Cambios en el entorno de la medición de par a altas revoluciones

El panorama de la movilidad ha dado un giro copernicano desde la aparición del motor de combustión y, más recientemente, del motor eléctrico. Estas innovaciones, a su vez, han afectado a las tecnologías de los bancos de ensayos y de medición de par. Por ejemplo, dos tendencias que impactan de lleno en los campos de aplicación clásicos son los valores más altos de revoluciones por minuto (rpm) y la medida de pares dinámicos.

En este artículo HBM explora el panorama de la medición de par a altas rpm, pasando además revista a algunos de los cambios y desafíos que nos depara el futuro.

Mediciones de par a altas rpm: industria del automóvil

Los tres mercados clásicos que requieren medidas de par a altas rpm son la industria del automóvil, la industria aeroespacial y determinados procesos industriales (como verificación de piezas, monitorización de turbinas, etc.).

En el sector automovilístico, el par es una magnitud fundamental a la hora de caracterizar el rendimiento de un vehículo en forma de una relación potencia/peso y en función del tipo de motor, la funcionalidad de la caja de cambios, la transmisión, etc. En general, las medidas de par dentro de esta industria se llevan a cabo en un rango de revoluciones manejable. Un motor diésel típico trabaja en un rango de entre 3500 y 5000 rpm, mientras que uno de gasolina puede alcanzar las 6500 rpm. Estos valores corresponden a vehículos de producción en serie de gama media y baja.

Las altas revoluciones adquieren una importancia mucho mayor dentro del segmento de vehículos deportivos de alta gama, que trabajan en torno a 9000 rpm, en el mundo de la competición (como la Fórmula 1) y los vehículos de muy altas prestaciones, que alcanzan velocidades comparativamente más altas, de hasta 18.000 rpm. La demanda de vehículos más eficientes y con mayores prestaciones también ha generado nuevas necesidades de medida de pares a altas rpm de determinados componentes integrados, como los turbocompresores. Las turbinas de un turbocompresor típico pueden sobrepasar las 100.000 rpm en condiciones normales de funcionamiento.

Para realizar ensayos de motores de altas prestaciones, cajas de cambios, cadenas cinemáticas, transmisiones y componentes dentro de este sector de medidas a altas rpm se necesita una solución robusta.

Mediciones de par a altas rpm: industria aeroespacial

Dentro del sector aeroespacial, las medidas de par a altas rpm son un requisito rutinario en los ensayos de turbinas (22.000 rpm o más) y en las medidas en reductoras de alta velocidad (30.000 rpm o más). Existen diversos campos de aplicación en los que se alcanzan revoluciones muy altas, lo cual afecta a las medidas de par de componentes estándar tales como engranajes, cojinetes, bombas de combustible o juntas. Entre las aplicaciones típicas de la industria aeroespacial que requieren soluciones de medida de par a altas rpm, cabe citar las siguientes:

  • Componentes auxiliares de motores de aviación (alternadores, motores de arranque, etc.).
  • Ensayos de turboejes de compresores y turbinas.
  • Ensayos de transmisiones de helicópteros.

Cambios futuros en la medida de par a altas rpm

En el sector de motores y accionamientos eléctricos se están alcanzando rangos de rpm similares. Algunos motores síncronos disponibles en la actualidad ya alcanzan regímenes de hasta 25.000 rpm. Estas aplicaciones resultan particularmente exigentes en lo que se refiere a la medición de par, ya que los sistemas de los motores eléctricos (por ejemplo, las líneas motrices eléctricas) no dejan de cambiar en términos de tamaño e inercia. Los bancos de ensayos industriales clásicos también se están viendo afectados por esta mayor demanda de revoluciones, sobre todo en relación con las aplicaciones de electrificación.

La electrificación, de hecho, es el principal motivo del aumento de la capacidad de trabajo con rpm más altas y con medidas de par dinámicas. En este terreno, el objetivo fundamental consiste en obtener mayores densidades de potencia, elevando la velocidad de los motores y cadenas cinemáticas sin un aumento de tamaño proporcional de los dispositivos. Ese es, al mismo tiempo, el aspecto más exigente de la medición de par moderna a revoluciones más altas, y es también el principal desafío de todos los mercados clásicos que hemos repasado.

Sistemas de medición de par de HBM

HBM es un líder mundial en el campo de la medición de par a alta velocidad en campos de aplicación exigentes. Disponemos de un catálogo completo de soluciones dinámicas que facilitan las medidas a altas rpm y que dan respuesta a los desafíos de los ensayos más avanzados.

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