電容式6軸力傳感器如何助力汽車性能提升與可靠性驗(yàn)證？

引言

在汽車動(dòng)力總成與底盤系統(tǒng)的研發(fā)過程中，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(tǒng)應(yīng)變式傳感器易受電磁干擾且動(dòng)態(tài)響應(yīng)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(shè)計(jì)，正成為工程師的新選擇。

一、動(dòng)力總成測試：從發(fā)動(dòng)機(jī)到電驅(qū)系統(tǒng)

1. 發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)態(tài)力與扭矩測量

• 挑戰(zhàn)：曲軸、連桿等關(guān)鍵部件在高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)承受復(fù)雜多向力，傳統(tǒng)傳感器易受點(diǎn)火電磁干擾，導(dǎo)致數(shù)據(jù)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(jī)臺(tái)架上。

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

• 案例：某德系車企通過該傳感器發(fā)現(xiàn)曲軸軸向竄動(dòng)（Fz方向±15N波動(dòng)），優(yōu)化止推軸承設(shè)計(jì)后磨損降低40%。

2. 電動(dòng)驅(qū)動(dòng)單元（e-Axle）驗(yàn)證

• 挑戰(zhàn)：電機(jī)-減速器集成化導(dǎo)致力傳遞路徑復(fù)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(nèi)置32位微處理器，自動(dòng)補(bǔ)償溫度漂移（-40℃~85℃），確保長期穩(wěn)定性。

• 通過Mx/My力矩分析，識別齒輪偏心磨損（如圖1所示）。

• 數(shù)據(jù)價(jià)值：某電動(dòng)車企業(yè)據(jù)此優(yōu)化減速器殼體剛度，NVH性能提升3dB(A)。

二、底盤開發(fā)：精準(zhǔn)操控與耐久性優(yōu)化

1. 懸架連桿力閉環(huán)測試

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

• 關(guān)鍵參數(shù)：

• Fy/Fz比值實(shí)時(shí)計(jì)算輪胎側(cè)偏角，用于ESP算法標(biāo)定。

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

2. 轉(zhuǎn)向系統(tǒng)路感模擬

• 線控轉(zhuǎn)向（SBW）測試：

• 傳感器檢測方向盤反饋力矩（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(yīng)變式傳感器。

三、技術(shù)優(yōu)勢對比

四、客戶收益

1. 提升測試效率：RS422數(shù)字輸出可直接接入CAN總線（需轉(zhuǎn)換器），簡化數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。

2. 降低成本風(fēng)險(xiǎn)：IP65防護(hù)與止動(dòng)器設(shè)計(jì)減少臺(tái)架試驗(yàn)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(qū)動(dòng)庫，快速實(shí)現(xiàn)力-運(yùn)動(dòng)耦合仿真。

結(jié)語

Wacoh WEF-6A200-4-RCD-B通過電容式傳感技術(shù)重新定義了汽車力測量標(biāo)準(zhǔn)。無論是燃油發(fā)動(dòng)機(jī)的爆震控制，還是電動(dòng)車減速器的NVH優(yōu)化，亦或線控轉(zhuǎn)向的精準(zhǔn)調(diào)校，其高可靠性數(shù)據(jù)均為工程師提供了未有的洞察力。