Creación de los bancos de potencia con sincronización mecánica de ejes

A mediados de los años noventa, los fabricantes empezaron a incorporar sistemas electrónicos de control de la tracción en los vehículos, que han ido evolucionando y continuarán haciéndolo en el futuro (TCR, ASR, ESP, etc.).
Estos sistemas, que tienen finalidades y modalidades diferentes, se encargan de «cortar» la potencia proporcionada por el vehículo para favorecer el equilibrio y la estabilidad durante la marcha. Estos sistemas son los mismos que en esa época dificultaban las pruebas con vehículos 4×4 en bancos de ejes no sincronizados, ya que en un principio no incluían ningún tipo de función de desactivación de los controles de tracción (con el riesgo falsear los resultados de las pruebas, al no estar disponible toda la potencia del motor).


Para responder a esa necesidad, en los años noventa nacieron los primeros bancos con sincronización mecánica de ejes, con el fin de ofrecer un producto capaz de simular perfectamente las condiciones en carretera: de acuerdo con este principio, DEBERÍA ser posible probar correcta y rápidamente todo tipo de vehículo (sin tener que preocuparse de si se activan o no los controles de tracción).

Sin embargo, estos productos no satisfacen las expectativas, ya que sacrifican la precisión en las mediciones y la repetibilidad de las pruebas en nombre de una supuesta facilidad de uso.

FALTA de exactitud en las mediciones de los bancos de potencia con sincronización mecánica de ejes

Todos los bancos con sistema de sincronización deben prever las inercias adicionales causadas por la presencia de los órganos de transmisión y su correspondiente fricción, que influirán inevitablemente en su capacidad de medir con precisión. En términos generales, aparte de la evidente dificultad para sincronizar los ejes perfectamente, hay que tener en cuenta que cuanto mayor sea la inercia, menor será la precisión de medición. Cuanto menor sea el control de la fricción presente (órganos de transmisión), menos repetibles serán las pruebas.

Existen muchísimas soluciones técnicas en el mercado que no consiguen garantizar pruebas con un margen de error inferior al +/-10 %, de tal manera que el instrumento es prácticamente inutilizable (muchos usuarios intentan resolver este problema buscando alternativas, por ejemplo, repitiendo las pruebas, con el consiguiente derroche de tiempo y energía, o haciendo cálculos con «medias ponderadas»...).

Los bancos de potencia sencillos con sincronización mecánica de ejes (sin sistemas de tracción eléctrica) afirman que pueden hacer pruebas con cualquier vehículo. Sin embargo, no garantizan la precisión deseada, porque no pueden reproducir a la perfección las condiciones de la carretera, de forma que el sistema electrónico es libre de intervenir en la potencia del motor (y, por consiguiente, se falsean los datos recolectados durante la prueba).

PARA SIMPLIFICAR: Al detectar que los trenes delantero y trasero giran de forma sincronizada, el sistema electrónico del control del vehículo no debería activarse, puesto que se «reproducen» las condiciones de la carretera. Sin embargo, esta reproducción solo es TEÓRICA, porque es TÉCNICAMENTE IMPOSIBLE reproducir una sincronización perfecta por medio de la conexión física de los ejes:

  • Imposibilidad técnica de crear una sincronización «perfecta» en los bancos de potencia con sistema mecánico de sincronización de ejes: las expectativas creadas por el producto chocan con las dificultades técnicas inevitables al utilizarlo en la práctica. La sensibilidad cada vez mayor de los sistemas de control de la tracción es capaz de percibir incluso las desviaciones más pequeñas e interviene cortando la potencia del motor, por lo que anula la validez de la prueba realizada.
    Es técnicamente imposible garantizar una sincronía perfecta a la vez que se mantiene la precisión de las mediciones, a no ser que se realicen y se ofrezcan tecnologías y soluciones mucho más complejas y caras que las que actualmente están disponibles en el mercado para ese uso. Se trata de bancos de potencia destinados al mundo de las homologaciones (con tracción mediante motor eléctrico), con un precio y costes altísimos (incluidos los costes de gestión), además de la dificultad de instalación, el mantenimiento gravoso y la necesidad de adecuar la red eléctrica (con una exigencia mínima de 60 kW/h, frente a los 7 kW/h de nuestros bancos de potencia).

Una simple prueba con un vehículo dotado de ESP activo es la forma más sencilla de demostrar lo anterior: durante la prueba es fácil que se ilumine el piloto del ESP en el salpicadero, con el consiguiente corte de potencia del motor. El resultado será una prueba sin validez, que no representa la potencia real del motor, con un margen de error superior al +/-10 %.

Incluso si el sistema electrónico no se activa, este tipo de banco de potencia no es capaz de garantizar la precisión y la repetibilidad de la prueba, porque las inercias no controladas influyen negativamente en la precisión de las mediciones.

Con los avances más recientes, en el interior del habitáculo se han instalado nuevos sensores de control (giroscopios o sensores de aceleración), que pueden cortar la potencia y falsear los resultados de las pruebas incluso en un banco de potencia con sistema mecánico de sincronización (véanse los casos como el del Alfa Romeo Giulia Quadrifoglio Verde, McLaren, etc.).
Estos últimos avances tecnológicos y, como ellos, otros que sin duda pronto harán su aparición (imposibles de prever, por otra parte), hacen que la solución del banco de potencia «sincronizado mecánicamente» sea cada vez menos eficaz y que resulte necesario buscar otras soluciones de tipo «electrónico», capaces de excluir todos estos sensores durante las pruebas en el banco: son las funciones Dyno Mode, una tendencia que ya se está afianzando y que también se debe a las normas de reducción de emisiones cada vez más rigurosas.

Los avances en el mundo de la electrónica (sobre todo de cara a la seguridad activa y pasiva de los vehículos) prevén una integración más estrecha entre las unidades de control del vehículo. Estos protocolos nuevos, que incrementan el control y la integración de los distintos sistemas, tienen el objetivo (entre otros) de impedir el pleno suministro de la potencia del motor si una de las unidades de control periféricas no emite una señal.

El módulo de control de la carrocería o «body computer» interpreta este hecho como un error y corta la potencia (lo que dificulta aún más la realización de pruebas en bancos de potencia que no disponen de sistemas capaces de excluir esas unidades de control electrónicas).

Esta es la razón por la que Bapro nunca ha propuesto ni propone (salvo petición expresa) soluciones con «sincronización mecánica de ejes», por ser inexactos e imprecisos en las mediciones.

Bancos de potencia dinamométricos de BAPRO 4×4 (tracción a las cuatro ruedas o tracción total): cómo funciona la sincronización entre ejes

Bapro ha desarrollado y patentado un sistema de SINCRONIZACIÓN ELECTRÓNICA DE LOS EJES que permite realizar el control de alta frecuencia (1 kHz) y garantiza la precisión distintiva de nuestros bancos de potencia dinamométricos.
La filosofía de Bapro es ofrecer bancos de potencia que se distinguen de los demás por su precisión, la repetibilidad de las pruebas y la fiabilidad, características que no es posible ofrecer con las soluciones técnicas dotadas de sistema mecánico de sincronización.

Además, Bapro ha optado por desarrollar e implementar los sistemas informáticos denominados DYNO MODE, que son capaces de excluir los sensores de control mencionados más arriba para poder realizar pruebas con mediciones ciertas y fiables de la potencia al cigüeñal, independientemente de los avances actuales y futuros de la electrónica de control de los vehículos.
 

VIRTUDES y DEFECTOS de las varias soluciones técnicas:

Bancos de potencia BAPRO - Ejes sincronizados electrónicamente

Bapro ha desarrollado y patentado un sistema de SINCRONIZACIÓN ELECTRÓNICA DE LOS EJES por medio de software que permite realizar el control de alta frecuencia (1 kHz) y garantiza la precisión distintiva de nuestros bancos de potencia dinamométricos.
La filosofía de Bapro es ofrecer unos bancos de potencia que se distinguen de los demás por su precisión, por la repetibilidad de las pruebas y por la fiabilidad, características que NO es posible brindar con un sistema mecánico de sincronización de ejes.
 

Ventajas de los bancos para vehículos 4×4 BAPRO:

  • sincronización excelente gracias a las altas frecuencias de control (1 kHz);
  • máxima precisión y repetibilidad de las pruebas;
  • costes moderados, máxima fiabilidad, mantenimiento ordinario mínimo;
  • posibilidad de autoinstalación y de cambio de dos a cuatro ruedas motrices con gastos moderados;
  • capacidad de testar con la máxima precisión TODOS los vehículos del mercado.

 

Bancos de potencia - Conexión hidráulica entre los ejes:

Ventajas:

  • baja carga inercial, franja de precio media o baja.

Inconvenientes:

  • elevados gastos de mantenimiento ordinario y extraordinario;
  • no es posible el automontaje;
  • retrasos en la sincronía entre los ejes debidos a las limitaciones técnicas de la transmisión oleodinámica, suficientes para imposibilitar la realización de ensayos en vehículos con controles electrónicos especialmente sensibles (intervención de la electrónica altamente probable) con la consiguiente falta de repetibilidad de las pruebas;
  • la sensibilidad y la calibración del banco pueden verse desvirtuadas por las diferentes condiciones de ejercicio y viscosidad del aceite del sistema hidráulico, sobre todo en el momento de efectuar el coast down (cálculo de las potencia disipadas), llevando a mediciones con errores superiores al veinte por ciento (test de repetibilidad de la prueba);
  • la complejidad del producto hace imposible el automontaje;
  • resulta imposible testar correctamente vehículos equipados con sensores de última generación (como sensores de aceleración) sin utilizar funciones específicas como ‘Dyno Mode’.
     

Bancos de potencia - Conexión mecánica con cardán:

Ventajas:

  • sincronización buena, franja de precio media o alta.

Inconvenientes:

  • costes elevados;
  • no es posible el automontaje;
  • segura intervención de los sistemas electrónicos a causa de la alta carga inercial, imposibilidad de determinar con exactitud las potencias disipadas en el rozamiento entre los órganos de la transmisión, con el consiguiente error de medición (entre +15% y -15%) y falta de repetibilidad de las pruebas;
  • especialmente inadecuado para vehículos de escasa potencia, en los cuales el aumento de la carga inercial influye ulteriormente agudizando los defectos enunciados en el punto anterior;
  • no es posible el automontaje por la elevada complejidad del producto y por el enorme espacio que ocupa el sistema de transmisión;
  • resulta imposible testar correctamente vehículos equipados con sensores de última generación (como sensores de aceleración) sin emplear funciones específicas como ‘Dyno Mode’.

Bancos de potencia - Conexión mecánica con correa:

Ventajas:

  • sincronización discreta, baja carga inercial total y franja de costes media o baja.

 

Inconvenientes:

  • imposibilidad de determinar con exactitud las potencias disipadas en el rozamiento entre los órganos de la transmisión y en histéresis de la correa (sobre todo en el momento de efectuar el coast down), con el consiguiente error de medición (entre +15% y -15%); falta de repetibilidad de las pruebas;
  • requiere frecuentes intervenciones de mantenimiento (teniendo que detener la máquina) para tensar y cambiar las correas (a menudo se rompen las correas de transmisión), los componentes son caros si se quiere garantizar un funcionamiento eficiente y evitar el patinamiento entre correas y poleas; (estos patinamientos se dan en la mayor parte de bancos del mercado);
  • frecuentes intervenciones por parte de los controles electrónicos de la tracción, con la consiguiente falta de repetibilidad de las pruebas;
  • la complejidad del producto hace imposible el automontaje;
  • resulta imposible testar correctamente vehículos equipados con sensores de última generación (como sensores de aceleración) sin emplear funciones específicas como ‘Dyno Mode’.

Bancos de potencia de ejes sincronizados con motores eléctricos:

Ventajas:

  • Sincronización discreta pero no suficiente, con capacidad de probar hasta un máximo de 250 CV.

Inconvenientes:

  • elevado coste de compra;
  • elevado coste de ejercicio por alto consumo energético y gastos de mantenimiento (además de los derivados de la adecuación de la red eléctrica a por lo menos 60 kW);
  • la sincronización es insuficiente para testar vehículos de más de 250 CV a causa de las limitadas potencias de los motores eléctricos y de los valores de aceleración máxima no superiores a los 2 m/s2;
  • la complejidad del producto hace imposible el automontaje, costes elevados y alto consumo energético (de por lo menos 60 kWh);
  • resulta imposible testar correctamente vehículos con una potencia superior a los 250 CV y equipados con sensores de última generación (como sensores de aceleración) sin utilizar funciones específicas como ‘Dyno Mode’.