Præcis måling af kraften i affjedringskomponenter er afgørende for design og validering af køretøjers affjedringssystemer. Uanset om du korrelerer Road Load Data Acquisition (RLDA) med rigtestning (f.eks. MTS329) eller optimerer chassisets holdbarhed, er det afgørende at forstå, hvordan kræfter bevæger sig gennem affjedringen. Hos Michigan Scientific specialiserer vi os i at instrumentere affjedringskomponenter for at levere præcise og pålidelige data i de mest krævende miljøer.
Hvorfor måling på komponentniveau er vigtig
Den samlede kraft og det samlede moment ved rattet kan registreres ved hjælp af hjulkrafttransducere eller virtuel vejestimering. Men for at forstå, hvordan belastninger fordeles gennem affjedringen og ind i chassiset, kræves der målinger på komponentniveau. Det er her, affjedringstransducere kommer ind i billedet.
Michigan Scientifics tilgang
Michigan Scientific har omfattende erfaring med instrumentering af affjedringskomponenter for præcist at måle kræfter i individuelle affjedringskomponenter og chassis. Vores transducere er konstrueret til at minimere krydstale og reducere følsomhed over for randbetingelser og monteringseffekter.
Den specifikke komponent, der vælges til instrumentering, afhænger af både komponentens geometri og ophængets layout. Vores erfaring giver os mulighed for at identificere, hvilke komponenter der vil give de mest nøjagtige og meningsfulde kraftmålinger for hvert design. Michigan Scientific tilbyder gratis konsultationer og tilbud på denne type arbejde.
Alle komplekse komponenter gennemgår FEA for at bestemme den optimale type og placering af strain gauge. Dette fremmer strain gauge-output af høj kvalitet og minimerer krydstale. Hver transducer er temperaturkompenseret og belagt med en holdbar, vandtæt belægning for at sikre langvarig pålidelighed i krævende miljøer.
Almindelige ophængningskomponenter
Styrestangskrafttransducer
Ankerstænger er en almindeligt anvendt komponent til måling af styrekræfter. Michigan Scientific kan måle enten den indre eller ydre ankerstang. Vi foretrækker transducere til indre ankerstænger, fordi de har en højere belastningsudgang og generelt er mere præcise.
Kugleledstransducere
De fleste køretøjer har flere kugleled. Kugleled på den nederste kontrolarm udsættes ofte for den højeste belastning og er det vigtigste instrument. Michigan Scientific kan instrumentere kugleled for at måle to- eller tredimensionelle kræfter. En referencelinje er fræset på tværs af enden af kugleleddets tapp for at angive måleakserne. Brugerdefinerede kalibreringsfiksturer fremstilles, så de matcher den specifikke kugleledsgeometri. Som en ekstra service kan Michigan Scientific fjerne kugleled fra kontrolarme til instrumentering og genmontere dem bagefter. Hvis kugleleddet ikke kan fjernes på grund af designbegrænsninger, kan der udføres tøjningsmåling, mens leddet stadig er installeret i kontrolarmen. For at opretholde transducerens integritet skal der udvises forsigtighed under installationen for at undgå, at kugleleddets tapp går i bund.
Svingstangskrafttransducer
Stabilisatorleddet er en almindeligt anvendt instrumentkomponent. Michigan Scientific sikrer, at randbetingelserne under kalibrering stemmer overens med randbetingelserne i køretøjet.
Svingstangens torsionstransducer
Michigan Scientific kan bruge en strain gauge og kalibrere krængningsstabilisatoren for at måle moment.
Ophængningslink aksial krafttransducer
Michigan Scientific kan bruge strain gauges til at måle aksialkraft på ophængningsleddene. Buede eller komplekse geometriske led kræver FEA for at bestemme den ideelle placering af strain gaugen.
Støttebenstransducere
Det er udfordrende at måle kraften i en støddæmper, da spiralfjederen og støddæmperen er anbragt parallelt og direkte monteret på chassiset. Der findes flere effektive metoder, der muliggør nøjagtig måling uden at ændre affjedringens højde eller geometri. Hver af tilgangene registrerer den samlede belastning, der overføres til støddæmperen.
Transducer til støddæmperbeslag
En semi-specialfremstillet transducer, der erstatter den nederste beslagdel af Macpherson-støddæmperen og klemmer sig fast på støddæmperrøret. Dette kræver ikke ændring af leddet. Denne transducer med fire stråler er lavet af rustfrit stål med høj styrke og er en meget præcis transducer.
Dobbelte forskydningsstifter Støttekraft
En alternativ tilgang, der erstatter de to bolte, der forbinder MacPherson-støddæmperen med støddæmperen, med specialfremstillede sikringsstifter. Disse transducere er designet til at måle belastning direkte gennem samlingen. Selvom denne metode kræver mindre ændringer af støddæmperen og støddæmperbeslaget, tilbyder den fremragende nøjagtighed og bevarer affjedringens geometri.
Forskydningsstiftens støddæmperkraft
I tilfælde af en stiver med en nedre gennemgående hulbøsning kan Michigan Scientific udskifte den boltede samling i bunden af dæmperen med en en- eller toakset forskydningsstifttransducer for at måle den samlede kraft ind i dæmperen. Forskydningsstifter er semi-specialfremstillede transducere, der erstatter en boltet samling. Denne mulighed kræver en vis ændring af dæmperbøsningen og den nedre kontrolarm.
Tværstangsstøttekraft
I tilfælde af en stiver med en nedre boltetværstang presser/fræser Michigan Scientific den nedre boltetværstang ud i bunden af dæmperen. Derefter udskifter du denne tværstang med en specialfremstillet transducer med én eller to akser for at måle den samlede kraft ind i dæmperen. En ny tværstang presses derefter ind i bøsningen, og stiveren kan monteres som normalt. Dette kræver ingen ændring af den nedre kontrolarm.
Gaffel/gaffelbensstøddæmper krafttransducer
I tilfælde af en stiver med en lavere gaffel eller gaffelbolt, kan Michigan Scientific spændemåle den originale gaffel/gaffelbolt med nøjagtige resultater. Hvis geometrien tillader det, er dette den hurtigste og mest omkostningseffektive løsning og kræver minimal modifikation. Michigan Scientific sikrer, at boltens fastspændingsbelastning er repræsentativ for OEM-installationen for at sikre nøjagtige resultater.
Ikke-anbefalet metode
Der er gjort forsøg på at instrumentere MacPherson-støddæmpere ved at installere strain gauges på støddæmperrøret. Denne metode giver ikke nøjagtige resultater på grund af stemplets bevægelse inde i dæmperen og væsketrykket inde i røret.
Dæmpertransducere
Dæmpergaffel/gaffelbolttransducer
I tilfælde af en dæmper med en lavere gaffel eller gaffelbolt, kan Michigan Scientific spændemåle den originale gaffel/gaffelbolt med nøjagtige resultater. Hvis geometrien tillader det, er dette den hurtigste og mest omkostningseffektive løsning og kræver minimal modifikation. Michigan Scientific sikrer, at boltens fastspændingsbelastning er repræsentativ for OEM-installationen for at sikre nøjagtige resultater.
Dæmperstangkrafttransducer
Michigan Scientific kan bruge strain gauges til at måle den kraft, der specifikt går gennem dæmperstangen. For denne transducer fjernes eller modificeres dæmperens afskærmning for at muliggøre måling. Nogle dæmpere tillader, at ledningen blot går ud gennem den resterende afskærmning. Nogle dæmpere kræver, at enden af dæmperstangen bores, for at ledningen kan gå ud gennem enden af forbindelsesstangen.
Topmonteret krafttransducer til spjæld
Hvis geometrien på dæmperens topmontering tillader det, kan vi modificere og strain gauge toppen af dæmpermonteringen eller erstatte den med en specialfremstillet transducer til at måle kraft. Dette vil måle den samlede kraft fra dæmperen til chassiset.
Komponenter til baghjulsophæng
Sjækelkrafttransducer
Michigan Scientific kan instrumentere sjæklen for at måle den vertikale kraft fra bladfjederen ind i chassiset i den ene ende af bladfjederen. Vi vil køre FEA på sjæklen for at bestemme den bedste placering af strain gauge. Det er afgørende at opretholde repræsentative randbetingelser for denne transducer.
Spiralfjederkrafttransducer
Måling af kraft i en spiralfjeder giver værdifuld indsigt i, hvordan lodrette belastninger overføres gennem affjedringssystemet. Michigan Scientific kan instrumentere spiralfjedre for at registrere disse data præcist, selv under dynamiske forhold. Ud over kraft kan spiralfjedre kalibreres for at måle forskydning, hvilket er nyttigt til at korrelere fjederkompression med kørehøjde og affjedringsvandring.
Kontakt os for en gratis konsultation for at diskutere instrumentering af affjedringen. Ingeniører fra Michigan Scientific vil samarbejde med dig for at identificere den mest effektive instrumenteringsstrategi baseret på dit specifikke affjedringslayout og testmål.
Forfattet af vicepræsident Andrew Cook