BANCO DI PROVA MOTORE, COME FUNZIONA E IL CONTRIBUTO DEGLI ENDOSCOPI NEI TEST

I veicoli prima di essere immessi su strada devono essere sottoposti a test rigorosi. Tra i dispositivi utilizzati per verificare le loro prestazioni troviamo anche il cosiddetto banco di prova. Che cos’è?

Si tratta di uno strumento di rilevazione utile a monitorare la potenza di un motore, ma non solo. Nelle prossime righe osserveremo da vicino tutte le sue funzioni ed anche le varie tipologie di banco esistenti. Infine, ci soffermeremo anche sulla correlazione esistente con gli endoscopi industriali, i quali, come sempre, risultano ottimi alleati nelle operazioni di manutenzione.

Che cos’è un banco prova per motore?

Partiamo provando a fornire una definizione tecnica di banco di prova per motore. Come già accennato, è uno strumento di misura e collaudo impiegato per rilevare le caratteristiche di un motore durante il suo funzionamento. 

Il banco prova simula le condizioni reali di utilizzo del mezzo applicando al suo propulsore un carico controllato. Dopodiché registra i parametri generati e tramite appositi software li trasforma in dati tecnici interpretabili.

A cosa serve il banco prova?

Il banco prova serve a conoscere in modo preciso come un motore eroga la propria energia. Non si limita a indicare la potenza massima, ma mostra l’andamento delle prestazioni lungo diversi regimi di rotazione. Grazie ai dati forniti consente di capire se il propulsore lavora in modo regolare e se mantiene valori coerenti.

Quante tipologie di banchi prova esistono?

Nel settore automotive e nell’ambito industriale vengono sfruttate diverse tipologie di banchi prova pensate in base alle modalità di misurazione necessarie e al tipo di mezzo o apparecchiatura da testare. Quali sono le più comuni?

Banco a rulli

Il banco prova a rulli viene utilizzato per testare veicoli completi: le ruote motrici poggiano su cilindri collegati al sistema di misura. Quando il veicolo accelera, i rulli ruotano e trasferiscono i dati al banco. Questa configurazione permette di simulare una condizione di marcia mantenendo il mezzo fermo in officina o in laboratorio. Il dato ottenuto tiene conto delle dispersioni dovute a cambio, trasmissione, ruote e pneumatici.

Nell’automotive, il banco a rulli viene spesso utilizzato per:

• verificare la potenza reale di un veicolo;
• confrontare i risultati prima e dopo una modifica;
• controllare l’efficacia di una messa a punto. 

Il test con il banco di prova permette di valutare il comportamento del motore con maggiore precisione rispetto alle sole sensazioni di guida.

Banco prova motore

Il banco prova motore misura invece la potenza direttamente all’albero del motore stesso. In questo caso il propulsore viene fissato su un basamento e analizzato come unità indipendente. Tale soluzione consente di valutare il rendimento del motore in modo più diretto.

Utilizzati molto frequentemente in ambito industriale, i banchi sono utili per validare componenti, macchine e sistemi. Possono essere usati per:

• ricerca e sviluppo;
• controlli qualità;
• test di durata;
• verifiche di affidabilità;
• procedure di certificazione. 

Come funziona un banco di prova?

Il principio di funzionamento di un banco prova si basa sull’applicazione di una coppia resistente all’asse del motore. In pratica, il sistema oppone una resistenza alla rotazione prodotta dal propulsore, simulando lo sforzo che il motore incontrerebbe durante l’utilizzo.

La resistenza viene generata da un freno dinamometrico, che può essere meccanico, idraulico oppure elettrico a correnti parassite. Questo dispositivo può modulare il carico applicato per osservare la risposta del motore in condizioni differenti.

Durante il test, il banco di prova misura due parametri fondamentali: la coppia e il numero di giri. Dalla loro combinazione viene calcolata la potenza. Come già ribadito nei paragrafi precedenti, il suo compito non si limita qui. Infatti, è possibile registrare anche valori come:

• consumi;
• temperature;
• pressioni;
• portate;
• rapporto aria/carburante.

Tutti questi dati permettono di valutare il motore nel suo insieme. Dopodiché, tutte le informazioni raccolte vengono inviate a un sistema di acquisizione dati e analizzate tramite software.

Come viene eseguito il test?

Una prova al banco inizia con la preparazione del motore o del veicolo. Nel caso di un’auto, il mezzo viene posizionato sui rulli, allineato e bloccato con cinghie o sistemi di fissaggio. Se il test riguarda un propulsore separato, il motore viene installato sul banco e collegato agli strumenti di misura.

Prima della rilevazione vera e propria, il motore viene portato alla corretta temperatura di esercizio. Questo passaggio è importante perché consente di ottenere dati più stabili e rappresentativi.

L’operatore imposta quindi i parametri tramite software e avvia la prova. Il motore viene accelerato secondo una rampa, un lancio o una sequenza controllata. Durante il test, il banco registra coppia, potenza, giri e gli altri valori disponibili.

Al termine della sessione vengono generate le curve caratteristiche. In alcune prove il sistema misura anche le perdite meccaniche, così da stimare gli assorbimenti dovuti alla trasmissione e agli altri organi coinvolti. I risultati possono inoltre essere corretti in base alle condizioni ambientali.

Infatti, quest’ultime influenzano i risultati: temperatura, pressione atmosferica e umidità possono modificare il comportamento del motore. Proprio per questo motivo molti banchi prova operano in locali controllati, dove le variabili esterne sono ridotte.

Rimanendo in tema di condizioni ambientali, un altro elemento particolarmente rilevante è la ventilazione, soprattutto nei test sui veicoli completi. I ventilatori simulano il flusso d’aria che il mezzo riceverebbe durante la marcia e contribuiscono al raffreddamento.

I banchi di prova possono essere utilizzati solo per i motori?

Oltre ai motori, i banchi prova possono essere utilizzati per testare:

• trasmissioni;
• riduttori;
• freni;
• pompe;
• valvole; 
• sospensioni. 

In tutti i casi, l’obiettivo resta sempre il medesimo: simulare condizioni operative reali, raccogliere dati affidabili e verificare la qualità delle prestazioni.

Banchi di prova ed endoscopi industriali: una sinergia operativa

Esiste una correlazione tra il banco di prova e gli endoscopi industriali? Assolutamente sì. 

I banchi prova vengono spesso usati per i test di durata dove il motore viene fatto girare al massimo dei giri e del carico per centinaia di ore consecutive. Smontare il motore dopo il test per verificare lo stato dei componenti comporterebbe un dispendio incredibile di tempo e risorse. Attraverso le sonde endoscopiche è possibile ispezionare lo stato interno senza alcuno smontaggio.

Gli endoscopi risultano essenziali anche durante l’esecuzione dei test. Infatti, i sensori potrebbero segnalare durante la prova un’anomalia come la perdita di pressione di un cilindro o la temperatura dei gas di scarico troppo alta. In questo caso, la sonda offre l’opportunità di capire immediatamente se si tratta di un problema meccanico oppure semplicemente di un sensore difettoso.

Infine, durante i test gli ingegneri possono testare nuovi additivi nei carburanti per migliorare le prestazioni del motore. Attraverso le sonde è possibile verificare se queste sostanze generino o meno depositi carboniosi.

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