Ispitni sustav aktivnog diferencijala

Ispitni sustav (vidjeti dane fotografije) razvijen je za potrebe eksperimentalne identifikacije, validacije modela i regulacije aktivnog diferencijala. Aktivni diferencijal s ograničenim proklizavanjem ima uobičajenu strukturu (vidjeti prikazanu principnu shemu), gdje je jedno od izlaznih vratila (u ovom slučaju lijevo vratilo) spojeno s rotirajućim kućištem diferencijala posredstvom uljne lamelne spojke. Spojka se aktivira pomoću istosmjernog motora i ball-ramp mehanizma koji generira okomitu silu lamela od oko 40 kN. Povratna opruga vraća mehanizam u njegov inicijalni položaj u slučaju prekida napajanja, te tako otvara diferencijal. Koncept ispitnog sustava je postavljen s naglaskom na eksperimentalno ispitivanje spojke. Sustav omogućava preciznu regulaciju brzine klizanja spojke (do 30 1/min) i armaturne struje istosmjernog motora, kao i precizno mjerenje visokog momenta spojke (do 2500 Nm).

Momentni servomotor (2) koristi se za pogon ulaznog vratila diferencijala. Ovaj je motor preuzet s eksperimentalnog električnog vozila, gdje je izveden kao motor ugrađen u kotač. Motor razvija maksimalni moment of 880 Nm u rasponu brzina vrtnje od 0 to 120 1/min. Vrijeme odziva momenta je 2 ms.

Električni motor (2) je spojen na diferencijal (1) preko standardnog poluvratila diferencijala (3) uključujući homokinetičke zglobove. Izlazno vratilo na strani spojke fiksirano je pomoću mjernog sustava momenta, koji sadrži polugu (4) dugačku 350 mm i tlačno/vlačni senzor sile (5). Senzor sile je tenzometarskog tipa s klasom točnosti od 0,05% i nominalnom silom od 10 kN. Drugo izlazno vratilo se okreće u praznom hodu.

Kućište istosmjernog motora spojke je modificirano za ugradnju preciznog inkrementalnog enkodera (7) spojenog izravno na vratilo motora. Motor se napaja iz namjenskog 12V/25A MOSFET čopera (8), koji takoder sadrži Hallov senzor struje za zatvaranje regulacijskog kruga armaturne struje motora.

Upravljački i nadzorni sustav je izgrađen oko industrijskog Pentium III PC-a (9) opremljenog utičnim karticama za akviziciju podataka i interpolaciju sinusnih signala enkodera s faktorom 1024.

Slika 1. Principijelna shema i fotografije ispitnog sustava aktivnog diferencijala