pièce forgée en aluminium pour l’adaptateur de jante, titane pour l’adaptateur de moyeu.

    Ingénierie et fabrication

Résultat

Une roue instrumentée dont la masse est proche de celle de la roue de série, et des chargements routiers dont les pics ne sont pas atténués par l’instrumentation.

Questions fréquentes

Le poids d’une roue dynamométrique affecte-t-il les charges mesurées ?

Oui. Si l’ensemble est nettement plus lourd que la roue de série, l’essai peut générer des charges de crête inférieures à celles du même essai réalisé avec des roues plus légères.

De quoi sont faits les adaptateurs allégés des roues dynamométriques ?

L’adaptateur de jante allégé est usiné dans une pièce forgée en aluminium, et l’adaptateur de moyeu allégé dans du titane. Un adaptateur de jante standard est une jante de série modifiée et soudée, et un adaptateur de moyeu standard est en acier inoxydable à haute résistance.

Comment les adaptateurs allégés des roues dynamométriques sont-ils validés ?

Par des résultats de simulation informatique validés par des essais de fatigue selon SAE J328, afin que les adaptateurs résistent aux essais d’endurance avec la masse la plus faible possible.

Pourquoi un véhicule plus léger permet-il des adaptateurs plus légers ?

Les adaptateurs allégés sont conçus à partir de la charge statique maximale du véhicule, et non de la capacité maximale du capteur. Plus le véhicule est léger, plus on peut retirer de masse.

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