Shock Dynos Compared: Scotch-Yoke vs Electromechanical (LUD)
Shock dyno machines, are essential tools for evaluating the performance and durability of shock absorbers in various vehicles. Selecting the right type of mechanism for a shock dyno can significantly impact its accuracy, efficiency, and cost. This article explores two distinct approaches: Scotch-yoke dynos and Shock absorber testing machines with electromechanical actuators. Understanding the fundamental differences between these systems is crucial for making an informed decision about which technology best suits your testing requirements.
Come funzionano i sistemi scotch-yoke (biella-manovella)?
La distinzione tra questi sistemi va ben oltre i principi di funzionamento di base.
Il meccanismo scotch-yoke è incentrato su un disco rotante con un perno sfalsato che si innesta in una forcella scorrevole.
Quando il disco ruota, azionato da un motore elettrico attraverso un riduttore o una cinghia di trasmissione, il perno di offset si muove lungo un percorso circolare.
Il giogo, vincolato al movimento verticale, trasforma questo movimento rotatorio in una reciprocità lineare.
Questa trasformazione meccanica produce naturalmente un movimento sinusoidale, che è stato a lungo lo standard per i test di base degli ammortizzatori.
La relazione tra la rotazione del disco e il movimento del giogo è fissata dalla geometria del sistema, creando un modello di test prevedibile e affidabile.
How do electromechanical shock dynos work?
Instead, electromechanical shock dynos represent the cutting edge of testing technology, employing a sophisticated combination of servo motors and precision screws. At the heart of these systems lies a servo motor that works in conjunction with a ball screw mechanism. This integration creates a direct drive system that converts rotary motion into precise linear movement. The servo motor’s rotation drives the precision screw, which in turn moves a carrier block up and down with exceptional accuracy. This carrier block, connected to the shock absorber, provides the testing motion. Modern control systems monitor and adjust the motion in real-time, allowing for complex testing profiles that can precisely replicate real-world driving conditions.
STEP Lab has brought this advanced technology to market with LUD, an innovative electromechanical shock dyno that exemplifies these principles while bridging the gap between high-end electrodynamic testing machines and simple Scotch-yoke systems. The system offers robust testing capabilities including:
- Motor power: 20/28 HP
- Peak load@Peak speed: Up to 20 kN
- Variable stroke: Up to 250 mm
- Road profiles replication
- Stroke and Speed adjustable by software
This combination of robust mechanical design and advanced control systems makes LUD an ideal solution for manufacturers seeking professional-grade shock testing without the complexity and cost of high-end test benches.
Elettromeccanico vs Scotch-yoke: Pro e contro
Le soluzioni elettromeccaniche offrono un livello di controllo e adattabilità che i sistemi meccanici tradizionali faticano ad eguagliare.
Il loro approccio a trasmissione diretta, combinato con un servocontrollo avanzato, consente di ottenere praticamente qualsiasi profilo di movimento, un vantaggio essenziale per testare i moderni sistemi di smorzamento adattivo o per sviluppare gli ammortizzatori di nuova generazione.
Grazie al controllo preciso della forza e della posizione lungo tutta la corsa, questi sistemi possono replicare le condizioni di guida reali con un’accuratezza senza pari. Inoltre, la loro natura elettronica consente di modificare facilmente i profili di prova, eliminando le regolazioni meccaniche e rendendo il processo di prova più efficiente e a prova di futuro.
- Controllo della forza e della posizione ineguagliabile su tutta la corsa
- Profili di movimento completamente personalizzabili per esigenze di test complesse
- Può richiedere una formazione specializzata
- Investimento iniziale più elevato
I sistemi scotch-yoke, invece, seguono un principio meccanico più semplice e di lunga data.
La loro affidabilità e la capacità di funzionare ad alta frequenza li rendono una scelta pratica per i test di durata e per gli ambienti di produzione ad alto volume.
Tuttavia, il loro schema di movimento sinusoidale fisso impone limitazioni intrinseche, riducendo la loro flessibilità per le moderne esigenze di test.
Sebbene offrano un investimento iniziale inferiore e requisiti di controllo più semplici, la loro adattabilità è fondamentalmente limitata.
- Design semplice e consolidato
- Investimento iniziale più basso
- Modello di movimento sinusoidale rigido
- Adattabilità limitata a scenari di test avanzati
| Feature | Scotch-Yoke | LUD |
|---|---|---|
| Stroke | Fixed / Mechanically adjustable | Fully variable via software |
| Cycle types | Sinusoidal only | Sinusoidal, triangular, etc. (software programmable) |
| Load vs Peak velocity |  Extremely low |  Comparable to load at maximum speed |
| Road profile reproduction | No | Yes |
| Data acquisition and control electronics | Typically low-end | Test Center by STEP Lab – same as high-end machines (HUD/XUD) |
| Available stroke | Max 100 / 150 mm | 250 mm |
| Price | Systems range from €12,000 to €25,000 | Contact us for pricing! |
So, What Test System Do I Choose?
The choice between these two technologies should be based on a clear understanding of your testing needs and long-term objectives. As automotive testing continues to evolve, modern vehicles increasingly rely on sophisticated suspension systems that demand precise and adaptable testing solutions. Electromechanical systems stand out in development environments where adaptive damping requires comprehensive evaluation across a wide range of conditions. Their ability to replicate complex road profiles and seamlessly switch between different test patterns makes them particularly well-suited for research and innovation. >LUD Series
Budget considerations go beyond just the initial investment. While Scotch-yoke systems generally come with a lower upfront cost, the long-term financial picture is more nuanced. Electromechanical systems, despite their higher initial investment, often offset costs with lower maintenance needs and superior testing flexibility. In contrast, the mechanical simplicity of Scotch-yoke systems may lead to lower repair costs when maintenance is required, but their inherent mechanical wear can result in more frequent servicing needs over time.
Macchina di prova per ammortizzatori elettromeccanica – LUD
Conclusioni
La scelta tra sistemi di prova elettromeccanici e scotch-yoke dipende da un’attenta valutazione dei requisiti di prova, dei vincoli di budget e delle esigenze di prova a lungo termine.
I sistemi elettromeccanici offrono una flessibilità senza pari e un controllo preciso, che li rende ideali per le esigenze di test sofisticati e le applicazioni di ricerca.
I sistemi Scotch-yoke forniscono soluzioni di test affidabili e convenienti, particolarmente adatte a test di produzione in grandi volumi con parametri costanti. La comprensione di questi fattori assicura che il sistema selezionato fornisca le capacità di test necessarie e fornisca valore per tutta la sua durata operativa.
