電容式6軸力傳感器如何助力汽車(chē)性能提升與可靠性驗證？

引言

在汽車(chē)動(dòng)力總成與底盤(pán)系統的研發(fā)過(guò)程中，精確測量多維力和力矩是優(yōu)化性能、提升耐久性的關(guān)鍵。傳統應變式傳感器易受電磁干擾且動(dòng)態(tài)響應不足，而Wacoh WEF-6A200-4-RCD-B電容式6軸力傳感器憑借其高精度、抗干擾能力和緊湊設計，正成為工程師的新選擇。

一、動(dòng)力總成測試：從發(fā)動(dòng)機到電驅系統

1. 發(fā)動(dòng)機動(dòng)態(tài)力與扭矩測量

• 挑戰：曲軸、連桿等關(guān)鍵部件在高速運轉時(shí)承受復雜多向力，傳統傳感器易受點(diǎn)火電磁干擾，導致數據失真。

• 解決方案：

• WEF-6A200-4-RCD-B采用電容式原理，對電磁噪聲免疫，可直接安裝在發(fā)動(dòng)機臺架上。

• 實(shí)時(shí)檢測徑向力（Fx/Fy）和扭矩（Mz），精度達±0.5%FS，捕捉爆震時(shí)的微秒級力突變。

• 案例：某德系車(chē)企通過(guò)該傳感器發(fā)現曲軸軸向竄動(dòng)（Fz方向±15N波動(dòng)），優(yōu)化止推軸承設計后磨損降低40%。

2. 電動(dòng)驅動(dòng)單元（e-Axle）驗證

• 挑戰：電機-減速器集成化導致力傳遞路徑復雜，需同時(shí)測量軸向力、偏載力矩和高頻振動(dòng)。

• 解決方案：

• 傳感器內置32位微處理器，自動(dòng)補償溫度漂移（-40℃~85℃），確保長(cháng)期穩定性。

• 通過(guò)Mx/My力矩分析，識別齒輪偏心磨損（如圖1所示）。

• 數據價(jià)值：某電動(dòng)車(chē)企業(yè)據此優(yōu)化減速器殼體剛度，NVH性能提升3dB(A)。

二、底盤(pán)開(kāi)發(fā)：精準操控與耐久性?xún)?yōu)化

1. 懸架連桿力閉環(huán)測試

• 安裝方案：替換原車(chē)控制臂球頭，直接測量多連桿受力（需定制轉接件）。

• 關(guān)鍵參數：

• Fy/Fz比值實(shí)時(shí)計算輪胎側偏角，用于ESP算法標定。

• 動(dòng)態(tài)載荷譜分析（0~500Hz），指導輕量化設計（如鋁合金擺臂減重12%）。

2. 轉向系統路感模擬

• 線(xiàn)控轉向（SBW）測試：

• 傳感器檢測方向盤(pán)反饋力矩（Mx/My），量化“虛假路感"的平滑度（如圖2）。

• 在**低扭矩范圍（<1Nm）**仍保持±0.1Nm分辨率，優(yōu)于應變式傳感器。

三、技術(shù)優(yōu)勢對比

四、客戶(hù)收益

1. 提升測試效率：RS422數字輸出可直接接入CAN總線(xiàn)（需轉換器），簡(jiǎn)化數據采集系統。

2. 降低成本風(fēng)險：IP65防護與止動(dòng)器設計減少臺架試驗中的傳感器損壞率（實(shí)測降低90%）。

3. 支持智能分析：提供MATLAB/Simulink驅動(dòng)庫，快速實(shí)現力-運動(dòng)耦合仿真。

結語(yǔ)

Wacoh WEF-6A200-4-RCD-B通過(guò)電容式傳感技術(shù)重新定義了汽車(chē)力測量標準。無(wú)論是燃油發(fā)動(dòng)機的爆震控制，還是電動(dòng)車(chē)減速器的NVH優(yōu)化，亦或線(xiàn)控轉向的精準調校，其高可靠性數據均為工程師提供了未有的洞察力。