Registrazione dei carichi alla ruota durante le prove di durata su pista, su strada e fuoristrada
In sintesi
Una ruota dinamometrica prende il posto del centro ruota, tra un adattatore del mozzo e un adattatore del cerchio realizzati per il veicolo, e registra le tre forze e i tre momenti alla ruota nonché le accelerazioni X e Z, la velocità e l’angolo di rotazione della ruota. Lo stesso trasduttore viene utilizzato sul circuito di prova, su strade pubbliche, fuoristrada e su banco prova. Tre prove documentate mostrano cosa viene registrato: una buca affrontata da un SUV a 40 km/h, le prove di durata di un SUV elettrico e la campagna di un’auto fuoristrada di studenti equipaggiata con una LW9.5.
- 40 km/h
- velocità del SUV durante la prova della buca (25 mph)
- < 0,5 s
- durata totale dell’evento buca
- 6,7 kN
- forza radiale prima della buca, poco meno di 1 500 lb
Percorso del carico
Il carico che la strada trasmette al veicolo entra dalle ruote. Il trasduttore si trova al centro ruota: ogni forza e momento tra pneumatico e mozzo passa attraverso i suoi ponti di estensimetri a quattro bracci. Ogni componente viene restituita come segnale indipendente. L’interfaccia CT2 o CT3 utilizza l’angolo di rotazione della ruota per esprimere le sei componenti negli assi del veicolo e corregge la diafonia, in tempo reale.
Le piste di prova offrono condizioni riproducibili. Vengono utilizzate anche le strade pubbliche, perché forniscono i carichi dell’ambiente reale. Gli eventi che contano per la durata sono brevi: l’urto contro una buca dura meno di mezzo secondo.
Strumentazione
| Trasduttore | Serie LW, sei componenti di carico, ponti a estensimetri a quattro bracci, stagna e compensata in temperatura |
|---|---|
| Portata, radiale | 15,5 kN (LW-MC-3.5K, moto) a 700 kN (LW700) · 35,6 kN sulla LW9.5 per quad e veicoli piccoli · 50 kN sulla LW12.8-50 per autovetture e SUV |
| Anche misurate | Accelerazioni X e Z · velocità e angolo di ruota, 0,17° con il collettore rotante |
| Montaggio | tra un adattatore di mozzo e un adattatore di cerchio realizzati per il veicolo, conservando il disassamento originale |
| Trasmissione del segnale | collettore rotante con il suo amplificatore rotante, o telemetria |
| Scatola di interfaccia | CT2 o CT3 · uscite analogiche, CAN ed Ethernet |
| Temperatura di esercizio | −40 a 125 °C |
Procedura
- 01
Scegliere il trasduttore
Sul carico verticale di picco dell’asse più pesante, con margine, e non sul carico statico per ruota. La LW9.5 è il modello per i quad e i veicoli piccoli, la LW12.8-50 per le autovetture e i SUV.
Ruote dinamometriche della serie LW - 02
Far realizzare gli adattatori
Inviare il disegno della ruota, il passo di bullonatura, il foro centrale e il disassamento. Michigan Scientific progetta e fabbrica gli adattatori di mozzo e di cerchio che assicurano il collegamento tra il trasduttore e il veicolo.
Progettazione degli adattatori di cerchio e di mozzo - 03
Montare, fissare, fare lo zero
Bullonare l’assieme sul mozzo al posto della ruota, mantenere verticale l’asta dello statore del collettore rotante, eseguire la taratura con shunt, quindi fare lo zero sul ponte elevatore mentre ogni ruota compie due giri.
- 04
Condurre la prova
I consueti ostacoli, piste o strade. Le forze, i momenti, le accelerazioni, la velocità e l’angolo di ruota vengono registrati insieme, in modo che ogni picco possa essere ricondotto all’evento che l’ha causato.
- 05
Oppure noleggiare il set
Per una singola campagna, un set di ruote dinamometriche può essere noleggiato, tarato prima della spedizione.
Noleggio
Buca a 40 km/h
In questa prova, la ruota anteriore destra di un SUV urta una buca su una strada pubblica a 40 km/h (25 mph). All’inizio, la forza radiale è poco inferiore a 6,7 kN (1 500 lb), il carico sostenuto dalla ruota. La forza verticale cala quando la ruota entra nella buca e cade liberamente. Quando la ruota tocca il fondo, la forza torna circa al suo valore iniziale.
Il picco più elevato si presenta all’uscita, quando la ruota colpisce il bordo opposto della buca. La forza oscilla quindi mentre la sospensione reagisce, poi si stabilizza sul carico statico. L’intero evento dura meno di 0,5 s.
Due campagne
Bollinger Motors ha utilizzato ruote dinamometriche e strumentazione Michigan Scientific per le prove di durata della B1, un SUV completamente elettrico. Le prove sottopongono il veicolo a condizioni severe per trovare i limiti della progettazione, e i carichi registrati alimentano le modifiche di progetto.
La squadra Michigan Tech Blizzard Baja costruisce automobili fuoristrada monoposto per competizioni studentesche e le collauda a temperature glaciali, nella neve e sul ghiaccio. La squadra ha inviato le dimensioni dei propri mozzi e cerchi e ha ricevuto adattatori su misura per una LW9.5. Gli studenti hanno percorso gli ostacoli sui quali effettuano abitualmente le prove e hanno registrato otto canali contemporaneamente. I dati di forze e momenti servono ad alleggerire i componenti sovradimensionati e a lavorare sull’efficienza della trasmissione, sulla taratura della frizione, sulla geometria delle sospensioni e sulla configurazione del cambio.
Risultato
Le sei componenti di carico a ciascuna ruota durante l’evento reale, con le accelerazioni, la velocità e l’angolo di ruota. La registrazione serve a stimare la vita dei componenti e a modificare la progettazione.
Domande frequenti
Cosa registra una ruota dinamometrica durante una prova di durata?
Tre forze e tre momenti al centro della ruota, con l’accelerazione in X e in Z, la velocità e l’angolo di ruota, il tutto registrato contemporaneamente mentre il veicolo è in marcia.
Cosa accade al carico della ruota quando un’automobile urta una buca?
La forza verticale cala quando la ruota entra nella buca, e il picco più elevato si presenta quando la ruota colpisce il bordo opposto. Su un SUV a 40 km/h (25 mph), l’intero evento è durato meno di 0,5 s.
È possibile montare una ruota dinamometrica su un quad o una piccola auto fuoristrada?
Sì. La LW9.5, 35,6 kN in radiale, è il modello per quad e piccoli veicoli. Michigan Scientific fabbrica gli adattatori a partire dalle dimensioni del mozzo e del cerchio.
È possibile noleggiare ruote dinamometriche per una sola campagna di prove?
Sì. Un set può essere noleggiato per una singola campagna, tarato prima della spedizione, con una sessione di formazione a distanza.
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