Тензодатчики «КЕЛИ» в автомобилях для ралли.

В связи с текущей ситуацией в мире и России в компанию «КЕЛИ Промкомплект» обратился клиент с непростой задачей: требовалось разработать аналог специализированных тензодатчиков, которые устанавливаются в коробке передач на автомобилях для ралли. Причем надо было не просто создать аналог, но и сделать его современнее и качественнее оригинала.

Данные о силе, действующей на зубчатые колеса, позволяют инженерам и механикам команды настроить коробку передач таким образом, чтобы во время гонки она работала максимально эффективно и надежно. Более того, удается предотвратить поломку коробки передач прямо в ходе соревнования, поскольку передаваемые тензодатчиками данные позволяют определить, что пора проводить техническое обслуживание.

Тензодатчики встраиваются именно в коробку передач, потому что требования к автомобилям для ралли это допускают. На размещение датчиков и прочей электроники во всех других частях автомобиля существуют строгие ограничения, но в коробке передач тензодатчики устанавливать можно (рис. 1), и создатели гоночных машин стремятся это использовать
           Рис. 1. Выдержка из технических требований к автомобилям для ралли


             
Рис. 2. 3D-модель мини-тензодатчика КЕЛИ для гоночного автомобиля

Как же устанавливается и ведет измерения мини-тензодатчик в коробке передач? Ниже мы это рассмотрим, но прежде скажем, что компания «КЕЛИ Промкомплект» предоставила заказчику требуемую модель тензодатчика (рис. 2), которая является полным аналогом недоступного продукта, а по ряду характеристик даже превосходит его. Дальше речь пойдет именно о мини-тензодатчиках КЕЛИ.

Тензодатчик устанавливается в коробку передач и прикрепляется к ее корпусу. Усилие, которое действует на зубчатые колеса коробки передач, передается на тензодатчик через несколько элементов механизма. Первый из этих элементов – входной вал, который вращается под воздействием двигателя. Входной вал соединен с первой шестерней в коробке передач, а первая шестерня – с другими шестернями и зубчатыми колесами. Во время движения автомобиля усилие передается от зубчатых колес на тензодатчик через выходной вал коробки передач.
Рис. 4. Передача усилия в коробке передач автомобиля

Сам тензодатчик состоит из металлического чувствительного элемента и электронного блока управления. Действие чувствительного элемента основано на тензорезистивном эффекте: при деформации чувствительный элемент изменяет свое электрическое сопротивление. Зависимость прямая: чем больше воздействующая сила, приводящая к деформации, тем сильней изменяется сопротивление. Сформировавшиеся электрические сигналы тензодатчик передает в свой электронный блок, где они преобразуются в цифровой формат. Из электронного блока оцифрованные данные передаются на приборную панель автомобиля, где их может увидеть человек: пилот, штурман, инженеры, механики команды. Информация о силе, воздействующей на зубчатые колеса коробки передач во время движения автомобиля, позволяет правильно выполнить настройку и вовремя провести техническое обслуживание.

Также специалисты ООО «КЕЛИ Промкомплект» открыли для себя, что миниатюрные тензодатчики можно устанавливать не только между корпусом коробки и выходным валом, но и на наконечник селектора переключения передач. Переключая передачу, водитель с усилием нажимает на ручку, воздействуя параллельно и на тензодатчик, который находится здесь же – на самом конце ручки. Тензодатчик измеряет усилие и передает данные обратно, в систему управления автомобилем.

Информация о силе, приложенной к ручке селектора передач, может быть полезна для оптимизации процесса переключения передач и улучшения эффективности работы автомобиля. Например, система управления автомобилем может использовать эту информацию для определения наилучшего момента для переключения передач, что позволит уменьшить износ трансмиссии и повысить экономичность двигателя. Кроме того, эти данные могут быть использованы для диагностики проблем с трансмиссией и другими компонентами автомобиля.