Enregistrement des efforts de roue lors d’essais d’endurance sur piste, sur route et hors route
En bref
Une roue dynamométrique prend la place du centre de la roue, entre un adaptateur de moyeu et un adaptateur de jante conçus pour le véhicule, et enregistre les trois forces et les trois moments à la roue, avec les accélérations X et Z, la vitesse de roue et l’angle de roue. La même roue dynamométrique est utilisée sur le circuit d’essais, sur routes publiques, hors route et sur le banc d’essai. Trois essais documentés montrent ce qui est enregistré : un nid-de-poule franchi par un SUV à 40 km/h, les essais d’endurance d’un SUV électrique et la campagne d’une voiture hors route étudiante sur une LW9.5.
- 40 km/h
- vitesse du SUV lors de l’essai du nid-de-poule (25 mph)
- < 0,5 s
- durée totale de l’événement nid-de-poule
- 6,7 kN
- force radiale avant le nid-de-poule, juste en dessous de 1 500 lb
Chaîne d’effort
L’effort que la route transmet au véhicule entre par les roues. Le capteur se trouve au centre de la roue, si bien que chaque force et chaque moment entre le pneu et le moyeu passent par ses ponts de jauges de déformation à quatre bras. Chaque composante ressort sous forme de signal indépendant. La boîte d’interface CT3 utilise l’angle de roue pour exprimer les six composantes dans les axes du véhicule et corrige la diaphonie, en temps réel.
Les pistes d’essai offrent des conditions répétables. Les routes publiques sont également utilisées, car elles donnent les efforts de l’environnement réel. Les événements qui comptent pour l’endurance sont courts : un impact sur un nid-de-poule est terminé en moins d’une demi-seconde.
Instrumentation
| Transducteur | Série LW, six composantes d’effort, ponts de jauges de déformation à quatre bras, étanche et compensée en température |
|---|---|
| Capacité radiale | 25 kN (LW25, motos, quads et petites voitures) à 700 kN (LW700) · 35,6 kN sur la LW9.5 pour quads et petits véhicules · 50 kN sur la LW50 pour voitures de tourisme et utilitaires légers |
| Autres mesures | Accélération X et Z · vitesse et angle de roue, 0,17° avec le collecteur tournant |
| Montage | entre un adaptateur de moyeu et un adaptateur de jante fabriqués pour le véhicule, en conservant l’offset d’origine |
| Transmission du signal | collecteur tournant avec son amplificateur tournant, ou télémesure |
| Boîtier d’interface | CT3 · sorties analogique, CAN 2,0, CAN FD et Ethernet, EtherCAT avec un module d’extension |
| Température de fonctionnement | de −40 à 125 °C |
Procédure
- 01
Choisir le transducteur
Sur l’effort vertical de crête de l’essieu le plus lourd, avec une marge, et non sur le poids statique par roue. La LW9.5 est le modèle pour les quads et petits véhicules, la LW50 pour les voitures de tourisme et les utilitaires légers.
Roues dynamométriques de la série LW - 02
Faire réaliser les adaptateurs
Envoyez le plan de la roue, l’entraxe, l’alésage central et l’offset. Michigan Scientific conçoit et fabrique les adaptateurs de moyeu et de jante qui permettent de fixer le transducteur sur le véhicule.
Conception des adaptateurs de jante et de moyeu - 03
Monter, maintenir, faire le zéro
Boulonnez l’ensemble sur le moyeu à la place de la roue, maintenez la tige du stator du collecteur tournant à la verticale, effectuez l’étalonnage par shunt, puis faites le zéro sur le pont élévateur pendant que chaque roue fait deux tours.
- 04
Conduire l’essai
Les obstacles, pistes ou routes habituels. Les forces, moments, accélérations, vitesse et angle de roue sont enregistrés ensemble, afin que chaque pic puisse être rattaché à l’événement qui l’a provoqué.
- 05
Ou louer le jeu
Pour une campagne unique, un jeu de roues dynamométriques peut être loué, étalonné avant expédition.
Location
Nid-de-poule à 40 km/h
Dans cet essai, la roue avant droite d’un SUV heurte un nid-de-poule sur une route publique à 40 km/h (25 mph). Au départ, la force radiale est juste en dessous de 6,7 kN (1 500 lb), l’effort porté par la roue. La force verticale chute lorsque la roue entre dans le trou et tombe en chute libre. Lorsque la roue touche le fond, la force revient approximativement à sa valeur de départ.
Le pic le plus important se produit à la sortie, lorsque la roue frappe le bord opposé du nid-de-poule. La force oscille ensuite pendant que la suspension réagit, puis se stabilise à l’effort statique. L’ensemble de l’événement dure moins de 0,5 s.
Deux campagnes
Bollinger Motors a utilisé des roues dynamométriques et de l’instrumentation Michigan Scientific pour les essais d’endurance du B1, un SUV entièrement électrique. Les essais soumettent le véhicule à des conditions sévères pour trouver les limites de la conception, et les efforts enregistrés alimentent les modifications de conception.
L’équipe Michigan Tech Blizzard Baja construit des voitures hors route monoplace pour des compétitions étudiantes et les teste par températures glaciales, dans la neige et sur la glace. L’équipe a envoyé les dimensions de son moyeu et de ses jantes et a reçu des adaptateurs sur mesure pour une LW9.5. Les étudiants ont roulé sur les obstacles sur lesquels ils testent habituellement et ont enregistré huit voies à la fois. Les données de force et de moment servent à alléger les pièces surdimensionnées et à travailler sur le rendement de la transmission, le réglage de l’embrayage, la géométrie de la suspension et la configuration de la boîte de vitesses.
Résultat
Les six composantes d’effort à chaque roue tout au long de l’événement réel, avec les accélérations, la vitesse de roue et l’angle de roue. L’enregistrement sert à estimer la durée de vie des pièces et à modifier la conception.
Questions fréquentes
Qu’enregistre une roue dynamométrique lors d’un essai d’endurance ?
Trois forces et trois moments au centre de la roue, avec les accélérations X et Z, la vitesse de roue et l’angle de roue, le tout enregistré simultanément pendant la conduite du véhicule.
Que devient l’effort de la roue lorsqu’une voiture heurte un nid-de-poule ?
La force verticale chute lorsque la roue entre dans le trou, et le pic le plus élevé se produit lorsque la roue heurte le bord opposé. Sur un SUV à 40 km/h (25 mph), l’événement complet a duré moins de 0,5 s.
Une roue dynamométrique peut-elle être montée sur un quad ou un petit véhicule hors route ?
Oui. La LW9.5, 35,6 kN en radial, est le modèle pour les quads et les petits véhicules. Michigan Scientific fabrique les adaptateurs à partir des dimensions du moyeu et de la jante.
Peut-on louer des roues dynamométriques pour une seule campagne d’essais ?
Oui. Un jeu peut être loué pour une seule campagne, étalonné avant expédition, avec une session de formation à distance.
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