Teoría
LA IMPORTANCIA DEL DIÁMETRO DE LOS RODILLOS
En bancos de pruebas de potencia, el diámetro de los rodillos es uno de los principales factores limitantes de la potencia medible.
Este límite es impuesto por la velocidad máxima alcanzable en el banco de pruebas, que se determina por dos factores:
- Diámetro exterior de los rodillos del banco de pruebas
- Velocidad máxima en rpm de los rodamientos de apoyo utilizados en el banco de pruebas
Los soportes verticales (rodamientos) disponibles en el mercado, adecuados para los diámetros y pesos requeridos para este tipo de uso, están homologados para velocidades máximas en torno a 3.000 rpm (con algunas excepciones a 3.500 rpm).
En consecuencia, dado el diámetro de los rodillos (y su circunferencia) podemos deducir la velocidad máxima alcanzable en el banco de pruebas (sabiendo que cada vuelta de rodillo corresponde evidentemente a un kilometraje determinado).
A efectos de los cálculos que se exponen a continuación, hemos tomado como referencias:
- i rodamientos de alto rendimiento, certificado para 3.500 rpm
- i Diámetros populares de rodillos entre los distintos productores:
VELOCIDADES MÁXIMAS EN BANCOS DE POTENZIA A RODILLOS
- Rodillos de 240 mm – Velocidad máxima 158 km/h
- Rodillos de 318 mm – Velocidad máxima 210 km/h
- Rodillos de 400 mm – Velocidad máxima 264 km/h
Los Bancos de pruebas de potencia Sport Devices están equipados con:
- Rodillos de 500 mm – Velocidad máxima 330 km/h
- Rodillos de 635 mm – Velocidad máxima 419 km/h
A rodillo de gran diámetro también tiene una importancia fundamental, para evitar el deslizamiento de los neumáticos durante las pruebas de banco (que generarían pérdidas de lectura de potencia),
Este gracias al natural y es más amplio superficie de contacto entre el neumático y el rodillo.
HENDIDURA DEL NEUMÁTICO
Cuanto menor sea esta superficie de contacto entre el neumático y el rodillo, cuanto mayor sea la carga de cizallamiento ('sangría'), que actúan sobre la superficie de contacto de la banda de rodadura.
Estas fuerzas, no previsto en el diseño normal de los neumáticos de carretera, deformar y estresar continuamente las paredes laterales durante las pruebas en banco.
Combinación de alta potencia y alta velocidad, con rodillos de pequeño diámetro, esta alta deformación (indentación) puede sobrecalentar los neumáticos, con el riesgo de comprometer tanto su integridad como los resultados de las pruebas.
Banco de potencia de un rodillo
BANCOS DE PRUEBAS DE RODILLOS SIMPLES
Los bancos de pruebas de rodillos simples, a medida que aumenta la potencia del vehículo, se han convertido con el tiempo en la solución más popular entre los distintos fabricantes de bancos de pruebas de potencia.
Como podemos ver en el siguiente análisis, los neumáticos encuentran su condiciones óptimas de funcionamiento en carretera (Fig. A).
Si observamos las siguientes simulaciones (Fig. B y C) podemos observar como a mayor diámetro del rodillo, corresponde a una menor "sangría" y, por tanto menos estrés (Fig. B) para neumáticos, obteniendo también:
- Mayor agarre (mayor superficie de contacto)
- Mejor mantenimiento de las condiciones de funcionamiento constantes, durante las pruebas
BANCOS DE PRUEBAS POTENCIA DE DOBLE RODILLO
Originalmente nacido para necesidades de diagnóstico (en una época de la historia en la que los vehículos tenían potencias muy inferiores a las actuales) ofrecía una buena estabilidad del vehículo sometido a prueba, pero sacrificaba la retención de los neumáticos.
Esta elección de diseño también se justificó en su momento por la fines para los que se diseñó originalmente el banco de doble rodillo; o su uso en los centros de diagnóstico que sólo estaban haciendo pruebas de potencia breves y rápidas.
CONDICIONES DE ALTO ESTRÉS PARA LOS NEUMÁTICOS
Como puede observarse en las figuras siguientes (Fig. D, E), el banco de pruebas para coches o motos con rodillos dobles (conectados o no por un cinturón) enviar de todos modos neumáticos sometidos a grandes esfuerzos, también debido a la elevada indentación debido a lala imposibilidad de utilizar rodillos de gran diámetro, implícita en estas soluciones.
VEHÍCULOS MODERNOS CADA VEZ MÁS POTENTES
Estas condiciones estresantes se hacen cada vez más evidentes a medida que aumentan la potencia y el par de los vehículos.
Por lo tanto, pensamos en la los modernos vehículos endotérmicos, híbridos o eléctricos, cuyo par y potencia han crecido desproporcionadamente en los últimos añosalcanzando niveles más del doble en comparación con las competencias para las que este tipo de banco rodillos dobles se comercializó inicialmente (1980s).
Típico, al realizar pruebas a medio/largo plazo, es probable que el calentamiento de los neumáticos afecte a los resultados; debido a:
- diferente adherencia en contacto neumático/rodillo a diferentes temperaturas (causa de disipación de energía y la variación de las lecturas de potencia de las ruedas y la potencia disipado.
- variaciones del diámetro de los neumáticos, que podrían producirse debido a su aumento de la presión interna con posibles diferencias en las lecturas del régimen del motor.
DIFERENTES VELOCIDADES DE RUEDAS Y RODILLOS
Más información en criticidad de los bancos de prueba potencia de rodillos dobles está representado por el diferentes velocidades de rotación de neumáticos y rodillos.
Durante el periodo de aceleración, los neumáticos tienden naturalmente a "subir" en el rodillo delantero (Fig. D), deformándose aún más debido al desplazamiento y a la diferente distribución de la masa del vehículo.
Esto también implica la desplazamiento de los centros de rotación de ruedas y rodillos (y diámetro relativo de rodadura), modificando en consecuencia la velocidad de rotación de los componentes individuales implicados (rodillo delantero/rodillo trasero/neumático).
Para Para comprender esta dinámica, basta con observar las Fig. D y E a continuación; las distancias de los ejes de rotación desde el centro de rotación del neumático, cambian al variar la posición del eje del vehículo.
Esto crea dos posibles condiciones de funcionamiento diferentes, en función del presencia o no una restricción mecánica entre los rodillos delantero y trasero:
- En NO unidos (Fig. D), el rodillo trasero gira a un mayor velocidad de giro, condición que puede causar deslizamiento y afectar negativamente a las pruebas.
- En unidos (Fig. E), el rodillo trasero lleva un efecto de rozamiento sobre la superficie del neumático, debido a su menor velocidad de rotación en este caso; aumentando así el desgaste de los neumáticos y la temperatura de funcionamiento.
Banco de pruebas de potencia de doble rodillo
INSIGHTS
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