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A Toyota Motorsport GmbH (TMG), empresa líder especializada em teste e desenvolvimento de alta tecnologia, pretende otimizar os motores e aumentar a eficiência com um novo banco de ensaios. Entre outras características, o banco de ensaios é equipado com o sistema de aquisição de dados QuantumX da HBM.

Aquisição de dados em tempo real

A tecnologia da HBM é especialmente fácil de usar em aplicações práticas: Antes de começar, os termopares são primeiramente calibrados convenientemente pelo software LabVIEW* através de uma interface aberta do QuantumX. Em seguida, os termo-transdutores são distribuídos ao longo do bloco do motor, cabeça do cilindro, sistema de escape e aplicado em diferentes profundidades do material. O banco de ensaio “roda” através de vários pontos de operação durante o teste para simular diferentes tipos de carregamento encontrado durante a condução. O QuantumX registra as temperaturas e encaminha as informações para o sistema do banco de ensaio por meio de saídas escaláveis em tempo real.

Medição de temperatura no QuantumX com LabVIEWTM

"O nosso sistema é integrado ao banco de ensaios de medição através do Gateway QuatumX CANbus. Nós temos acesso imediato a todos os dados de temperatura e somos capazes de trabalhar com os dados", explica Kanzenbach. 300 valores de temperatura por segundo podem ser registrados e transferidos para cada canal com uma largura de banda de até 15 Hz com resolução de 24 bits, imune a interferências. A calibração térmica da cadeia de medição baseado em apenas dois pontos de medição, permite uma melhoria mais significativa na precisão da medição. Isso garante que mesmo pequenas mudanças de temperatura dinâmicas sejam gravadas.

Em seguida, os dados são combinados no banco de ensaios com outros valores do motor, como velocidade e torque. O transdutor de torque T11F com inércia otimizada, projetado para velocidades muito altas (até 30.000 rpm) é usado para esta aplicação. Os resultados tornam possível calcular a distribuição da temperatura no motor em diferentes níveis de carga do motor. "Com esta medição de alta precisão de temperatura, os engenheiros podem, em seguida, melhorar a eficiência do motor ainda mais", conclui Kanzenbach.

* LabVIEW é uma marca registrada da National Instruments Corporation.

O cliente

"Nós tínhamos reduzidos nosso processo de seleção para quatro sistemas de amplificadores de medição. Então o QuantumX da HBM nos conquistou no teste prático, especialmente com sua incerteza de medição extremamente baixa."
Bruno Kanzenbach, Engenheiro Sênior na Toyota Motorsport GmbH (TMG)  Saiba mais sobre a Toyota Motorsport GmbH (TMG)

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Medição de temperaturas em alta velocidade: o Sistema QuantumX registra temperaturas no banco de ensaio de motor da Toyota Motorsport

320 km/h e acima disso, aceleração rápida e frenagem brusca: corridas de longa distância, como Le Mans são um teste de resistência para os motores. A temperatura dos componentes desempenha um papel fundamental neste processo. A Toyota Motorsport GmbH (TMG), empresa líder especializada em teste e desenvolvimento de alta tecnologia, pretende otimizar os motores e aumentar a eficiência com um novo banco de ensaios. Entre outras características, o banco de ensaios é equipado com o sistema de aquisição de dados QuantumX da HBM.

Nova bancada de teste de motor de combustão

A Toyota Motorsport GmbH, com sede em Colônia, ajudou a desenvolver e testar motores, chassis e outras partes de carros de corrida na Fórmula 1, da montadora japonesa. Desde que a Toyota deixou a Fórmula 1 em 2009, a empresa tornou-se um centro especializado em teste e desenvolvimento de alta tecnologia. Em 2012 retornou ao esporte a motor internacional, com um veículo híbrido no Campeonato Mundial de Endurance da FIA (incluindo as 24 Horas de Le Mans). Possui vários métodos de teste para diferentes partes de veículos e até mesmo um túnel de vento - e não apenas para os projetos de desenvolvimento interno, mas também aos outros fornecedores do esporte a motor e do setor automotivo. Para ampliar ainda mais o leque de ofertas, o departamento de motores decidiu, no início de 2013, construir um novo banco de ensaio de motor de combustão para múltiplas medições de temperatura. "Isso vai nos permitir simular a distribuição de temperatura no motor. Com esses dados, os engenheiros então, serão capazes de aperfeiçoar o circuito de refrigeração, por exemplo, e aumentar a eficiência global do motor", explica  Bruno Kanzenbach, Engenheiro Sênior da TMG. "Nós temos muito know-how em bancadas de teste, mas para a tecnologia de medição preferimos contar com a experiência de fornecedores especializados."

Medições requerem um elevado número de canais

O sistema de aquisição de dados e medição QuantumX da HBM, assim, avançou para a seleta lista do banco de ensaios. "Estamos familiarizados com a HBM por muitos anos já como especialistas em medições de torque. Quase todos os nossos bancos de ensaio de motores estão equipados com transdutores de torque da HBM", observa Kanzenbach, que efetivamente trabalha no departamento de chassis e laboratório de calibração, mas assumiu a responsabilidade de escolher a tecnologia de medição por causa de sua ampla experiência em metrologia. Ele começou pela definição dos requisitos: O sistema deve ser capaz de fornecer dados de pelo menos 100 pontos de medição de forma sincronizada e em tempo real, diretamente para o banco de ensaio. A própria tecnologia de medição deve ser capaz de representar até mesmo as menores variações de temperatura com precisão. "Nós tínhamos que reduzir nosso processo de seleção de quatro sistemas de amplificadores de medição. Então o QuantumX da HBM nos conquistou no teste prático, especialmente com sua incerteza de medição extremamente baixa", diz Kanzenbach. Com seu conceito de sistema modular de distribuição, o QuantumX pode ser flexivelmente adaptado para o número de pontos de medição. E todas as tecnologias de transdutores comumente utilizados são suportados. A HBM entregou oito módulos do tipo MX1609 (amplificador de medição de termopar de 16-canais do tipo K) para TMG. A precisão de medição especialmente elevada também faz com que seja possível conectar os plugues de termopar diretamente no dispositivo. "Há um risco com as braçadeiras de cabo de que a medição seja distorcida pelo calor emitido pelo motor para a sala. Esse problema desaparece com esta solução de conector", explica Kanzenbach. "Isso também nos salva muito tempo durante a instalação. Uma bancada de teste de motor é uma estrutura complexa, porque, em princípio, simula um veículo completo, incluindo a eletrônica, circuito de refrigeração e exaustão. Portanto, é bastante prático, se os mais de 100 pontos de medição podem ser conectados ao amplificador de medição simplesmente com um conector, como com QuantumX. Então não há necessidade de cabeamento adicional, que pode ser muito extensa. "Isso também torna mais fácil converter o sistema rapidamente para testes em motores diferentes.

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