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Misura delle forze alla ruota e della velocità di rotazione su neve e ghiaccio per rilevare lo slittamento di uno pneumatico

  • Forze Fx Fy Fz
  • Momenti Mx My Mz
  • Velocità di rotazione della ruota
  • Angolo di deriva
Vista aerea di una strada innevata attraverso una foresta di pini, con due automobili
Una strada invernale nella foresta, l’ambiente della prova. Foto Michigan Scientific.

In sintesi

La validazione invernale verifica il comportamento di un veicolo su strade scivolose. Una ruota dinamometrica montata al posto della ruota misura le tre forze e i tre momenti sulla ruota, nonché la velocità di rotazione della ruota, sul veicolo e sulla neve. Quando uno pneumatico inizia a slittare su una superficie con basso coefficiente di attrito, i dati mostrano un aumento della velocità di rotazione mentre la forza sulla ruota diminuisce. La versione con telemetria per automobili e veicoli commerciali leggeri, la LW12.8-50-TEL, trasmette i segnali dalla ruota senza cavi attraverso il mozzo.

6
componenti di carico misurate alla ruota
−40 a 125 °C
temperatura di esercizio, LW12.8-50-TEL
IP67
protezione del sensore di deriva TrueSlip

Lo slittamento nei dati

Il trasduttore registra insieme le forze sulla ruota e la velocità di rotazione. Quando lo pneumatico inizia a slittare perché il coefficiente di attrito è basso, i dati mostrano un aumento della velocità di rotazione accompagnato da una diminuzione della forza sulla ruota. La stessa firma compare su ghiaccio, neve e sabbia; essa segnala l’istante in cui lo pneumatico slitta eccessivamente, informazione necessaria per valutare il comportamento del veicolo su quella superficie. Gli stessi dati servono per le prove e lo sviluppo degli pneumatici.

Monovolume sulla neve con una ruota dinamometrica sulla ruota anteriore, sotto un grafico delle forze ruota registrate
Un monovolume sulla neve con ruote dinamometriche, e le sei componenti di carico registrate alla ruota. Foto e grafico Michigan Scientific.

Strumentazione

TrasduttoreLW12.8-50-TEL, autovetture e veicoli commerciali leggeri, elettronica di telemetria e di alimentazione a induzione integrata nel trasduttore
Portata50 kN su Fx e Fz, 25 kN su Fy, 6,5 kN·m sui tre momenti
Non linearità≤ 0,2 % F.S. su Fx, Fz e My
Collegamento dati2 200 Hz, risoluzione 16 bit; risoluzione dell’angolo di ruota 0,25°
Dimensione del cerchio e peso14 in e superiore; 6,0 kg con l’elettronica di telemetria
Ambientestagno, compensato in temperatura, da −40 a 125 °C
Sensore di derivaTrueSlip, ottico, su strade asciutte, bagnate e ghiacciate asciutte, IP67, CAN 2,0

Catena di misura

Lo statore di telemetria, che contiene il ricevitore, la bobina di induzione e i rilevatori dell’encoder, si monta sul lato interno su una staffa regolabile, posizionata con uno strumento di allineamento. L’unità CT2-TEL, alimentata a 10-36 V CC, fornisce l’alimentazione a induzione, azzera il trasduttore e trasforma i carichi negli assi del veicolo, con uscite analogiche, CAN ed Ethernet. Nessun cavo attraversa il mozzo e la ruota si rimuove senza smontare l’elettronica.

Procedura

  1. 01

    Montare il trasduttore sulla ruota

    Tra un adattatore del cerchio e un adattatore del mozzo realizzati per il veicolo, con viti M10 serrate a 81 N·m.

    LW12.8-50-TEL
  2. 02

    Posizionare lo statore di telemetria

    Sulla staffa lato interno, allineato con la pista rotante mediante lo strumento di allineamento.

  3. 03

    Calcolare i carichi nell’unità di interfaccia

    L’unità CT2-TEL azzera il trasduttore e fornisce le sei componenti negli assi del veicolo.

  4. 04

    Aggiungere l’angolo di deriva se necessario

    Il sensore ottico TrueSlip, montato su una ruota o sulla carrozzeria, fornisce l’angolo di deriva su strada asciutta, bagnata e ghiacciata asciutta. Non funziona in presenza di acqua stagnante o neve sulla superficie.

    Sensore di deriva TrueSlip

Risultato

Le tre forze e i tre momenti sulla ruota, con la velocità di rotazione della ruota, misurati sul veicolo su neve e ghiaccio. Il momento in cui uno pneumatico inizia a slittare è visibile nei due segnali, per la validazione di veicoli e lo sviluppo di pneumatici.

Domande frequenti

Come rilevare che uno pneumatico slitta sul ghiaccio durante una prova?

Una ruota dinamometrica registra insieme le forze sulla ruota e la velocità di rotazione della ruota. Quando lo pneumatico inizia a slittare, i dati mostrano un aumento della velocità di rotazione accompagnato da una diminuzione della forza sulla ruota.

Si può usare una ruota dinamometrica nella neve e nell’acqua?

Sì. I trasduttori sono stagni e compensati in temperatura. La LW12.8-50-TEL funziona da −40 a 125 °C.

Quale ruota dinamometrica si usa per le prove di veicoli in condizioni invernali?

La versione con telemetria, la LW12.8-50-TEL per automobili e veicoli commerciali leggeri. Trasmette i segnali dalla ruota senza cavi attraverso il mozzo, e la ruota si smonta senza rimuovere l’elettronica.

Si può misurare l’angolo di deriva su una strada ghiacciata?

Su una strada ghiacciata asciutta, sì. Il sensore ottico TrueSlip, montato su una ruota o sulla carrozzeria, funziona su strada asciutta, bagnata e ghiacciata asciutta, non in presenza di acqua stagnante o neve sulla superficie.

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