汽车应用中测量扭矩的挑战
汽车应用中的扭矩传感器是必需的,但是扭矩测量并不总是那么容易或方便。例如,测量发动机扭矩可能很有挑战性。一种方法是在飞轮上增加仪器,将发动机的曲轴与变矩器连接起来。
扭矩测量在汽车工业中的另一个具有挑战性的应用是CV(恒速)接头中扭矩的测量。CV接头允许传动轴以恒定转速通过可变角度传递动力,而不会增加太多摩擦。但是由于空间限制,这些扭矩测量可能很难进行。制造商有解决此问题的方法。
内置和反作用扭矩传感器
无论您要测量静态扭矩还是动态扭矩,都将使用内置扭矩传感器。内置矩传感器是通过在两个扭矩传递组件之间插入扭矩传感器制成的。该过程类似于在套筒扳手和套筒之间插入延伸件。通过内置扭矩测量,扭矩传感器可以放置在尽可能靠近要测量的扭矩的位置,从而有助于避免测量误差,例如多余的负载或来自轴承的“寄生”扭矩。
反作用扭矩传感器基于牛顿第三定律(对于每个作用力,都有相等且相反的反作用力)。假设您要测量电机产生的扭矩。一种方法是测量防止电机转动所必需的扭矩-反作用扭矩。无论您是内置测量扭矩还是反作用扭矩,都必须将扭矩传感器获取的信息发送到显示电子设备,以便您可以解读测量值。
静态和动态扭矩
扭矩有两个基本类别:静态扭矩和动态扭矩。静态力和动态力之间的区别在于,动态力涉及加速度,而静态力不涉及加速度。事实上,根据牛顿第二定律,动态力与加速度有关:力=质量×加速度。
静态扭矩的一个例子是时钟弹簧产生的扭矩来移动秒针。如果汽车以稳定的速度行驶,因为存在旋转,但没有加速度,则它会显示旋转的静态扭矩。汽车发动机既产生静态扭矩又产生动态扭矩。例如,如果您测量汽车曲轴中的扭矩,那么您正在测量动态扭矩,因为汽缸点火和活塞使曲轴旋转都涉及加速度。
汽车中的静态扭矩的一个例子是老式曲柄窗的打开和关闭。是的,有旋转加速度,但动态扭矩与使窗户上下移动的摩擦力相比是微不足道的。