Capteurs de durabilité des véhicules et des composants

Accéléromètres, cellules de charge, capteurs de force et conditionneurs de signaux

En raison de la pression concurrentielle croissante dans l'industrie automobile mondiale, les calendriers de développement des véhicules sont passés de 4 à 5 ans il y a dix ans à moins de 2 ans aujourd'hui. Cela a permis aux constructeurs de réagir plus judicieusement à l'évolution des demandes des consommateurs, des conditions du marché et des exigences législatives. Le défi pour la communauté des développeurs de véhicules est de respecter ces délais réduits sans affecter négativement les attributs de qualité et de performance tels que la garantie, l'économie de carburant, la résistance aux chocs, le bruit, les vibrations et la dureté (NVH), et le confort du conducteur. Les essais de durabilité des véhicules et de leurs composants sont au cœur de tout programme de développement. Le succès d'un programme de durabilité réside dans sa capacité à reproduire la somme de tous les principaux facteurs de production qu'un véhicule est susceptible de rencontrer dans son environnement d'exploitation, et ce dans le délai le plus court possible. Un programme de durabilité mal exécuté peut coûter à un constructeur des millions de dollars en frais de garantie, en réduction des ventes et en perte de fidélité de la clientèle. Afin d'accélérer les essais de durabilité sans sacrifier la diligence requise, de nombreux constructeurs automobiles ont adopté des méthodes de développement virtuelles qui sont couplées aux essais de durabilité traditionnels. Ces techniques virtuelles s'accompagnent toutefois d'un examen plus approfondi de la fiabilité, de la répétabilité et de la précision des essais physiques limités. La robustesse, la flexibilité, la fiabilité et la fidélité des capteurs et des instruments sont indispensables à la réussite de tout programme d'essai de durabilité. Il est rarement possible de répéter un programme de durabilité complet, ou une partie importante de celui-ci, en raison d'un équipement ou de capteurs défectueux. PCB® conçoit des capteurs en tenant compte de ces exigences afin de réduire le temps de développement des produits et de garantir qu'un véhicule, un système ou un composant est mesuré avec succès et précision dès la première fois. Un programme d'essai de durabilité typique comprend les éléments d'essai clés suivants :

Durabilité du véhicule complet

Les essais de charge sur route mesurent les apports transitoires et réguliers d'un véhicule lorsqu'il roule sur un revêtement routier dans la région de marché prévue ou sur un profil de conduite reproduit sur une piste d'essai. L'essai de charge sur route tient compte des paramètres du véhicule et de la conduite, tels que la masse, l'inertie, la résistance à l'air et au roulement, les caractéristiques de la route, les charges du moteur et la vitesse du véhicule.

Les données recueillies par l'acquisition des données de charge routière (RLDA) sont traitées et analysées, puis utilisées pour contrôler un dynamomètre de groupe motopropulseur/châssis dans le cas d'un programme de durabilité du groupe motopropulseur, ou des secoueurs hydrauliques multiaxes dans le cas d'un programme de durabilité de la structure du véhicule. Les programmes de durabilité simulée sont séparés car il devient presque impossible de contrôler les deux profils de charge. La durabilité d'un véhicule peut être réalisée dans son intégralité, avec les charges induites par le groupe motopropulseur et le châssis, sur une piste d'essai avec un profil de conduite qui reproduit le revêtement routier et la vitesse du véhicule nécessaires pour la région géographique envisagée. Si les essais de durabilité des véhicules sur piste d'essai offrent les cas de charge les plus réalistes, ils sont souvent plus longs à réaliser et dépendent uniquement des conditions ambiantes actuelles, et non des conditions spécifiques nécessaires. La simulation de la durabilité structurelle du groupe motopropulseur ou du véhicule, en revanche, offre des résultats d'essais plus reproductibles et plus rapides.

Durabilité des composants

De nombreux systèmes et composants de véhicules sont soumis à des conditions de charge statique, dynamique et thermique complexes lorsqu'ils fonctionnent. Les données recueillies à partir des résultats des essais de charge sur route ou de durabilité des véhicules sont utilisées pour simuler ces conditions de charge dans un laboratoire où les forces et les températures ambiantes agissant sur le sujet d'essai peuvent être contrôlées. Les chambres climatiques sont utilisées pour le contrôle spécifique des conditions ambiantes, y compris la température et l'humidité, tandis que les systèmes d'agitation multi-axes peuvent contrôler jusqu'à trois axes de mouvement simultanément et indépendamment. Pour les essais contrôlés de durabilité des composants, où le contrôle des entrées et de la réponse de l'objet testé est crucial, PCB® propose des accéléromètres à quartz robustes, de haute sensibilité et d'excellente résolution, qui sont bien adaptés à cette application exigeante. Pour les essais nécessitant un contrôle étroit des entrées sur de grandes variations de température, les accéléromètres triaxiaux ICP® à faible coefficient de température de la série 339A de PCB® garantissent une représentation précise.