PT91842B - Banco de ensaio para automoveis - Google Patents
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Description
RHEINISCH-WESTFLISCHER TECHNISCHER UBERWACHUNGS-VEREIN e.V. BANCO DE ENSAIO PARA AUTOMÓVEIS
do automóvel. Os rolos de impulso são acoplados um com o outro através dos seus veies de accionamento (5) accionado^ através das massas girantes das peças rotativas. Os rolos de impulso pedem assim ser acelerados para a velocidade de ensaio pelo automóvel que se encontra sobre o banco de ensaio de travões. Os elementos de deslizamento (4) são formulados como máquinas eléctricas ou hidráulicas comandáveis independentemente uma da outra. Deste modo pede-se realizar , de maneira simples e cptimista, uma caracterlstica de deslizamento para diferentes condições de faixa de rodagem, singular para cada automóvel.
A presente inveção refere-se a um banco de ensaio para automóveis, em especial banco de ensaio de travões para automóveis com equipamento de travagem tipo ABS, com rolos de impulso e rolos de apoio que ficam juntos às rodas do automóvel a ensaiar, em que, aos rolos de impulso accionados, está respectivamente agregedo um elemento de deslizamento, ajustável na sua característica de deslizamento â variação, dependente do binário de travagem, do binário de accionamento entre roda de automóvel e rolo de impuldo, com manutenção das condições de aderência entre roda de automóvel e rolo de impulso.
Para o ensaio de funcionamento de equipamento de travagem de automóveis com sistema ABS, são conhecidos bancos de ensaio de travões da forma de realização descrita no inicio, nos quais, por manobra do travão do carro, é causado um deslizamento entre roda do carro e accionamento. ém pormenor, sem variação das condições de aderência entre roda de automóvel e rolo de impulso, é alterado o binário de accionamento do rolo de impulso que actua sobre c carro, em dependência dum binário de travagem que actua sobre a roda do carro para a simulação dum deslizamento. A alteração do binário de accionamento, sob a acção do binário de travagem, corresponde substancialmente a condições simuláveis de aderência e deslizamento entre roda de automóvel e faixa de rodagem. Em vez dum deslizamento real entre roda de automóvel e rolo de impulso, é simulado um deslizamento pelo lado do accionamento Se ao binário de travagem se opõe, na roda do carro, um binário de accionamento que nãc é suficiente, tem lugar uma queda do numero de rotações da roda do carro, que corresponde à queda do numero de rotações para a qual está especificada a reacção do equipamento de travagem tipo ABS. Com o auxilio do elemento de deslizamento, pode-se realizar uma caracterlstica de deslizamento para diferentes condições de faixa de rodagem, como por exemplo faixa de rodagem seca, faixa de rodagem molhada, faixa de rodagem com gelo, etc., de modo que seja possível simular or processos de travagem sem desgaste
e de modo reproduzivé1, assim como independentemente de influências externas, para as respectivas superfícies de faixa de rodagedi. Condição prévia para isso é que, na produção do binário de travagem, o binário de accionamento apresente, nas zonas de número de rotações a examinar, a mesma evolução que as características de deslizamento empiricamente determinadas para as respectivas superfícies de faixa de rodagem. - No banco de ensaio de travoês conhecido, para automóveis com equipamento de travagem tipo ABS, é previsto para cada roda do carro um rolo de impulso com um motor de accionamento próprio. Sob o ponto de vista de técnica de equipamentos,isso é dispendioso. Em pormenor, o equipamento para a alteração, dependente do deslizamento, do binário de accionamento, pode ser formado por um motor elêctrico assíncrono como motor de accionamento. Existe, porém, também a possibilidade de aplicar, como equipamento para a alteração, dependente do binário de travagem, do binário de accionamento entre o motor de accionamento e o rolo de impulso, um embraiagem magnética comandável, como elemento de deslizamento com caracteristica de deslizamento ajustável. Com estas providências, são aumentados os gastos em técnica de equipamentos. - E aqui que a invenção remediará alguma coisa.
A invenção tem por objectivo criar um banco de ensaio para automóveis, em especial banco de ensaio de travoês para automóveis com equipamento de travagem tipo ABS, do género descrito no inicio, que se distinga por tipo de construção reduzido sob o ponto de vista de técnica de equipamentos e optimizado sob o ponto de vista funcional.
A invenção soluciona este problema, no caso dum banco de ensaio do género, sendo os rolos de impulso acoplados um com o outro através dos seus veios de accionamento e accíonados, durante o processo de travagem simulada, através das massas girantes das peças rotativas do banco de ensaio de travões, e sendo os elementos de deslizamento for-5-
mados como máquinas eléctricas ou hidráulicas comándavéis independentemente uma da outra, com engrenagem diferencial, ou como máquinas eléctricas comandáveis, com transmissor de anéis colectores. De acordo com uma forma de realização preferida da invenção, os rolos de impulso podem ser acelerados para a velocidade de ensaio pelo motor de automóvel que se encontra sobre o banco de ensaio de travões e, desse modo, são accionados através das massas girantes das peças rotativas, de maneira que não são necessários motores de accionamento próprios. No âmbito da invenção, existe também, como é evidente, a possibilidade de, para todos os rolos de impulso -independentemente do veiculo a ser respectivamente ensaíadoser previsto um motor de accionamento comum. Nesta forma de realização é também ainda conseguida uma importante simplificação sob o ponto de vista de técnica de equipamentos. - Em todo o caso, as disposições da invenção têm como consequência que, através das máquinas comandáveis independentemente uma da outra, a característica de deslizamento também pode ser alterada, durante o processo de travagem, para cada roda do carro, por exemplo:
- Divisão de valor de atrito, isto é, superficies de faixa de rodagem, à esquerda / â direita, diferentemente aderentes;
- Descontinuidade de atrito, isto é, súbita mudança do valor de atrito de alto para baixo ou vice-versa.
Por simulação da divisão do valor de atrito, pode-se comprovar,o funcionamento duma regulação Select-low ou Select-high(Seleccionar-baixo ou SeleceioE nar- alto) dum equipamento ABS. Regulação Select-low significa que a pressão de travagem do respectivo eixo do carro é regulada correspondendo à roda de carro que funciona com o valor de atrito baixo(superficíe de faixa de rodagem lisa).
Na regulação Select-hihg, é regulada correspondendo à roda de carro que funciona com o valor de atrito alto. Iste consegue-se sendo comandadas as máquinas eléctricas ou hidráulicas agregadas ás rodas de carro respectivas, Quanto a estas máquinas, pode tratar-se de freios de corrente de Foucault, cujas curvas características podem ser ajustadas, por meio da corrente de exitação, para diferentes características de deslizamento, na dependência de valores de atrito simulados entre roda de automóvel e superfície de faixa de rodagem. Sendo, no processo de travagem no banco de ensaio, efectuda a travagem baixando duma determinada velocidade de saída até parar, pode-se apurar o limiar de eficácia do equipamento ABS, isto é, comprcvae até que velocidade de carro é eficiente o equipamento AcS.
Outras características essenciais do invento são a seyuir apresentadas. Assim, c invento prevê que os freios de corrente de Foucault sejam dispostos respectivamente entre os rolos de impulso e os seus veios de accionamento. De acordo com uma outra forma de realização do invento, a que cabe particular significado, é previsto que os freios de corrente de Foucault sejam instalados separados dos rolos de impulso e cada freio de corrente de Foucault, com intercalação duma engrenagem diferencial, actue sobre o rolo de impulso agregado, pelo que a engrenagem diferencial é ligada por um lado ao rolo de impulse, por outro lado ao seu veio de accionamento e recebe a aceção do freio de corrente de Foucault. Desta maneira, os freios de corrente de Foucault podem ser colocados para fora e instalados independentemente dos rclos de impulso, por exemplo fixados na armação do banco de ensaie. Assim, as caixas dos freios de corrente de Foucault não precisam de redar com cs veios de accionamento, e cs transmissores de anéis colectores podem ser suprimidos, sendo necessários nc caso dos freios de corrente de Foucault serem intercalados entre os rolos de impulso e os seus veis de accionamento. Assim, também, torna-se possível, por selecção da multiplicação, uma escala maís extensa dos números de rotações úteis dos freios de corrente de Foucault, o que é conveniente para a produção de curvas características precisas.
De acordo, com uma outra proposta da invenção com particular significado, é previsto que a cada rolo de impulso, do lado do accionamento, esteja ligado um accionamento regulado em dependencia da variação de velocidade de rotação do rolo, para a compensação de massas girantes das peças que rodam com o role de impulso. Em relação a isto, a invenção parte do reconhecimento de que massas girantes demasiado grandes alteram as qualidades de regulação dum equipamento ABS, podendo no entanto ser elimina das da neira reivindicada, de modo que possam ser concretieadas situações substâncialmente realistas. Esta compensação de massas girantes pode, porém, ser também conseguida por correspondente regulação dos freios de corrente de Fcucault.
Os freios de corrente de Foucalt podem ser respectivamente equipados com um dispositivo de medição do binário de rotação. DEste modo, no decurso da medição do binário de accionamento respectivo, pode ser determinada a evolução do esforço de travzgem, que pede adicionalemnte servir para a apreciação do funcionamento do equipamento ABS. Esta dimensão de medição pode ainda ser utilizada para oapoio da regulação do freio de corrente de Foucault numa curva característica simulada.
Como resultado, é realizado um banco de ensaio de travões para veículos autortóveis, em especial para automóveis com equipamento de travegem tipo ABS, que se distingue por tipo de construção reduzido sob c ponto de vista de técnicas de equipamento e por tipo de construção óptimo sob o ponto de vista funcional, pois que pode ser obtida uma reprodução optimizada dos processos de travagem numa faixa de rodagem, através de características de deslizamento definidas.
De acordo com uma mais desenvolvida forma de realização de invenção ccm particular significado, é previste que o banco de ensaio seja formado como simulador de condução e sejam para isso ligados sensores de binário de rotação aos elementos de deslizamento e sensores de número de rotações aos rolos de apoie, que funcione com os veies de accionamento para os rolos de impulso um acumulador de energia, comandável, com uma massa girante mecânica assim como um elemento de accionamento e frenagem, e que um aparelho de comando electrônico receba os sinais dos sensores de binário de rotação e dos sensores de número de sensores de binário de rotação e dos seneores de número de rotações e, em dependência dos sinais tratados, comande os elementos de deslizamento e o elemento de accionamento e frenagem do acumulador de energia. Através destas providências da invenção, os rolos de impulso são acoplados, não só um ccm ccutro através dc veio de deslizamento, mas também com um acumulador de energia comum. Nc âmbito da invenção, c acoplamento dos roles de impulso pode ser efectuado, não só mecanicamente, mas também electricamente (veio de onda eléctrica) ou hidraulicamente. Os roles de apoio equipados com os sensores de número de rotações cumprem a função de rolos de contacto. Os elementos de deslizamento transmitem um binário simulado em dependência da diferença de número de rotações entre, respectivamente, rolo de impulso e veio de accionamento. -_ Mais prevê a invenção que o simulador de condição apresente um ventilador para a simulação de vente na condução, e que o ventilador seja igualmente comandado pelo aparelho de comando electrônico em dependência dos sinais tratados dos sensores de binário de rotação e dos sensores de número de rotações. A fim de possibilitar uma distância entre eixos ajustável, o acumulador de energia pode accionar cs veios de accionamento dos rolos de impulse através dum veio central de comprimento regulá-9vel , com intercalação de engrenagem diferenciais.
Com o auxílio do simulador de condução de acordo com a invenção, podem ser simuladas todas as situações de condução dinâmicas e estacionárias, para condução a direito, sob condições de faixa de rodagem simuladas, com qualquer automóvel. Isto é conseguido através dum ajustamento individual das condições de deslizamento para cada roda e através do acumulador de energia comandável. Através dos elementos de deslizamento individualmente ajustáveis, podem ser reproduzidas:
- Qualquer faixa de rodagem (condições de deslizamento e fecho de esforço);
- Transições de faixa de rodagem (des continuidade de valor de atrito);
- Faixa de rodagem com aderência diferente à esquerda e à direita (micro-Split) (micro-divisão) ;
- Variação estática de carga de eixos (por ex. por subida e descida ou serviços de atrelado);
- Variação dinâmica de carga de eixos em dependência de retardamento ou aceleração;
- Compensação das massas do simulador de condução que rodam imediatamente com a roda do carro.
Através de comando do acumulador de energia, podem ser reproduzidas:
- Massa girante equivalente do automóve1;
- Resistência à condução (resistência, às rampas e ao ar).
Através da simulação de vento da condução, é conseguido um arrefecimento, dependente da velocidade, resfriando os travões e o motor do carro.
Através das funções descritas, o simulador de condução de acordo com a invenção é apropriado ( - para as seguintes utilizações:
a) area de utilização Accionamento
- Medição da potência no motor ou roda;
- Medição do poder de aceleração;
- Determinação da tracção sobre diferentes faixas de rodagem;
- Ensaios de funcionamento e eficiência de sistemas de regulação do deslizamento de accionamento (ASR) para quaisquer condições de faixa de rodagem;
- Simulação de processos de arranque com carga atre 1 ada ;
- Investigação de sistema de accionamento e todas as rodas;
- Simulação de quaisquer ciclos de condução para teste de emissão.
b) Area Travões
- Medição de retardamento e percurso de travegem sob quaisquer condições de faixa de rodagem;
- Ensaies de funcionamento de sistemas ABS sob quaisquer condições de faixa de rodagem, inclusive mudança de faixa de rodagem (micrc-Sprung) (micro-salto) e divisão de valor de atrito (micro-Split) (micro-divisão)
- Ensaios da distribuição dc esforço de travegem pelos eixos dianteiro e traseiro, com medição simultânea do aproveitamento de fecho de esforço;
- Simulação de travegem continua em descida;
- Ensaio de travem em carros com accionamento a todas as rodas.
A invenção é seguidamente explicada em pormenor, com base nos desenhos anexos, que somente rerepresentam um exemplo de realização, mostrando;
Fig. 1 um banco de ensaio de acordo com a invenção, como banco de ensaio de travões, em vista lateral esquemática;
Fig. 2 o referido banco conforme Fig.1 em vista de cima, sem automóvel;
Fig. 3 um corte axial através dum rolo de impulso, com freio de corrente de Fcucault indicado;
Fig. 4 um corte axial através dum rolo de impulso, com freio de corrente de Fcucault transferido
para fora;
Fig. 5 num diagrama, a curva característica dum freio de corrente de foucault;
Fig. 6 num diagrama, a regulação dum freio de corrente de Foucault em condições de deslizamento simulada;
Fig. 7 um banco de ensaio de acordo com a invenção, como simulador de condução, em representação esquemática;
Fig. 8 uma forma de realização dos elementos de deslizamento, em representação esquemática; e
Fig Fig. 9 uma outra forma de realização dos elementos de deslizamento, em representação esquemática.
Nas Fig. 1 a 6, está representado um banco de ensaio de travões para veículos automóveis, em especial para automóveis 1 com equipamento de travegem tipo ABS. Este banco de ensaio de travões apresenta, na sua constituição fundamental, roles de impulso 3 que ficam juntos às rodas 2 dc carro a ensaiar, em que, aos roles de impulso 3 accionadcs, está respectivamente agregado um elemento de deslizamento 4, ajustâvel na sua características de deslizamento à variação, dependente do binário de travagem, do binário de accionamento entre roda 2 de automóvel e rolo, de impulso 3, com manutenção das condições de aderência entre roda 2 de automóvel e rolo de impulse 3. Os rolos de iapulso 3 são acoplados um com o outro através dos seus veies de accionamento e accionadcs, durante o processo de travegem simulado, através das massas girantes das peças rotativas do banco de ensaio de travões. Os elementos de deslizamento são formados como freios de corrente de FOucault
reguláveis independentemente um do outro. Os rolos de impulso 3 podem ser acelerados para a velocidade de ensaio pelo motor do automóvel 1 que se encontra sobre o banco de ensaio de travões e giram então todos com igual número de rotações. Apõs a desembraiagem do motor do automóvel, pode efectuar-se uma travagem para zero dos roles de impulso 3 que estão a girar com velocidade de marcha. 0 binário de accionamento que actua na roda 2 do carro, respectiva, através das massas girantes das peças rotativas e finalmente do rolo de impulso 3, é alterado, no processo de travegem, em dependência dum binário de travegem que actua na roda 2 do carro, para a simulação dum deslizamento, sem que se alterem as condições de aderência entre a roda 2 do carro e o rolo de impulso 3. A alteração do binário de accionamento, sob a influência do binário de travegem, corresponde substâncialmente a condições simuláveis de aderência e de deslizamento entre a roda 2 do carro e a superfície da faixa de rodagem. A simulação das condições de aderência e de deslizamento ou seja, do binário de accionamento correspondente, efectuar-se por regulação do freio de corrente de Foucault 4. Isto é possível porque, através do comando da corrente de excitação, podem ser simuladas diferentes características de deslizamento. A simulação de difereetes caracterlsticas de deslizamento através de comando da corrente de excitação é, por outro lado possível, porque a curva caracteristica dum freio de corrente Foucault corresponde a uma curva de deslizamento e, em ambos os casos, existe uma amplamente concondância dependente do binário.
Os freios de corrente de Foucault 4 podem ser dispostos entre cs roles de impulso 3 e os seus veios de accionamento 5. De acordo ccm um exemplo de realização preferido, é contudo previsto que cs freios de corrente de Foucault 4 sejam instalados separados dos rolos de impulso 3 e que cada freio de corrente de Foucault 4, ccm
intercalação duma engrenagem diferêncial 6, actue sobre o rolo de impulso 3 agregado, pelo que a engrenagem diferêncial 6 é ligada por um lado ao rolo de impulso 3, por outro lado ao seu veio de accionamento 5 e recebe a acção do freio de corrente de Foucault 4. A cada rolo de impulso 3, está ligado um accionamento 7 regulado em dependência da sua variação de velocidade de rotação, para a compensação de massas girantes das peças que rodam com o rolo de impulso 3. Além disso, os freios de corrente de Foucault 4 são respectivamente equipados com um dispositivo de medição do binário de rotação. - No caso do banco de ensaio de travões de dois eixos, representando, a distância entre eixos A é regulável. Cada um dos jogos de rolos apresenta um rolo de impulso 3 e um rolo de apoio 8. Os rolos de apoio 8 servem para a medição das velocidades das rodas.
Nas Fig. 7 a 9, está representado um banco de ensaio que é formado como simulador de condução. Para isso, estão ligados sensores de binário de rotação 9 aos elementos de deslizamento 4 e sensores de número de rotações 10 aos rolos de apoio 8. Com os veies de accionamento 5 para os rolos de impulso 3, funciona um acumuladoe de energia 11, comandável , com uma massa girante mecânica 12 assim como um elemento de accionamento e frenagem 13. Um aparelho de comando electrónico 14 recebe os sinais dos sensores de binário de rotação 9 e dos sensores de número de rotações 10, trata estes sinais e comanda os elementos de deslizamento 4 e o elemento de accionamento e frenagem 13 do acumulador de energia 11. Nesta forma de realização de acordo com as Fig. 8 e 9, os elementos de deslizamento sãc formados como máquinas eléctricas cu hidráulicas comandáveis 15 com engrenagem diferêncial 16 ou como máquinas eléctricas comandáveis 17 com transmissor de anéis colectores 18, Maquinas deste género podem também ser montadas como elementos de deslizamento 4 no caso do banco de ensaie de travões anteriormente descrito. 0 simulador de condução apresenta, além disso, um ventilador 19 para a simulação de
vento da condução. 0 ventilador 19 é igualmente comandado pelo aparelhe de comando electrónico 14, em dependência dos sinais tratados dos sensores de número de rotações 10. 0 acumulador de energia 11 acciona os veios de accionamento 5 dos rolos de impulso 3 através dum veio central 20 de comprimento regulável, ccm intercalação de engrenagem diferêncials 21. 0 veio central 20 de comprimento regulável possibilita uma distância entre eixos ajustável.
Claims (10)
- REIVINDICAÇÕESIa. - Banco de ensaio para automóveis, em especial banco de ensaio de travões para automóveis com equipamento de travegem tipo ABS, com rolos de impulso e rolos de apoio que ficam juntos ás rodas do automóvel a ensaiar, em que, aos rolos de impulso accicnados, está respectivamente agregado um elemento de deslizamento, ajustável na sua característica de deslizamento â variação, dependente do binário de travagem, do binário de accionamento entre roda de automóvel e rolo de impulso, com manutenção das condições de, aderência entre roda de automóvel e rolo de impulso, caracterizado pelo facto dos rolos de impulso serem acoplados um com o outro e accionados, durante o processo de travagem simulado, através das massas girantes das peças rotativas do banco de ensaio, e dos elementos de deslizamento serem formados como máquinas eléctricas ou hidráulicas, comandáveis independentemente uma da outra, com engrenagem diferêncial, ou como máquinas eléctricas comandáveis independetemente uma da outra, com transmissor de anéis colectores.
- 2a. - Banco de ensaio de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo facto dos rolos de impulso poderem ser acelerados para a velocidade de ensaio pelo motor de automóvel que se encontra sobre o banco de ensaio de travões.
- 3a. - Banco de ensaio de acordo coma reivindicação 1, caracterizado pelo facto de ser previsto para todos cs roles de impulse um motor de accionamento comum .-174J. - Banco de ensaio de acordo com uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo facto dos elementos de deslizamento serem formados como freios de correntes de Foucault comandáveis indepentemente um doooutro.
- 5a. - Banco de ensaio de acordo com uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo facto dos freios de corrente de Foucault serem dispostos respectivamente entre o rolo de impulso e o seu veio de accionamento, e dos rolos de impulso estarem rotativamente apoiados nos seus veios de apoio.
- 6a. - Banco de ensaio de acorde com uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo facto dos freios de corrente de Foucault serem instalados separados dos rolos de impulso e cada freio de corrente de Foucault, com intercalação duma engrenagem diferêncial, actuar sobre o rolo de impulso agregado, pelo que é engrenagem díferêncial é ligada por um lado do rolo de impulso, por outro lado ao seu veio de accionamento e recebe a acção do freio de corrente de Foucault.
- 7a. - Banco de ensaio de acordo ccm uma das reivindiaações 1 a 6, caracterizado pelo facto de, a cada rolo de impulso, estar ligado um accionamento regulado em dependência da variação ée velocidade de rotação do rolo de impulso agregado, para a compensação de massas girantes das peças que rodam com o rolo de impulso.
- 8a. - Banco de ensaio de acordo com uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado pelo facto dos freios de corrente de Foucault serem equipados respectivamente, com um dispositivo de medição do binário de rotação.
- 9a. - Banco de ensaio de acordo com uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pele facto do banco de ensaio ser formado pomo simuldor de condição e serem para isso ligados sensores de binário de rotação aos elementos de deslizamento e sensores de número de rotações aos roles de apoio, de funcionar com os veios de accionamento para os rolos de impulso um acumulador de energia, comandável, com uma massa gitante mecânica assim como um elemento de accionamento e frenagem e de um aparelho de comando electrõnico receber os sinais dos sensores de binário de rotação e dos sensores de número de rotações e, em dependência dos sinais tratados, comandar os elementos de deslizamento e o elemento de accionamento e frenagem do acumulador de energia.
- 10a. - Banco de ensaio de acordo com uma das reivindicações 1 a 3 ou 9, caracterizado pelo facto de simulador de condução apresentar um ventilador para a simulação de vento da condução, e do ventilador ser comandado pelo aparelho de comando electrõnico em dependência dos sinais tratados dos sensores de número de rotações.
- 11a. - Banco de ensaio de acordo com uma das reivindicações 1 a 3 ou 9, 10, caracterizado pelo facto do acumulador de energia accíonar os veios de accio-19namento dos rolos de impulso através dum veio central de comprimento regulável, com intercalação de engrenagem diferênciais.
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