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Le frein dynamique fait référence à un appareil permettant d'appliquer un freinage dynamique sur des locomotives électriques lourdes ou des matériels roulants en utilisant le principe électromagnétique pour convertir l'énergie cinétique de la masse en mouvement en énergie électrique, en chauffage résistif et en perte.
Frein dynamométrique hydraulique :
Ce type de frein dynamique est actionné par des systèmes hydrauliques. En général, un vérin hydraulique est utilisé pour appliquer une force sur un tambour ou un disque en rotation, créant ainsi une résistance. La machine génère une puissance ou un couple spécifique en modifiant la pression hydraulique. De plus, l'hydraulique du dynamomètre peut aider aux essais de moteurs et à la simulation de charge. Son avantage est que le système est facilement contrôlable, permettant des réglages précis de la puissance générée. Cependant, un entretien régulier des composants hydrauliques est nécessaire pour éviter les fuites ou les dysfonctionnements.
Frein dynamique électrohydraulique :
Le frein dynamique électrohydraulique combine l'énergie électrique et hydraulique pour créer une force de charge. Le signal électrique est d'abord reçu par l'actionneur électrohydraulique, qui est ensuite converti en pression hydraulique. Ensuite, ce processus génère une résistance contre un élément en rotation. Les moteurs à courant continu entraînent ensuite des générateurs ou des alternateurs dont les sorties sont ensuite mesurées pour contrôler les niveaux de puissance. La dominance de cette machine réside dans sa rapidité de réponse et son adaptabilité à diverses applications. Néanmoins, il nécessite une compréhension solide des systèmes de contrôle et de l'électronique pour la configuration et le fonctionnement afin d'assurer la sécurité et l'efficacité du système.
Dynamomètre à frein à eau :
Le dynamomètre à frein à eau fonctionne en utilisant l'eau comme élément de résistance. Pour créer une résistance, il fait tourner le disque ou le tambour sous l'eau. La masse de l'eau lui permet de générer un couple ou une puissance. Ce type de frein dynamique est généralement utilisé pour l'absorption de puissance ou les essais de moteurs. Le dynamomètre à frein à eau a l'avantage d'empêcher la surchauffe, un problème courant dans les freins à friction. Le maintien des niveaux d'eau garantit des performances et une précision optimales.
Frein dynamique électronique :
Ce frein dynamique est doté d'un système électronique qui applique une résistance électroniquement via des transistors, des résistances et des microcontrôleurs. Il utilise également la force de freinage et le couple afin de pouvoir réagir rapidement. La puissance est généralement liée aux vitesses et aux charges du moteur, ce qui en fait un choix populaire dans les environnements de test et de recherche en laboratoire. Malgré cela, les freins dynamiques électroniques nécessitent des procédures de configuration et d'étalonnage complexes pour garantir une puissance précise et un contrôle précis.
Taille de la machine dynamique :
La plupart des machines de freinage dynamométrique sont disponibles en différentes tailles pour accueillir différents types d'échantillons de test. Les machines de freinage plus grandes peuvent contenir de gros échantillons tels que de gros moteurs, des arbres de transmission ou des roues. Les machines plus petites peuvent être conçues pour contenir des échantillons de test tels que des moteurs plus petits ou des composants plus compacts.
Puissance :
La puissance d'une machine de freinage dynamométrique indique la puissance qu'elle peut tester. Différents modèles peuvent gérer des puissances différentes. Certaines machines peuvent ne gérer que 750 chevaux, tandis que d'autres peuvent facilement supporter jusqu'à 3 600 chevaux. Un exemple est le SuperFlow SF 902GT qui peut gérer jusqu'à 750 HP (Source 5) ; ou le dynamomètre de frein de moteur Land & Sea qui a une puissance nominale de 3 600 HP.
Type de test :
Les machines de freinage dynamométrique sont conçues pour gérer différents types de tests. Certaines sont meilleures en matière de tests continus, tandis que d'autres sont discrètes. Certaines gèrent mieux le test de puissance en fonction du temps, tandis que d'autres gèrent mieux le couple en fonction du temps. Le type de test du dynamomètre de châssis DynaPack est les graphiques Couple Vs. RPM. Il réalise également des graphiques Puissance Vs. RPM. Il fournit en outre l'analyse de trace de conduite client.
Capacité de la cellule de charge :
La capacité d'une machine dynamométrique à supporter des cellules de charge indique la quantité qu'elle peut tester. Une petite machine peut avoir un frein avec une cellule de charge de 1000LBF, tandis qu'une grosse machine dynamométrique peut avoir un frein de 10 000LBF ou plus. Plus la cellule de charge de la machine dynamométrique est élevée, plus l'échantillon de test qu'elle peut accueillir est important. Les modèles plus grands de machines dynamométriques avec des cellules de charge plus élevées offrent également une plage plus large de mesures de force et de couple.
Taille du ventilateur/de la soufflante :
Le système de refroidissement d'une machine dynamométrique aide à contrôler la température de l'échantillon de test et de la machine elle-même pendant le test. Certaines machines dynamométriques utilisent une soufflante d'air, tandis que d'autres utilisent un ventilateur ou un autre moyen de refroidissement. La taille du refroidisseur affectera la quantité de chaleur évacuée de l'échantillon et de la machine.
Type de machine :
Une machine de freinage dynamique existe en différents types. Certaines fonctionnent sur le châssis des véhicules, tandis que d'autres sont utilisées sur un moteur ou sur le moteur lui-même. Les machines dynamométriques autonomes (dynamomètre de moteur) sont en outre classées en deux principaux types : l'inertie et le courant de Foucault. La machine de freinage dynamométrique à courant de Foucault fonctionne en faisant circuler un courant à travers le rotor du frein. Au cours de ce processus, un champ magnétique est induit, créant un courant tourbillonnant qui génère une force opposée. Cette force opposée résiste au mouvement du rotor en rotation, transmettant ainsi une force de freinage au composant de la chaîne cinématique testé.
Il est important de bien entretenir une machine de freinage dynamique afin d'obtenir des tests et des résultats précis. Voici quelques conseils d'entretien essentiels à suivre.
Inspection périodique :
Le conseil d'entretien principal et le plus important à retenir est de faire inspecter la machine périodiquement. Une machine dynamométrique est un instrument très délicat et complexe. Plus elle est vérifiée de temps en temps, plus elle restera en bon état de marche pendant longtemps. L'inspection de la machine peut impliquer la vérification de l'étalonnage de ses capteurs et de ses cellules de charge. De plus, l'évaluation des composants mécaniques pour détecter tout signe d'usure ou de dommage est bénéfique pour la machine. Cela contribue à la précision des résultats des tests.
Lubrification
Les pièces mobiles d'une machine dynamométrique doivent être bien lubrifiées. Cela réduit l'usure des pièces et prolonge la durée de vie de la machine.
Machines industrielles :
Les contrôleurs de frein dynamique sont courants dans les moulins, les tours, les raboteuses et autres machines industrielles équipées de moteurs lourds. Ces machines sont souvent confrontées à des pertes de puissance soudaines qui nécessitent un arrêt moteur extrême. Les contrôleurs de frein dynamique offrent un arrêt contrôlé et rapide à basse vitesse, empêchant les dommages et garantissant la sécurité des travailleurs.
Systèmes de convoyeurs :
Dans les usines, les entrepôts et les centres de distribution, les contrôleurs de frein dynamique sont largement utilisés sur les convoyeurs transportant des produits, des matériaux et des débris. Les convoyeurs peuvent être volumineux. Les charges peuvent changer. Ils tombent et redémarrent également parfois. Les contrôleurs de frein dynamique ralentissent en permanence les convoyeurs à la bonne vitesse pour protéger les marchandises et les travailleurs.
Pompes et ventilateurs :
Les contrôleurs de frein dynamique sont utilisés pour les pompes et les pompes centrifuges transportant des liquides et les pompes axiales transportant des gaz et de l'air. Les transports peuvent être pour tout : le volume de fluide utilisé peut varier. Il est parfois crucial de décélérer rapidement à la bonne vitesse pour éviter des dommages au système ou des fuites. Les contrôleurs de frein dynamique peuvent ajuster la vitesse du ventilateur en fonction du débit d'air souhaité.
Éoliennes :
Les contrôleurs de frein dynamique sont répandus dans les éoliennes, qui convertissent l'énergie cinétique du vent en énergie électrique. Les contrôleurs de frein dynamique sont souvent intégrés au générateur de la turbine. Les turbines doivent cesser de tourner rapidement pour éviter les dommages en cas de vents violents ou d'orages. Les contrôleurs de frein dynamique assurent une décélération contrôlée afin que la turbine puisse cesser ses opérations efficacement et résister aux conditions météorologiques extrêmes.
Presses hydrauliques :
Une presse hydraulique utilise des fluides hydrauliques et des pompes pour exercer une pression. Les contrôleurs de frein dynamique sont répandus dans les presses hydrauliques. Lors de la découpe, du moulage ou de l'observation de la qualité des matériaux, ils doivent décélérer rapidement et avec précision pour s'arrêter à un emplacement spécifique. Les contrôleurs de frein dynamique contrôlent précisément les freins hydrauliques pour assurer un positionnement précis dans les presses hydrauliques.
Robotique :
Les contrôleurs de frein dynamique sont largement utilisés en robotique, qui est une technique permettant de déplacer et de contrôler les robots. Les contrôleurs de frein dynamique sont des régulateurs de vitesse et de couple de précision pour les articulations et les actionneurs des robots. Ils les ralentissent avec précision pour éviter d'endommager les composants sensibles et garantir des mouvements fluides et précis.
Machines fixes :
Les contrôleurs de frein dynamique sont également utilisés dans le monde entier pour les machines fixes telles que les éoliennes, les équipements de fitness, les pompes, etc. Les principales puissances de ces machines sont lourdes. Il est essentiel de les arrêter rapidement et avec précision pour éviter les dommages et garantir la sécurité. Les contrôleurs de frein dynamique décélèrent les freins dynamiques avec précision, offrant un arrêt rapide sans causer de dommages ou de risques.
Certains facteurs à prendre en compte lors du choix d'un frein dynamique sont représentatifs de la capacité de test de l'ensemble du système, d'un système de mesure précis, des capacités d'enregistrement et de lecture de données, des systèmes de refroidissement, de la durabilité et de la maintenance, des fonctions de sécurité et de la formation et de l'assistance des opérateurs.
Choisissez un moteur ou une force motrice dont la puissance nominale est similaire ou légèrement supérieure à la puissance maximale des véhicules de test. La capacité de test de l'ensemble du système sera influencée par la capacité du dynamomètre. Sélectionnez un dynamomètre ayant une capacité de test suffisante pour répondre aux exigences de charge de test les plus importantes de l'acheteur parmi les voitures qu'il prévoit de tester.
La précision est essentielle lors de la sélection d'un frein dynamique. Les freins dynamiques ayant différentes unités de mesure telles que mph, km/h, watts, tr/min et autres, les acheteurs peuvent devoir choisir le frein dynamique qui enregistre l'unité de mesure préférée avec une grande précision.
Certains freins dynamiques sont capables d'enregistrer des données et de les lire. Les acheteurs peuvent choisir un tel frein dynamique s'ils souhaitent que leurs données de test soient enregistrées et lues pour une analyse et un examen ultérieurs.
Il est essentiel de prendre en compte la sélection d'un frein dynamique doté d'un système de refroidissement efficace qui maintient la température du véhicule de test tout au long des tests lorsque vous effectuez des tests qui durent plus longtemps. Certains systèmes de refroidissement disponibles comprennent le refroidissement par ventilateur et le refroidissement par liquide.
La couverture de la garantie doit être la priorité des acheteurs lorsqu'ils envisagent la durabilité à long terme et la maintenance du frein dynamique. Le produit doit être facile à entretenir et à réparer, et le fournisseur doit fournir une couverture de garantie complète.
Une autre chose essentielle à prendre en compte lors de l'achat d'un frein dynamique est la sécurité. Les acheteurs doivent s'assurer que le frein dynamique choisi est doté de fonctions de sécurité suffisantes telles que la protection contre la survitesse, la détection de panne de cellule de charge et les mécanismes d'arrêt d'urgence.
Certains fournisseurs de dynamomètres offrent une formation aux techniciens des acheteurs afin qu'ils puissent savoir comment utiliser correctement le frein dynamique. D'autres fournissent des réseaux d'assistance à la clientèle complets. Les acheteurs peuvent choisir un fournisseur de freins dynamiques qui fournit le type de support qu'ils souhaitent recevoir d'un fournisseur.
Q : Quel est l'objectif d'un frein dynamométrique ?
A : La fonction principale d'un frein dynamique est de créer une charge pour le moteur ou le moteur testé en dissipant la puissance générée sous forme de chaleur. Cela permet de simuler les conditions de fonctionnement réelles et permet aux ingénieurs d'analyser les performances, l'efficacité et le comportement du moteur ou du moteur à différents niveaux de puissance.
Q : Comment fonctionne un frein dynamométrique ?
A : Un frein dynamométrique fonctionne en appliquant une charge contrôlée contre la rotation de l'arbre de sortie du moteur ou du moteur par la méthode de friction ou la méthode de résistance électrique. La puissance générée est ensuite absorbée et convertie en chaleur par le système de freinage.
Q : Quels sont les différents types de freins dynamométriques ?
A : Parmi les types de dynamomètres de freinage les plus utilisés, citons le frein de Prony, le frein de Draper, le frein hydraulique, le frein électrique, le frein à courant de Foucault et le frein à air.
Q : Existe-t-il des exigences d'entretien spécifiques pour un frein dynamométrique ?
A : Oui. Des inspections régulières doivent être effectuées pour rechercher tout signe d'usure ou de dommage, et les composants de freinage doivent être nettoyés. Les fixations desserrées doivent également être resserrées, et tout réglage du frein doit être effectué conformément aux exigences du fabricant.
