Misura della coppia di trazione e della coppia di frenata a ogni ruota di un veicolo con motori ruota
In sintesi
Su un veicolo elettrico a batteria dotato di motori ruota, le ruote sono accoppiate direttamente ai motori di trazione: non esiste né albero di trasmissione né assale motore su cui applicare un ponte di estensimetri. La coppia è misurata alla ruota, con un trasduttore di coppia ruota TW montato tra un adattatore di mozzo e un adattatore di cerchio che riproducono le dimensioni del cerchio di origine. Un trasduttore per ruota motrice fornisce una lettura indipendente della coppia di trazione e della coppia di frenata, utilizzata per verificare i sistemi di controllo di stabilità e di controllo della trazione.
- da 237 N·m a 81 kN·m
- coppia admissibile, serie TW
- 0,05 % F.S.
- isteresi, serie TW
- da 24 a 121 °C
- campo compensato in temperatura, TW12.8
Montaggio
Il metodo abituale per misurare la coppia di trazione è un ponte di estensimetri sull’albero di serie, con un collettore rotante o una telemetria per estrarre il segnale. Un veicolo con motori ruota non dispone di un tale albero; il trasduttore si installa quindi nell’unico punto rimasto nella catena di trasmissione della coppia: tra il mozzo e il cerchio.
Il trasduttore TW è un anello stagno munito di un ponte di estensimetri a quattro rami. L’adattatore del mozzo si fissa sul suo cerchio di fori interno e l’adattatore del cerchio su quello esterno; entrambi riproducono le dimensioni critiche del cerchio di origine, in modo che la ruota conservi il proprio offset e la propria carreggiata. Il trasduttore misura My, la coppia attorno all’asse della ruota, in entrambe le direzioni.
Trasduttore
Il TW12.8, per autovetture e camion leggeri, misura 340,18 mm di diametro esterno e 25,65 mm di spessore, con un foro passante di 198,02 mm; il TW-2T-60K-S, per camion di classe 8 e attrezzature da cantiere, misura 469,9 mm di diametro. Le versioni ad alta risoluzione, TW12.8HRMS175, TW12.8HRMS800 e TWHR2000, risolvono da 0,14 a 1,5 N·m e servono per le misure di resistenza aerodinamica, resistenza alla frenata, resistenza al rotolamento e resistenza delle guarnizioni dei cuscinetti su strada.
| TW9.5 | 5,4 kN·m · cerchi da 10 in e più · quad e veicoli leggeri · IP67 |
|---|---|
| TW12.8 | 8,1 kN·m · cerchi da 14 in e più · autovetture e camion leggeri · compensato da 24 a 121 °C |
| TW12.8HRMS175 | 237 N·m · risoluzione 0,14 N·m · cerchi da 14 in e più · coppie basse, resistenza e rotolamento |
| TW-2T-50K | 67 kN·m · cerchi da 19,5 in e più · camion di classe 8, attrezzature agricole e da cantiere · IP67 |
| Sensore | ponte intero a quattro estensimetri, un canale di coppia |
| Isteresi | 0,05 % F.S. (TW-2T-60K-S inferiore a 0,5 % F.S.) |
| Non linearità | ≤ 0,1 % F.S. a ≤ 1 % F.S., secondo il modello |
Catena di misura
Il segnale del ponte esce dalla ruota tramite un complesso collettore rotante, encoder e amplificatore stagno sull’asse, oppure tramite telemetria, che non lascia passare alcun cavo nel mozzo. Il Wheel Instrumentation System è l’altra via per i segnali della ruota: un collettore rotante che si avvita sulla ruota di serie del veicolo tramite una piastra e dadi ruota a spalla, da 4 a 36 canali, 2 000 giri/min, con encoder opzionale fino a 1 024 imp./giro, utilizzabile su veicoli elettrici con motore nella ruota.
I powertrain elettrici permettono alle ruote di girare a velocità diverse o in direzioni diverse, per cui il torque vectoring e lo sterzo per slittamento (skid steering) vengono provati ruota per ruota. Quando servono le forze e i momenti a ogni ruota, e non solo la coppia, una ruota dinamometrica LW prende il posto della TW.
Procedura
- 01
Scegliere il modello
In base alla coppia prevista e alla dimensione del cerchio, da 237 N·m a 81 kN·m.
Trasduttori di coppia ruota serie TW - 02
Realizzare gli adattatori
Gli adattatori di mozzo e cerchio sono progettati a partire dal profilo del cerchio di serie.
- 03
Prelevare il segnale dalla ruota
Complesso collettore rotante, encoder e amplificatore sull’asse, oppure telemetria.
Wheel Instrumentation System - 04
Registrare un canale per ruota
Un trasduttore su ogni ruota motrice fornisce una misura di coppia indipendente, sulla stessa base di tempo dei dati del veicolo.
Risultato
La coppia di trazione e la coppia di frenata a ogni ruota di un veicolo con motori ruota, misurate tra il mozzo e il cerchio. È la coppia disponibile del veicolo, rilevata dove nessun albero può essere equipaggiato con estensimetri.
Domande frequenti
Perché la coppia non può essere misurata su un albero con i motori ruota?
Non c’è nessun albero su cui misurare. Le ruote sono accoppiate direttamente ai motori di trazione; il veicolo non ha quindi né albero di trasmissione né assale motore da equipaggiare con estensimetri.
Un trasduttore di coppia ruota misura anche la coppia di frenata oltre alla coppia di trazione?
Sì. Il ponte intero a quattro braccia legge My attorno all’asse della ruota in entrambe le direzioni, trazione e frenata.
A cosa serve la coppia a ogni ruota su un veicolo elettrico?
Le misure di coppia indipendenti a ogni ruota servono a provare i sistemi di controllo della stabilità e di controllo della trazione, nonché il torque vectoring sui powertrain che fanno girare le ruote a velocità diverse.
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