Nel 1975, il Congresso degli Stati Uniti ha promulgato le normative in continua evoluzione Corporate Average Fuel Economy (CAFE) per migliorare il consumo medio di carburante di automobili e autocarri leggeri. Norme simili sul risparmio di carburante sono applicate anche in paesi stranieri. Queste normative possono cambiare in modo che i veicoli debbano soddisfare una certa efficienza entro un anno programmato. Durante lo sviluppo del veicolo, i produttori di automobili devono eseguire test approfonditi per determinare eventuali perdite del gruppo propulsore che influenzano il risparmio di carburante.
Un rapporto comunemente accettato è che circa un terzo della potenza del motore viene persa a causa del calore; un altro terzo è perso a causa di inefficienze nei componenti del gruppo propulsore; e l'ultimo terzo dell'energia del carburante viene utilizzato per azionare il veicolo. Questo mostra dove si trovano alcune opportunità per aumentare l'efficienza. Per raggiungere questo obiettivo, è importante conoscere l'allocazione delle perdite di efficienza in modo da poter apportare i miglioramenti appropriati. Trasduttori sono spesso installati nei veicoli di sviluppo per determinare la posizione delle perdite di potenza. Michigan Scientific ha una vasta esperienza nella misurazione e nella tornitura di trasduttori componenti di produzione in trasduttori di precisione.
L'input di potenza rispetto all'output dei componenti interni del motore, della trasmissione e della trasmissione, mappa il consumo di energia. UN Trasduttore di forza della ruota può essere utilizzato per determinare l'uscita complessiva sulla strada. Tutti gli altri dati di mappatura della potenza vengono utilizzati per mostrare la potenza utilizzata per far muovere il veicolo. Per determinare le perdite di potenza, è necessario misurare la velocità di rotazione e la coppia.
Trasduttori di uscita del motore
Albero motore strumentato con estensimetri applicati
Ci sono molti componenti diversi che rappresentano un'opportunità per l'analisi della potenza del motore; come ventole di raffreddamento, attrito tra parti in movimento, consumo di carburante, pompe di olio e carburante, cinghie, ingranaggi, lubrificazione e altro. I trasduttori possono essere realizzati o applicati ai componenti interni e vengono utilizzati per misurare la potenza del motore. In un veicolo con cambio automatico, un trasduttore può essere realizzato applicando estensimetri al piastra flessibile per misurare la coppia. I dati possono essere monitorati utilizzando Michigan Scientific assemblaggi di anelli di scorrimento or soluzioni di telemetria. Tecniche simili possono essere utilizzate per un veicolo con cambio manuale installando un trasduttore di coppia sul volano. È anche possibile strumentare l'albero motore del veicolo mediante misurazione del foro profondo, un metodo per applicare gli estensimetri in un foro profondo in un componente e instradare i cavi di segnale a un gruppo di anelli collettori.
Strumentazione dell'albero di trasmissione della trasmissione
Mentre il trasduttore flexplate può essere utilizzato per determinare la potenza in ingresso alla trasmissione, i trasduttori dell'albero di trasmissione vengono utilizzati per rilevare l'uscita. Il coppia di uscita della trasmissione viene misurato con un albero di uscita della trasmissione strumentato o alberi di trasmissione strumentati. Calcolando la potenza in ingresso e l'uscita, è possibile misurare direttamente l'efficienza complessiva della trasmissione. Gli alberi di uscita della trasmissione sono strumentati e il cablaggio è contenuto nell'albero. I dati vengono quindi inviati a un gruppo di anelli di contatto montato nella parte anteriore della trasmissione o la telemetria può essere utilizzata con alimentazione induttiva o a batteria. Le perdite maggiori in una trasmissione possono essere dovute all'efficienza del convertitore di coppia, al pompaggio dell'olio e alle perdite di calore, alle perdite di rotazione viscosa, agli ingranaggi, ai cuscinetti e alle perdite di tenuta.
Misure dell'asse posteriore
Gruppo ruota di torsione per telemetria Michigan Scientific
L'albero di trasmissione del veicolo è ciò che fornisce la coppia in ingresso all'asse posteriore in cui la coppia in uscita è divisa tra ciascun albero di trasmissione. La coppia in uscita può essere misurata con estensimetri per semiasse, trasformando l'albero di produzione in un trasduttore di precisione indirizzato a un gruppo di anelli di scorrimento o telemetria, oppure è possibile utilizzare un trasduttore di coppia per ruote. Michigan Scientifico Trasduttori di coppia per ruote (WTT) misurare la coppia tra il mozzo di montaggio e il pneumatico. L'efficienza viene quindi determinata confrontando la coppia nell'asse con l'uscita misurata dal WTT.
Mentre ci sono molti altri aspetti che influenzano il consumo di carburante, come la resistenza aerodinamica, la resistenza al rotolamento dei pneumatici, la resistenza ai freni, la resistenza dei cuscinetti e altri; determinare le perdite di potenza all'interno della trasmissione del veicolo è ancora una parte importante della progettazione e dello sviluppo del veicolo. Michigan Scientific ha una vasta esperienza nella creazione di trasduttori personalizzati e di produzione per aiutare con questo tipo di test. Per saperne di più su come Michigan Scientific può aiutare con lo sviluppo del veicolo, contatta un ingegnere MSC.