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Misurare le tre forze su un supporto motore senza spostare il motore

  • Forza longitudinale Fx
  • Forza laterale Fy
  • Forza verticale Fz
Vano motore con un supporto motore su misura montato su un trasduttore di forza triassiale e la sua piastra adattatrice, con il cavo del trasduttore di forza
Un supporto motore su misura su una cella di carico triassiale, nel veicolo.

In sintesi

Una cella di carico triassiale TR3D è integrata in un adattatore che prende il posto del supporto motore di serie. Le forze di reazione del powertrain passano attraverso la cella di carico, e il motore, i suoi supporti elastici in gomma e i componenti circostanti restano al loro posto. Ogni asse è un ponte di estensimetri; un box amplificatore SGA3A fornisce ± 10 V per asse. Durante una prova su un furgone, un TR3D-B-4K ha registrato circa 0,9 kN di forza verticale oltre il peso del motore durante una piena accelerazione da fermo.

17,7 kN
capacità per asse del TR3D-B-4K utilizzato nella prova su furgone
0,9 kN
di forza verticale oltre al peso del motore in quella prova, più di 200 lbf
da 1,1 a 444 kN
di capacità per asse su tutta la serie TR3D

Percorso del carico

Il motore e il cambio sono fissati al telaio tramite i loro supporti. Ogni forza che il powertrain trasmette al telaio durante l’avviamento, l’accelerazione o una manovra brusca passa attraverso di essi. Queste forze sono carichi di dimensionamento per i supporti e il telaio, e vengono confrontate con i valori attesi durante lo sviluppo del veicolo.

L’adattatore sostituisce il supporto di serie e trasmette le forze di reazione attraverso il trasduttore di forza. Il motore mantiene la sua posizione e i supporti elastici e le altre parti flessibili sono conservati, così il caso di carico misurato è quello del veicolo di serie.

Vano motore con una cella di carico TR3D-B-4K nel suo adattatore del supporto motore, cerchiata; nel riquadro, l’adattatore con la cella di carico su sfondo bianco
Un TR3D-B-4K in un adattatore per supporto motore, nel veicolo; nel riquadro, l’adattatore con il trasduttore di forza. Brochure dei trasduttori di forza multiasse Michigan Scientific.

Strumentazione

Trasduttore di forza, prova su furgoneTR3D-B-4K, 17,7 kN per asse, 220 N·m di momento massimo per asse, 50,8 × 50,8 × 23,3 mm, 4,5 mV/V
SerieTR3D, da 1,1 a 444 kN per asse, tre ponti estensimetrici a quattro braccia, stagno e compensato in temperatura
Adattatoreprogettato a partire dai dati CAD del veicolo, in acciaio inossidabile o alluminio, realizzato a partire da un pezzo modificato o lavorato
Flessionel’adattatore riduce al minimo i carichi di flessione sul trasduttore di forza e la sua diafonia
Cavo3,05 m, schermato
AmplificatoreSGA3A, alimentazione del ponte ± 5 V o ± 2,5 V, uscita ± 10 V per asse, taratura tramite shunt a distanza

Procedura

  1. 01

    Partire dai dati CAD

    Gli ingegneri applicativi Michigan Scientific progettano un adattatore specifico per il veicolo a partire dai dati CAD dei suoi componenti.

    Trasduttori e adattatori su misura
  2. 02

    Realizzare l’adattatore

    A partire da un pezzo esistente modificato, o lavorato da zero nell’officina meccanica Michigan Scientific, senza interferire con le parti circostanti.

  3. 03

    Installarlo al posto del supporto

    Il trasduttore di forza è montato nell’adattatore, e l’adattatore è installato sul motore al posto del supporto originale.

    Trasduttori di forza triasse TR3D-B
  4. 04

    Azzerare e registrare

    I carichi statici sono azzerati prima della prova, così il segnale mostra la variazione di forza durante la prova, senza il peso del motore.

    Paniere amplificatore SGA3A

Prova su un furgone

Un TR3D-B-4K è stato installato nell’adattatore per supporto motore di un furgone. Il furgone è partito da fermo e ha accelerato a fondo. La coppia motrice ha provocato brusche variazioni delle forze verticale e laterale, e i minimi nella curva di forza segnano i cambi di marcia del cambio. Il supporto ha subito circa 0,9 kN, più di 200 lbf, di forza verticale in aggiunta al peso statico del motore.

Lo stesso metodo si applica ai supporti del cambio, su pista di prova o su simulatore.

Grafico di tre curve di forza in funzione del tempo: Fx longitudinale, Fy laterale e Fz verticale, con Fz che scende a circa meno 200
Fx, Fy e Fz durante la prova di accelerazione a fondo sul furgone, in lbf in funzione del tempo in secondi. Grafico tratto dalla brochure dei trasduttori di forza multiasse Michigan Scientific.

Risultato

Le tre forze a ogni supporto strumentato, registrate con il powertrain nella sua posizione di serie. I dati servono alla progettazione a fatica del telaio e alla verifica dei modelli dinamici al calcolatore.

Domande frequenti

Quali forze vengono misurate a un supporto motore?

Tre forze perpendicolari: longitudinale, laterale e verticale. Un trasduttore di forza triassiale TR3D misura tutte e tre in un unico corpo, con un ponte di estensimetri per asse.

Un trasduttore di forza al supporto motore modifica la posizione del motore?

No. Il trasduttore di forza è integrato in un adattatore che prende il posto del supporto di serie. Il motore resta nella sua posizione e i blocchetti elastici vengono conservati.

Quale capacità di trasduttore di forza viene utilizzata per un supporto motore?

Nella prova sul furgone, un TR3D-B-4K da 17,7 kN per asse. La serie TR3D copre da 1,1 a 444 kN per asse.

Le forze ai supporti del cambio possono essere misurate allo stesso modo?

Sì. Lo stesso metodo si applica ai supporti del cambio, e la misura può essere effettuata su pista di prova o su simulatore.

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