Teoria
A IMPORTÂNCIA DO DIÂMETRO DOS ROLOS
Em bancos de ensaio de potência, o diâmetro dos rolos é um dos principais factores que limitam a potência mensurável.
Este limite é imposto pela velocidade máxima que pode ser atingida no banco de ensaios, que é determinada por dois factores:
- Diâmetro exterior dos rolos do banco de ensaio
- Velocidade máxima em rpm dos rolamentos de apoio utilizados no banco de ensaio
Os suportes verticais (rolamentos) disponível no mercado, adequados aos diâmetros e pesos necessários para este tipo de utilização, estão certificados para velocidades máximas de cerca de 3.000 rpm (com algumas excepções a 3.500 rpm).
Assim sendo, dado o diâmetro dos rolos (e a sua circunferência) podemos deduzir a velocidade máxima que pode ser atingida no banco de ensaio (sabendo que cada volta do rolo corresponde obviamente a uma determinada quilometragem).
Para efeitos dos cálculos a seguir apresentados, tomámos como referência
- i rolamentos com o mais alto desempenho disponível, certificado a 3.500 rpm
- i Diâmetros de rolos populares entre os diferentes produtores:
VELOCIDADES MÁXIMAS NOS BANCOS DE ROLOS
- Rolos de 240 mm – Velocidade máxima 158 km/h
- Rolos de 318 mm – Velocidade máxima 210 km/h
- Rolos de 400 mm – Velocidade máxima 264 km/h
I Bancos de ensaio de potência Sport Devices estão equipados com:
- Rolos de 500 mm – Velocidade máxima 330 km/h
- Rolos de 635 mm – Velocidade máxima 419 km/h
A o rolo de grande diâmetro é também de importância fundamental, a fim de evitar a derrapagem dos pneus durante os ensaios em banco de ensaio (que gerariam perdas de leitura de energia),
Este graças ao natural e é mais largo superfície de contacto entre o pneu e o rolo.
INDENTAÇÃO DO PNEU
Quanto menor for esta área de contacto entre o pneu e o rolo, quanto maior for a carga de cisalhamento ('indentação'), que actua na superfície de contacto da banda de rodagem.
Estas forças, não previsto na concepção normal dos pneus de estrada, deformam e tensionam continuamente as paredes laterais durante os ensaios em banco de ensaio.
Combinação alta potência e alta velocidade, com rolos de pequeno diâmetro, esta elevada deformação (indentação) pode sobreaquecer os pneus, com o risco de comprometer a sua integridade e os resultados dos testes.
Dispositivo de ensaio de rolo único
BANCOS DE ENSAIO DE UM ROLO
Bancos de ensaio de um rolo, à medida que a potência do veículo aumenta, tornaram-se ao longo do tempo a solução mais popular entre todos os diferentes fabricantes de bancos de ensaio de potência.
Como podemos ver na análise abaixo, os pneus encontram o seu condições óptimas de funcionamento na estrada (Fig. A).
Observando as simulações abaixo (Fig. B e C) podemos observar como no diâmetro maior do rolo, corresponde a uma menor "indentação" e, por conseguinte menos stress (Fig. B) para pneus, obtendo também:
- Maior aderência (maior área de contacto)
- Melhoria da manutenção de condições de funcionamento constantes, durante o ensaio
BANCOS DE ENSAIO DE ROLOS DUPLOS
Originalmente nascido para as necessidades de diagnóstico (numa altura da história em que os veículos tinham potências muito inferiores às actuais) oferecia uma boa estabilidade do veículo em ensaio, mas sacrificava a retenção dos pneus.
Na altura, esta escolha de design foi também justificada pela fins para os quais o banco de rolos duplos foi originalmente concebido; ou a sua utilização nos centros de diagnóstico que estavam apenas a fazer testes de potência curtos e rápidos.
CONDIÇÕES DE ELEVADA TENSÃO PARA OS PNEUS
Como se pode ver nas figuras abaixo (Fig. D, E), o banco de ensaio para automóveis ou motociclos com rolos duplos (ligados ou não por uma correia) apresentar de qualquer forma pneus em condições de elevada tensão, também devido à elevada indentação devido àimpossibilidade de utilizar rolos de grande diâmetro, implícita nestas soluções.
VEÍCULOS MODERNOS CADA VEZ MAIS POTENTES
Estas condições de stress tornam-se cada vez mais evidentes à medida que a potência e o binário dos veículos aumentam.
Pensamos, portanto, no veículos modernos endotérmicos, híbridos ou eléctricos, cujo binário e potência aumentaram de forma desproporcionada nos últimos anos, alcançando mais do dobro dos níveis em comparação com as competências para as quais este tipo de banco rolos duplos foi inicialmente colocado no mercado (1980s).
Tipicamente, na realização de ensaios a médio/longo prazo, o aquecimento dos pneus é susceptível de afectar os resultados; devido a:
- diferente aderência no contacto pneu/rolo a diferentes temperaturas (causa de dissipação de energia e a variação das leituras de potência das rodas e a potência dissipado.
- variações do diâmetro dos pneus, que podem ocorrer devido à sua aumento da pressão interna com possíveis diferenças nas leituras de velocidade do motor.
DIFERENTES VELOCIDADES DAS RODAS E DOS ROLOS
Mais criticidade dos bancos de rolos duplos é representado pelo diferentes velocidades de rotação dos pneus e rolos.
Durante o período de aceleração, os pneus tendem naturalmente a querer "subir" no rolo dianteiro (Fig. D), deformação ainda maior devido à deslocação e à diferente distribuição da massa do veículo.
Isto também envolve o deslocação dos centros de rotação das rodas e rolos (e diâmetro relativo do rolamento), modificar as velocidades de rotação em conformidade dos componentes individuais envolvidos (rolo dianteiro/rolo traseiro/pneu).
Para Para compreender esta dinâmica, basta olhar para as figuras D e E abaixo; as distâncias dos eixos de rotação do centro de rotação do pneu, mudar à medida que a posição do eixo do veículo muda.
Isto cria duas condições de funcionamento possíveis diferentes, dependendo do presença ou não um constrangimento mecânico entre os rolos dianteiro e traseiro:
- Quando NÃO ligados entre si (Fig. D), o rolo traseiro roda a uma velocidade de maior velocidade de rotação, condição que pode causar deslizamento e afectar negativamente os ensaios
- Quando unidos (Fig. E), o rolo traseiro transporta um efeito de fricção na superfície do pneu, devido à sua menor velocidade de rotação neste caso; aumentando assim o desgaste dos pneus e a temperatura de funcionamento.
Banco de ensaio de potência de rolo duplo
INSIGHTS
- História dos bancos de ensaio de rolos
- O que é a dissipação de energia?
- Vantagens dos bancos de ensaio 4×4 com eixos ligados
- Factores de correcção de potência DIN, CE, SAE...
- Bancos de homologação e de fim de linha domínios de aplicação
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