電容式6軸力傳感器如何助力汽車性能提升與可靠性驗證？

引言

在汽車動力總成與底盤系統的研發過程中，精確測量多維力和力矩是優化性能、提升耐久性的關鍵。傳統應變式傳感器易受電磁干擾且動態響應不足，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計，正成為工程師的新選擇。

一、動力總成測試：從發動機到電驅系統

1. 發動機動態力與扭矩測量

• 挑戰：曲軸、連桿等關鍵部件在高速運轉時承受復雜多向力，傳統傳感器易受點火電磁干擾，導致數據失真。

• 解決方案：

• WEF-6A200-4-RCD-B采用電容式原理，對電磁噪聲免疫，可直接安裝在發動機臺架上。

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

• 案例：某德系車企通過該傳感器發現曲軸軸向竄動（Fz方向±15N波動），優化止推軸承設計后磨損降低40%。

2. 電動驅動單元（e-Axle）驗證

• 挑戰：電機-減速器集成化導致力傳遞路徑復雜，需同時測量軸向力、偏載力矩和高頻振動。

• 解決方案：

• 傳感器內置32位微處理器，自動補償溫度漂移（-40℃~85℃），確保長期穩定性。

• 通過Mx/My力矩分析，識別齒輪偏心磨損（如圖1所示）。

• 數據價值：某電動車企業據此優化減速器殼體剛度，NVH性能提升3dB(A)。

二、底盤開發：精準操控與耐久性優化

1. 懸架連桿力閉環測試

• 安裝方案：替換原車控制臂球頭，直接測量多連桿受力（需定制轉接件）。

• 關鍵參數：

• Fy/Fz比值實時計算輪胎側偏角，用于ESP算法標定。

• 動態載荷譜分析（0~500Hz），指導輕量化設計（如鋁合金擺臂減重12%）。

2. 轉向系統路感模擬

• 線控轉向（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，優于應變式傳感器。

三、技術優勢對比

四、客戶收益

1. 提升測試效率：RS422數字輸出可直接接入CAN總線（需轉換器），簡化數據采集系統。

2. 降低成本風險：IP65防護與止動器設計減少臺架試驗中的傳感器損壞率（實測降低90%）。

3. 支持智能分析：提供MATLAB/Simulink驅動庫，快速實現力-運動耦合仿真。

結語

Wacoh WEF-6A200-4-RCD-B通過電容式傳感技術重新定義了汽車力測量標準。無論是燃油發動機的爆震控制，還是電動車減速器的NVH優化，亦或線控轉向的精準調校，其高可靠性數據均為工程師提供了未有的洞察力。