SISTEMAS DE ENSAIO
Sistemas de ensaio turnkey com responsabilidade única da GT: de motores a câmbios, de motores elétricos a turbinas — entregues prontos para operar.
Construímos sistemas de ensaio turnkey para motores de combustão que operam com diesel, gasolina, GLP, GNV e combustíveis alternativos. O dinamômetro de ensaio de motores, a unidade de controle e os equipamentos de condicionamento e medição são de projeto e fabricação próprios. A sala faz o motor funcionar, o carrega e o exige o mais próximo possível das condições reais de estrada, e os resultados são relatados em condições de laboratório rastreáveis e repetíveis.
Nos dinamômetros de ensaio de transmissões e nos sistemas de ensaio de powertrain são ensaiados a plena carga câmbios manuais e automáticos, transeixos, diferenciais, eixos e redutores. Conforme a aplicação escolhe-se um dinamômetro hidráulico (freio a água), de correntes parasitas ou ativo de corrente alternada; quando necessário, uma arquitetura dupla aciona a entrada (tração) e freia a saída.
Oferecemos soluções de ensaio de alta rotação para aplicações de eletrificação e aeroespaciais. Os sistemas de ensaio de motores elétricos alcançam operação em quatro quadrantes com dinamômetros de corrente alternada regenerativos; para motores a turbina, turboélice e turboeixo há capacidade de até 60.000 rpm.
Para as aplicações em que o veículo completo precisa ser ensaiado, oferecemos soluções de dinamômetro de chassi e dinamômetro de tração. Os ensaios são realizados em laboratório, o mais próximo possível das condições de estrada, com relatórios rastreáveis.
Montar uma sala de ensaio de motores ou um sistema de ensaio de transmissões não é apenas fornecer um dinamômetro. O processo começa esclarecendo quais ensaios o cliente realmente fará e segundo quais normas. Definem-se a faixa de potência, torque e rotação da unidade ensaiada; a duração e a repetição do ensaio; as grandezas físicas a medir e a expectativa de relatório. Essa análise garante a escolha do tipo correto de dinamômetro — hidráulico a água, de correntes parasitas ou ativo de corrente alternada; uma escolha errada eleva permanentemente tanto o custo do investimento quanto a despesa operacional.
Após a análise de necessidades elabora-se o layout da sala de ensaios. Nessa etapa são planejados o arranjo de sustentação do motor, o pedestal do dinamômetro, o bloco principal de concreto e o isolamento de vibração; a exaustão de gases, a tomada de ar fresco, a detecção de incêndio e o circuito de água de resfriamento. As utilidades ao redor da sala — ventilação, iluminação, água gelada — são projetadas para serem gerenciadas na mesma plataforma de controle do sistema de ensaio. O operador conduz, assim, o ensaio e a instalação por uma única interface, o que melhora ao mesmo tempo a segurança do trabalho e a repetibilidade.
Após a fabricação e a integração, o sistema é colocado em operação no local, parametrizado conforme o requisito de ensaio do cliente e é dado treinamento aos operadores. Durante o comissionamento, a cadeia de medição de torque e rotação é calibrada e os resultados são certificados. A instalação também não fica sozinha após a entrega: com calibração periódica, manutenção preventiva e ampliações de capacidade quando necessárias, a sala mantém sua confiabilidade de medição por toda a vida útil.
O valor de um sistema de ensaio equivale à confiabilidade dos dados que ele produz. Nos sistemas GT o torque é normalmente medido com exatidão de 0,2% e a rotação com ±1 rpm, e a cadeia de medição possui calibração automática. Grandezas como temperatura, pressão, vazão e umidade são medidas com sensores calibrados no motor, de modo que o número do relatório representa realmente o valor físico a que o motor está submetido.
Executar os ensaios com passos totalmente automáticos torna os resultados independentes do operador e das condições ambientais sazonais. As condições ambientais são controladas diretamente ou normalizadas pelo cálculo do fator de correção. Dois ensaios realizados com seis meses de diferença permanecem, portanto, comparáveis, e as decisões de desenvolvimento de produto se apoiam em uma base confiável.
Os relatórios são gerados conforme as normas internacionais de ensaio; os certificados de calibração são anexados e os gráficos, os dados numéricos processados e os dados brutos são apresentados juntos. Os relatórios são editáveis e podem ser incorporados diretamente à documentação de qualidade do cliente. Para ensaios de emissões implanta-se instrumentação compatível com as normas EURO e EPA; nos ensaios de durabilidade o motor opera continuamente a plena carga por 1.000, 2.000, 5.000 horas ou mais para verificar vida útil e nacionalização.
Qual dinamômetro devo comprar? A decisão depende da duração do ensaio e do perfil de carga. Para ensaios de durabilidade longos a plena carga o dinamômetro hidráulico (freio a água) é o mais adequado: absorve potências altas por longos períodos sem problemas, tem baixo custo de manutenção e, com a manutenção correta, dura de 30 a 40 anos. Para variações rápidas de carga e faixa média de potência, o de correntes parasitas é adequado. Quando é necessário acionar — ou seja, o dinamômetro precisa tracionar a unidade ensaiada — um dinamômetro ativo de corrente alternada é indispensável; ele ainda reduz o custo operacional devolvendo a energia de frenagem à rede, embora o investimento inicial e a manutenção sejam maiores.
Reformo minha sala de ensaios atual ou construo uma nova? Na maioria dos casos a infraestrutura mecânica existente (bloco de concreto, estrutura, corpo do dinamômetro) está íntegra e apenas a unidade de controle e a cadeia de medição ficaram obsoletas. Nesses casos, a modernização é bem mais econômica que um novo investimento: acrescentar ao dinamômetro antigo uma unidade de controle moderna, uma cadeia de medição calibrável e relatórios automáticos deixa a sala atualizada. Antes de decidir, faz-se uma análise da instalação existente e prepara-se um relatório de melhoria de eficiência.
Quanto tempo leva a instalação de uma sala de ensaios? O prazo varia com o escopo da instalação e as necessidades de obra. Há uma diferença significativa entre uma sala de ensaio de motores padrão montada em um prédio existente e uma instalação de ensaios completamente nova. O plano do projeto é elaborado na fase de análise de necessidades; fabricação, expedição, integração no local, comissionamento e treinamento são todos programados. O modelo de contratante único encurta o cronograma ao eliminar esperas entre fornecedores.
Meus relatórios de ensaio serão aceitos internacionalmente? Nossos sistemas de ensaio são equipados com instrumentação calibrável e acreditável, e os relatórios são gerados em formato compatível com as normas internacionais de ensaio, com os certificados de calibração anexos. Nossos clientes podem, assim, criar seus próprios relatórios certificados em seu laboratório, eliminando a dependência de laboratórios externos e a perda de tempo associada.
O sistema pode ser ampliado depois? Sim. Nossa plataforma de controle TRex é modular; os canais de medição de torque e rotação podem ser expandidos até 256 canais e novos instrumentos e unidades de condicionamento podem ser integrados posteriormente. Como o código-fonte do software é nosso, funções específicas do projeto também podem ser escritas depois; não há restrição de aprovação ou licença de terceiros.
Uma sala de ensaios é bem mais que um dinamômetro e um motor. A exaustão segura dos gases de escape, o suprimento de ar fresco, o controle de temperatura da sala, a geração e distribuição de água de resfriamento, as linhas de alimentação e retorno de combustível, a detecção e o combate a incêndio e a cadeia de parada de emergência são sistemas auxiliares que precisam ser projetados em conjunto para que o ensaio ocorra com segurança e sem interrupções.
Gerenciar esses sistemas pela mesma interface da plataforma de controle do ensaio é uma vantagem importante. A ventilação parte antes do início do ensaio e a temperatura da água de resfriamento é levada ao valor alvo; ao final, os sistemas são desligados de forma controlada. Quando um limite é ultrapassado, não só o motor, mas também o sistema auxiliar relacionado é levado a um estado seguro. O operador vê, assim, a situação do ensaio e da instalação em uma única tela.
Pela segurança do pessoal, a sala de ensaios e a sala de controle são separadas; a observação é feita por vidro blindado ou por sistema de câmeras. Um intertravamento de porta impede abrir a sala com o motor em funcionamento. Proteções para as partes rotativas e uma gaiola de segurança em torno do acoplamento e do eixo são padrão. Essas medidas são a expressão concreta da nossa abordagem de saúde e segurança do trabalho ISO 45001.