Pomiar momentu przy wys pr obr

Pomiar momentu przy wysokich prędkościach obrotowych

Stopniowa zmiana koncepcji mobilności z silnika spalinowego na silnik elektryczny wpłynęła również na technologię pomiarową stosowaną na stanowiskach badawczych. W porównaniu z klasycznymi silnikami spalinowymi, elektryczne układy napędowe charakteryzują się znacznie większą gęstością mocy ze względu na mniejsze wymiary i mniejszą wagę. Straty ciepła silników elektrycznych zostały zredukowane aż do około 10%, podczas gdy ponad 90% energii elektrycznej jest zamieniane na energię mechaniczną. Ponadto napędy elektryczne w pojazdach pracują ze znacznie wyższymi prędkościami obrotowymi, co również stwarza wyzwania dla technologii pomiaru momentu obrotowego na dedykowanych stanowiskach testowych.

Przetwornik momentu obrotowego T11 wyznaczył nowe standardy w zakresie nominalnej (znamionowej) prędkości obrotowej już w 2004 r. i był długo uważany za standard w sportach motorowych, osiągając prędkość obrotową do 30 000 obr / min ze względu na małą masę wirnika i niski moment bezwładności. Czujnik był stale rozwijany i został zastąpiony przez serię T40 w 2016 roku, a aktualnie oferowane przetworniki mogą pracować z prędkościami nawet do 60 000 obr./min.

Oprócz zwiększonej prędkości obrotowej, dynamiczne zachowanie napędów elektrycznych stawia wysokie wymagania przyszłym koncepcjom stanowisk testowych. W związku z tym dalsze redukcje masy i momentu bezwładności - przy jednoczesnym zapewnieniu wysokiej sztywności - zajęły wysokie miejsce na liście celów rozwojowych przetworników momentu.

Masę czujnika momentu obrotowego można zmniejszyć na dwa sposoby. Po pierwsze przez konstrukcję czujnika, a po drugie przez wybór innego materiału, przy czym zastosowany materiał ma największy wpływ na redukcję masy. Wybór odpowiedniego materiału jest trudny, ponieważ musi on nie tylko charakteryzować się znacznie niższym ciężarem właściwym, ale musi również mieć niezmiennie lepsze właściwości metrologiczne niż odmiany stali, które są powszechnie stosowane w konstrukcji czujników. Ze względu na mniejszą odporność na zmienne obciążenia i inne aspekty metrologiczne, stosowanie aluminium w celu zmniejszenia masy nie jest opcją dla producentów czujników momentu obrotowego. Z drugiej strony tytan ma praktycznie taką samą wytrzymałość na rozciąganie, a także takie same właściwości metrologiczne jak stal i jest materiałem wybieranym przez producentów, gdy redukcja masy musi być osiągnięta bez uszczerbku dla wytrzymałości zmęczeniowej i wydajności pomiaru. Szybkie czujniki momentu obrotowego jak T40HS, T40MS i T40CB marki HBM są standardowo produkowane z tytanu.

Czujniki momentu obrotowego HBM przeznaczone do zastosowań o dużej prędkości i dynamice zostały zaprojektowane tak, aby zapewnić znaczne zmniejszenie momentu bezwładności w stosunku do nominalnego momentu obrotowego w porównaniu z konwencjonalnymi czujnikami, bez uszczerbku dla ich sztywności lub wydajności pomiaru. Dlatego czujniki te idealnie nadają się do testowania bardzo kompaktowych jednostek napędowych lub do dynamicznych stanowisk testowych, które symulują warunki jazdy pojazdu.