Évolution dans le domaine de la mesure de couple haute vitesse

Les concepts de mobilité ont énormément évolué entre les débuts du moteur à combustion et l’introduction récente des moteurs électriques. Ces innovations ont un impact sur les bancs d’essai et les technologies de mesure de couple. Dans les domaines d’applications « classiques », l’augmentation de la vitesse de rotation (tr/min) et la mesure du couple dynamique, sont deux facteurs qui se révélèrent particulièrement importants.

Dans cet article, HBM offre une vision de l’environnement de la mesure de couple à haute vitesse, en mettant en perspectives les défis et autres évolutions à venir.

Mesure de couple haute vitesse : Automobile

Les trois secteurs exigeants des mesures de couple à haute vitesse sont, traditionnellement, l’automobile, l’industrie aéronautique et le domaine de la transformation industrielle (tests de composants, surveillance des machines tournantes, etc.).

Pour l’industrie automobile, le couple est une mesure fondamentale pour évaluer les performances d’un véhicule, le rapport poids/puissance et, selon le type de moteur, pour le fonctionnement de la boîte de vitesse, de la transmission, etc. Généralement, les mesures de couple pour les applications automobile s’effectuent dans des gammes de vitesses de rotation raisonnables. Un moteur diesel « type » fonctionne à environ 3500-5000 tr/min, alors qu’un moteur essence peut atteindre 6500 tr/min. Mais ces valeurs se limitent aux véhicules de classe inférieure à moyenne.

Toujours dans le secteur automobile, la mesure de couple haute vitesse devient indispensable pour les tests sur les voitures de sport haut de gamme – dont les régimes moteurs peuvent atteindre 9000 tr/min, aux domaines de la compétition (notamment la Formule 1) et aux véhicules haute performance avec des régimes élevés de 18 000 tr/min. La demande croissante pour des véhicules plus efficaces et plus performants, et également à l’origine d’une augmentation des besoins de mesures de couple à haute vitesse pour les composants intégrés, de type turbocompresseurs. Les turbines d’un turbocompresseur classique peuvent dépasser les 100 000 tr/min en fonctionnement standard.

Les essais sur moteurs, boîtes de vitesse, transmissions et autres éléments haute performance… liés à ce nouvel environnement de la mesure de couple haute vitesse, exigent des solutions fiables.

Mesure de couple haute vitesse : Industrie aéronautique

Pour l’industrie aéronautique, la mesure de couple à haute vitesse de rotation est nécessaire pour les exigences de routine, à la fois pour les essais de turbines (environ 22 000+ tr/min.) et les mesures de boîte de vitesse à haut régime (environ 30 000+ tr/min). Certains domaines d’application aéronautique, atteignent des gammes de vitesse de rotation élevées, impactant les mesures de couple pour des composants standards, tel que les engrenages, les roulements à billes, les pompes à carburant et les joints. Parmi les applications aéronautiques qui exigent traditionnellement des solutions de mesure de couple haute vitesse, nous identifions :

  • Les composants de moteurs aéronautiques (alternateurs, démarreur, etc.)
  • Les essais de compresseurs et des arbres de turbopropulseurs.
  • Les essais de transmission d’hélicoptères.

 

 

Les défis futurs dans le domaine de la mesure de couple haute vitesse

Des gammes de vitesse de rotation similaires sont désormais des standards de la mobilité électrique, certains moteur électriques synchrones atteignant jusqu’à 25 000 tr/min sont, en effet, déjà disponibles. Cette application est particulièrement complexe pour la mesure de couple, car les systèmes de propulsion électrique innovants (notamment les groupes motopropulseurs électriques) ne cessent d’évoluer sur les plans de l’inertie et des dimensions. Les bancs d’essais industriels classiques sont également impactés par l’augmentation des vitesses de rotation, notamment en ce qui concerne l’électrification.

L’électrification est un facteur d’évolution prépondérant, car elle impose une augmentation constante des capacités de vitesse de rotation et des mesures de couple dynamiques. L’idée de base est d’atteindre un niveau de puissance plus élevée en augmentant la vitesse de l’entraînement motorisé, sans tout autant accroître la taille de l’appareil. C’est l’aspect le plus complexe de la mesure de couple à vitesses de rotation plus élevées et moderne : un défi auquel est confronté chacun de ces types de marchés.

Solutions de mesure de couple de HBM

HBM est un leader mondial dans le domaine de la mesure de couple en banc d’essais pour des domaines d’application exigeants. Nous proposons une suite de solutions dynamiques qui vous aideront dans vos mesures à vitesses de rotation élevées et vous permettront de relever les défis posés par les essais modernes.

Si vous souhaitez de plus amples informations, n’hésitez pas à contacter un membre de l’équipe HBM.

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