Rumah

Load cell

Bagaimana Load Cells digunakan untuk Optimalkan Race Car Performance

Blog

Bagaimana Load Cells digunakan untuk Optimalkan Race Car Performance

  • 2017-06-16 10:02:19
Bagaimana Load Cells digunakan untuk Optimalkan Race Car Performance

Sejak awal balap mobil, usaha telah dilakukan untuk merekayasa mobil yang akan melaju lebih cepat dan lebih baik. Perbedaan antara menang dan kalah seringkali bisa diukur dalam pecahan detik. Kelebihan berat badan dapat berakibat pada waktu yang lebih lambat, namun sudut hidung mobil dan kemampuan mobil untuk "menempel" pada lekukan juga penting untuk kinerja. Load sel dapat membantu mengoptimalkan kinerja, dan saat ini digunakan di seluruh industri balap mobil dari NASCAR ke IHRA Secara sederhana, load cell adalah sensor yang memanfaatkan teknologi strain gauge. Saat gaya diterapkan, hal itu menyebabkan deformasi atau gerakan yang bisa diukur. Melepaskan kekuatan juga menghasilkan perubahan yang terukur. Namun, sel beban sendiri bersifat pasif, perangkat mekanis, dan harus dihubungkan ke perangkat kedua, seperti komputer atau display digital, untuk menghasilkan data yang berarti.

Untuk memahami bagaimana sel beban dapat terbukti bermanfaat bagi mobil balap, pertimbangkan beberapa hukum fisika dasar. Hukum gerak Newton yang ketiga menyatakan bahwa setiap kali gaya diterapkan, jumlah gaya yang sama akan dihasilkan dalam arah yang berlawanan. Mungkin contoh dunia nyata yang paling jelas yang kebanyakan orang kenal adalah apa yang terjadi pada penghuni sebuah mobil saat pengereman darurat, biasa disebut panik berhenti. Seiring momentum mobil ditangkap, tubuh para penghuninya terus bergerak maju dengan kecepatan sebelumnya. Hal ini sesuai dengan hukum kedua Newton - bahwa benda yang bergerak cenderung tetap bergerak kecuali jika ada kekuatan eksternal. Namun, begitu momentum maju penghuni terhenti, tubuh mereka akan dipaksa mundur dengan kekuatan yang sama saat mereka bergerak maju.

Hukum kedua fisika yang terlibat dengan sel beban untuk balap adalah konsep kekuatan sentripetal, atau ke dalam. Pertimbangkan penumpang di dalam mobil yang membuat putaran kanan dengan kecepatan tinggi. Pada gilirannya, mereka akan merasa bahwa mereka dipindahkan ke kiri. Pada kenyataannya, tubuh mereka mencoba untuk terus bergerak dalam garis lurus (hukum kedua Newton), yang tidak mungkin lagi karena mobil itu sendiri telah mengambil arah baru. Meskipun sifat fisika lainnya berlaku dan matematika di balik faktor seperti sudut tikungan membelok relatif terhadap kecepatan, sedikit yang bisa didapat dengan mendiskusikannya pada saat ini. Dua contoh yang diberikan cukup untuk memahami apa yang terjadi pada mobil balap dengan kecepatan tinggi dan mengapa sel beban dapat membantu insinyur memperbaiki kinerjanya. Namun, mungkin perlu dicatat bahwa pusat gravitasi mobil dan torsi poros belakang memainkan peran penting dalam menjaga agar hidung mobil tetap turun, yang pada gilirannya memungkinkan kecepatan sedikit lebih besar. Hukum fisika yang dibahas memberikan petunjuk yang dibutuhkan untuk memahami mengapa mobil balap kadang-kadang berputar keluar atau meluncur miring pada tikungan. Roda berbelok, namun sasisnya ingin terus dalam garis lurus. Bahkan jika pengemudi mempertahankan kontrol kendaraan, milidetik berharga bisa hilang. Jika pengemudi harus melambat sebelum masuk giliran, semakin banyak waktu yang bisa hilang.
Masalah yang berbeda (tapi terkait) ada saat mobil menemui benjolan di trotoar. Guncangan dan pegas kompres untuk mengurangi menggelegar, tapi mereka kemudian bangkit kembali. Jika syoknya sudah parah, rebound yang dihasilkan bisa memaksa hidung mobil naik lebih tinggi dari sebelumnya. Menjaga hidung mobil terpaku pada lintasan (kiasan) telah menjadi tujuan sejak hari-hari awal balap karena meningkatkan kecepatan. Load cells memungkinkan para insinyur untuk mengukur berat yang didukung oleh masing-masing ban dan pergerakan masing-masing roda selama operasi sebenarnya. Data tersebut bisa mengungkapkan bagaimana sasis merespon berbagai kecepatan, benjolan, pengereman keras dan belokan. Hal ini memungkinkan para insinyur membuat perubahan - terkadang perubahannya sangat kecil - untuk meningkatkan kinerja.
Sebuah studi kasus dapat memberikan wawasan tambahan. Tim FSAE Cornell Racing menggunakan sel beban untuk membantu mengoptimalkan kinerja. Kompetisi Formula SAE diadakan setiap tahun, dengan 140 sekolah dan 12 negara mewakili. Tim Cornell berada di posisi 10 besar setiap tahun, dan Cornell telah memenangkan kejuaraan dunia tujuh kali Tim memilih sel beban MLP-1k Transducer Techniques untuk mengukur kekuatan yang diberikan pada masing-masing sudut mobil dan sel beban CSP-3k untuk mengukur kekuatan yang menjadi sasaran subsistem kereta api. Data yang dikumpulkan memungkinkan tim untuk memperbaiki sistem suspensi, bagian unsprung dan banyak zona di dalam monopoda komposit. Hal ini juga memungkinkan penentuan yang akurat tentang kelelahan otot komponen penggerak. Alhasil, tim desain mampu mencukur berat badan dari keempat wilayah tersebut. (Sebuah wawancara video dengan tiga anggota tim Cornell tersedia dengan mengklik link ini.)
Meskipun mobil balap menggunakan sel beban untuk sistem suspensi, para insinyur saat ini menggunakan atau menguji sel beban untuk area lain. Banyak dragsters dilengkapi dengan sel beban wheelie bar untuk mengukur kekuatan peluncuran yang diberikan pada wheelie bar. Load sel dapat mengukur gaya yang diberikan pada perpindahan gigi oleh pengemudi untuk membantu menentukan bagaimana hal ini berkaitan dengan keausan transmisi. Remnya adalah area lain yang bisa menggunakan sel beban, karena rem di mobil balap merespons tekanan yang diberikan oleh pengemudi daripada perjalanan pedal. Tidak diragukan lagi, para insinyur balap akan terus menemukan penggunaan baru untuk sel beban untuk mengoptimalkan kinerja.