{{{sourceTextContent.title}}}

Ce que le tollé autour de la sécurité de la pédale de frein révèle sur les bagues collectrices conductrices dans les essais de sécurité automobile

{{{sourceTextContent.subTitle}}}

Comment les essais de freinage extrême mettent en lumière le héros méconnu de l'acquisition de données automobiles

{{{sourceTextContent.description}}}

Récemment, les débats au sein de l’industrie automobile concernant les ruptures de supports de pédales lors d’essais de freinage extrêmes ont de nouveau attiré l’attention sur l’exhaustivité de la validation du développement des véhicules. Quels que soient le modèle ou le plan d’essai spécifiques, le développement des systèmes de freinage, du châssis et de la chaîne cinématique dans le secteur automobile repose entièrement sur la transmission de signaux électriques et de puissance aux composants rotatifs. Les bagues collectrices conductrices comptent parmi les composants couramment utilisés pour assurer ce type de connexion électrique sur des éléments rotatifs. Ce qui suit présente, d’un point de vue strictement lié aux essais industriels, les emplacements et les rôles typiques des bagues collectrices conductrices dans les essais automobiles.

1. Capteur de force à six composantes monté sur la roue | Essais de charge sur les freins et le châssis
Installation : entre le moyeu et la jante ; il est possible de choisir soit une bague collectrice conductrice intégrée, soit une solution de télémétrie sans fil.

Il mesure les forces et moments multiaxiaux, tels que la force de freinage longitudinale, la charge verticale, la force latérale et le couple de freinage, permettant ainsi de déterminer la charge réelle sur chaque roue et de faciliter l’analyse des charges sur la suspension et les fusées, ainsi que la saisie du spectre de charge. Parallèlement, il transmet les signaux provenant des thermocouples des disques de frein, des jauges de contrainte et des capteurs d’accélération afin de surveiller l’élévation de température des freins, les vibrations et les chocs, ce qui sert à l’évaluation de la perte d’efficacité thermique, à la simulation de résistance et à la validation de la fatigue.

Remarque : la charge exercée sur le support de pédale doit être testée séparément et ne peut pas être déduite inversement à partir de la force à six composantes au niveau de la roue. Tous les essais de freinage ne nécessitent pas un capteur de force à six composantes ni une bague collectrice.

2. Bague collectrice pour banc d’essai de disques de frein / ensembles de freinage | Validation de la durabilité des composants de freinage

Installation : extrémité de l’axe du banc d’essai pour disques de frein / tambours de frein

Lorsque le banc d’essai de freinage effectue des essais de durabilité, de fatigue thermique et de bruit, de vibrations et de dureté (NVH) des freins, la bague collectrice transmet les signaux des thermocouples et des jauges de contrainte du côté rotatif vers l’équipement d’acquisition de données fixe, surveillant le champ de température du disque de frein et les contraintes des pièces rotatives, évaluant la déformation thermique et le risque de fissures thermiques, et vérifiant la stabilité de la structure du frein en cas de freinage continu.

Les capteurs situés du côté fixe, tels que les capteurs de plaquettes de frein, sont généralement câblés directement et ne nécessitent pas de bague collectrice.

3. Bague collectrice pour essais de couple sur demi-arbre / arbre de transmission | Essais de transmission et d’accouplement de freinage

Installation : extrémité de demi-arbre ou d’arbre de transmission (bague collectrice pour arbre creux ou extrémité d’arbre ; certains modèles sont résistants à la poussière et à l’eau)

Lors d’essais sur route et sur banc de châssis, il mesure le couple dynamique du demi-arbre et la contrainte de torsion lors de freinages brusques et du fonctionnement de l’ABS. Il quantifie la transmission du couple de freinage inverse le long de la chaîne de transmission, fournissant ainsi une base pour l’analyse de résistance des points de connexion entre la chaîne de transmission et le châssis.

Le couple du demi-arbre ne peut pas représenter directement la charge sur le support de pédale ; ces deux grandeurs doivent être validées séparément.

4. Bague collectrice pour groupe motopropulseur / banc dynamométrique | Essais des systèmes de propulsion électrique et du groupe motopropulseur

Installation : vilebrequin, arbre de sortie du moteur, arbre principal du dynamomètre

Lors des essais de charge du groupe motopropulseur, il acquiert les données de couple, de température des roulements et de vibrations provenant des composants rotatifs. Pour les modèles de véhicules électriques non rechargeables (NEV), il est principalement utilisé dans des conditions combinées de freinage régénératif et de freinage hydraulique afin d’évaluer l’influence des charges de freinage composites sur la chaîne cinématique.

Les charges composites de la transmission électrique ne sont pas transmises directement au mécanisme de la pédale de frein ; leurs chemins mécaniques sont indépendants.

5. Banc d’essai routier à couplage d’essieux pour véhicule complet | Évaluation de la durabilité à long terme du châssis

Installation : extrémité de charge de la fusée, position du capteur roue-fusée

Le laboratoire reproduit les chocs routiers et les charges de freinage continues afin de réaliser des essais de durabilité du châssis. Si un capteur de force de roue rotatif est utilisé à l’extrémité de la roue, la bague collectrice transmet les signaux de force et de couple. La commande en boucle fermée du banc repose sur les capteurs intégrés aux actionneurs ; la bague collectrice n’est pas au cœur de la boucle de commande.

Complément : composants similaires pouvant facilement prêter à confusion
· Ressort spiralé du volant : assure la communication rotative du volant et transmet les signaux des airbags et des boutons. Sa structure classique utilise un câble plat flexible ; il ne s’agit pas d’une bague collectrice conductrice destinée aux essais.
· Moteur intégré à la roue / au moyeu : les prototypes de développement utilisent parfois des bagues collectrices pour transmettre les signaux des capteurs du rotor ; les solutions de série recourent principalement à la télémétrie sans fil ou à des résolveurs, les bagues collectrices ne constituant donc pas le choix dominant.

Résumé
La valeur ajoutée principale des bagues collectrices conductrices réside dans leur capacité à transmettre de manière stable l’alimentation des capteurs et les signaux faibles dans des conditions de rotation ; elles sont largement utilisées dans les essais automobiles, notamment pour la mesure des forces à six composantes au niveau des roues, les bancs d’essai de freinage, le couple des demi-arbres et les bancs de dynamomètre. Le choix d’utiliser ou non une bague collectrice, ainsi que les spécifications à retenir, dépendent de l’objectif et du plan d’essai.