Em 1975, o Congresso dos Estados Unidos promulgou os regulamentos da Economia Média de Combustível Corporativa (CAFE), em constante mudança, para melhorar a economia média de combustível de carros e caminhões leves. Regulamentações de economia de combustível semelhantes também são aplicadas em países estrangeiros. Esses regulamentos podem ser alterados de forma que os veículos devem atender a uma certa eficiência em um ano programado. Durante o desenvolvimento do veículo, testes extensivos precisam ser feitos pelos fabricantes de automóveis para determinar as perdas do trem de força que influenciam a economia de combustível.
Uma proporção comumente aceita é que cerca de um terço da potência do motor é perdida pelo calor; outro terço é perdido devido a ineficiências nos componentes do trem de força; e o terço final da energia do combustível é usado para impulsionar o veículo. Isso mostra onde se encontram algumas oportunidades para aumentar a eficiência. Para tanto, é importante conhecer a alocação das perdas de eficiência para que as melhorias adequadas possam ser feitas. Transdutores são frequentemente instalados em veículos de desenvolvimento para determinar a localização das perdas de energia. Michigan Scientific tem vasta experiência em fazer medições de transdutor e girar componentes de produção em transdutores de precisão.
A entrada versus saída de energia dos componentes internos do motor, transmissão e linha de transmissão mapeia o consumo de energia. UMA Transdutor de força da roda pode ser usado para determinar a produção geral na estrada. Todos os outros dados de mapeamento de energia são usados para mostrar a energia usada para fazer o veículo se mover. Para determinar as perdas de potência, a velocidade de rotação e o torque devem ser medidos.
Transdutores de saída do motor
Virabrequim instrumentado com medidores de tensão aplicados
Existem muitos componentes diferentes que apresentam uma oportunidade para a análise de saída do motor; como ventiladores de resfriamento, atrito entre as peças móveis, consumo de combustível, bombas de óleo e combustível, correias, engrenagens, lubrificação e muito mais. Os transdutores podem ser feitos ou aplicados aos componentes internos e são usados para medir a potência do motor. Em um veículo com transmissão automática, um transdutor pode ser feito aplicando medidores de tensão ao placa flexível para medir o torque. Os dados podem ser monitorados usando o Michigan Scientific conjuntos de anel deslizante or soluções de telemetria. Técnicas semelhantes podem ser usadas para um veículo com transmissão manual instalando um transdutor de torque no volante. Também é possível instrumentar o virabrequim do veículo por medição profunda, um método para aplicar medidores de tensão em um furo profundo em um componente e direcionar os fios de sinal para um conjunto de anel deslizante.
Instrumentação do eixo de transmissão da transmissão
Embora o transdutor de placa flexível possa ser usado para determinar a potência de entrada para a transmissão, os transdutores do eixo de transmissão são usados para detectar a saída. O torque de saída de transmissão é medido com um eixo de saída de transmissão instrumentado ou eixos de transmissão instrumentados. Calculando a potência de entrada e a saída, a eficiência geral da transmissão pode ser medida diretamente. Os eixos de saída da transmissão são instrumentados e a fiação está contida no eixo. Os dados são então trazidos para um conjunto de anel deslizante montado na frente da transmissão ou a telemetria pode ser usada com energia indutiva ou de massa. As principais perdas em uma transmissão podem ser devido à eficiência do conversor de torque, bombeamento de óleo e perdas de calor, perdas de rotação viscosas, engrenagens, rolamentos e perdas de vedação.
Medições do eixo traseiro
Conjunto de roda de torque de telemetria científica de Michigan
O eixo de transmissão do veículo é o que fornece o torque de entrada para o eixo traseiro, onde o torque de saída é dividido entre cada eixo de transmissão. O torque de saída pode ser medido com medidores de tensão de semieixo, transformando o eixo de produção em um transdutor de precisão roteado para um conjunto de anel deslizante ou telemetria, ou um transdutor de torque de roda pode ser usado. Michigan Scientific Transdutores de torque da roda (WTT) meça o torque entre o cubo de montagem e o pneu. A eficiência é então determinada comparando o torque no eixo com a saída medida pelo WTT.
Embora existam muitos outros aspectos que influenciam o consumo de combustível, como arrasto aerodinâmico, resistência ao rolamento do pneu, arrasto do freio, arrasto do rolamento e outros; determinar as perdas de potência dentro da linha de transmissão do veículo ainda é uma parte importante do projeto e desenvolvimento do veículo. A Michigan Scientific tem ampla experiência na criação de transdutores personalizados e de produção para ajudar neste tipo de teste. Para saber mais sobre como Michigan Scientific pode ajudar no desenvolvimento de veículos, contate um engenheiro MSC.