Вимірювання потужності на dynamometer
Вимірювання потужності на Dynamometer. Яка різниця між потужністю з коліс і на маховику?
Ключ до розуміння чогось полягає у визначенні основних слів об'єкта (предмета) "Dynamometer" - складається з двох слів (dynamo) це Грецьке слово позначає "power in motion" - потужність, сила в русі. Друге слово "meter" також Грецьке - вимір. Можна просто назвати «Дайна» (часто називають Діно) - фактично машина (стенд) для вимірювання потужності в русі.
Існує два типи Дайна (стендів) - моторний стенд (engine dynamometers) і роликовий, барабанний, колісний стенд (chassis dynamometers).
На фото - двигун, закріплений на моторному стенді
Для того щоб виміряти потужність двигуна на моторному стенді необхідно його зняти з машини і встановити на моторний стенд, підключивши безпосередньо до маховика. Для цього використовуються спеціальні адаптери, також необхідно підключити систему охолодження і т.д. Процедура, яка займає багато часу. Цей вид стендів в основному використовують розробники моторів. І це ЄДИНИЙ міжнародне визнання МЕТОД ДЛЯ ВИЗНАЧЕННЯ ПОТУЖНОСТІ ДВИГУНА.
Для тюнінгу автомобілів такий вид стендів рідко використовується, через складність підключення, великих трудовитрат і т.д. Для цих цілей більш ефективний (у ціновому плані) колісний стенд, ось про них ми сьогодні і поговоримо.
На фото: автомобіль стоїть на колісному стенді
Колісний стенд - спеціально спроектований для вимірювання потужності З КОЛЕС. Двигун, що генерує потужність на маховику, яка передається в КПП через зчеплення. КПП в свою чергу передає потужність через диференціали, приводу, карданний вал на колеса. Всі ці девайси, механізми поглинають частину потужності і як результат, потужність, яку поставляють до коліс - виявляється менше ніж на маховику двигуна. Втрати варіюватися між 18% -28%. потужність; на колесах це те, що визначає характеристику, ефективність автомобіля. Основна проблема полягає в тому, що всі виробники машин визначають, вказують, вимірюють потужність на маховику, а не на колесах. При цьому багато Дайна (колісних стендів) намагаються визначити потужність мотора (на маховику) вимірюючи її на колесах.
Кількість втрат варіюється від автомобіля до автомобіля, дуже багато залежить від типу трансмісії, розміру шин, температури КПП, підшипників і т.д.
ЩО ДАЙНОМЕТЕР вимірюється?
Будь дайнометер виміряють момент і швидкість, і виходячи з цього розраховує потужність. Ось тут і починається велика плутанина. Спробуємо розібратися.
Давайте уявимо, що ми хочемо розштовхати автомобіль. Коли ми починаємо штовхати авто, ми докладаємо зусилля (момент) на колеса. Якщо машина надто важка для нас, щоб зрушити її з місця, але ми при цьому докладаємо певне зусилля (момент), навіть якщо не проведена жодна робота (машина продовжує стояти на місці). Тільки коли ми зрушимо з місця авто, буде проведена робота. Час протягом якого ми штовхаємо - визначає потужність, яку ми маємо.
Давайте уявимо, що у машини немає аеродинамічного опору, тертя і т.д. Попросимо 120-кілограмового штангіста розштовхати машину починаючи з 0 км / год і поки він не досягне своєї максимальної швидкості (десь 20 км / год), у цей точці він більше не буде докладати зусилля (момент), а просто буде бігти з машиною , не забувайте (в нашому експерименті немає опору, втрат і т.д.) Швидше за все, він розвине 20 км / год (свій максимум) через 50 метрів.
Якщо ми попросимо розштовхати машину 90-кілограмового чемпіона світу в бігу на 100 метром, то він швидше за все через 50 метрів досягне лише 15 км / год, але буде продовжувати розганяти (прискорювати) машину. Коли він досягне швидкості 20 км / год - він буде продовжувати прискорюватися (докладати момент для прискорення машини), скажімо до 30 км / год.
Для того, щоб проштовхнути машину на 100 метрів - штангіст і бігун витратять однакову кількість часу, точки 100 метрів вони досягнуть в один момент часу. Це означає, що у штангіста і бігуна однакова потужність.
Якщо ми уявимо, що машину буде штовхати здоровенний мужик (з моментом і силою - як у штангіста і швидкістю - як у бігуна), то він буде продовжувати прискорюватися, штовхаючи машину і при досягненні швидкості 20 км / год (в точці 50 метрів) і відповідно витратить менше часу на 100 метрів, він реально могутніше значить.
Перевівши на мову машин, можна сказати, що штангіст - це американський 5-літровий Chevy, бігун - Honda Integra 1.8, а здоровенний мужик - Porsche 911 turbo. Тепер ми розуміємо, що потужність це - момент, помножений на швидкість.
Якщо ми вимірюємо момент на маховику, то ми множимо результат на оберти двигуна, для обчислення потужності. На хорошому дайнометре ми вимірюємо момент на роликах і множимо на швидкість на колесах (або роликів). Правильніше буде в даному випадку використовувати не слово момент, а прикладена зусилля tractive effort, але суть від цього не змінюється, нехай буде момент.
Як тільки ми виміряли момент і помножили його на швидкість - отримаємо потужність, вона вимірюється в кінських силах або кіловатах.
Колись кінські сили вимірювалися виходячи з робочого об'єму двигуна. Це було потрібно для визначення податку, який власник машини повинен був платити.
Але з часом з'явилися розумні хлопці які навчилися отримувати більшу потужність з такого ж мотора (скажімо з двох літрів хтось знімав 90 к.с. а хтось 115 к.с.). Після цього з'явився новий термін Brake horsepower (BHP). Він показує - яка потужність необхідна, щоб загальмувати двигун в фіксованих ОБЕРТАХ (це дуже важливо, нижче поясню).
Точніше це значить, яке зусилля (момент) необхідно прикласти, щоб двигун тримав певні обороти (конкретні, фіксовані) при 100% відкритому дроселі і помножене це на обороти або швидкість. 1 кінська сила по SAE (Society of Automotive Engineers) Brake horsepower дорівнює 0.746 Кіловат, а в метричній системі 0.736. Всі теорії я думаю достатньо. Тепер ми визначилися, що таке момент, потужність (я знаю, що багато хто це пам'ятають ще зі школи, просто хотів нагадати тим, хто забув).
Існує 2 різних типи колісних стендів (дайнометров). Одні називаються loading dynamometer - такі вимірюють потужність при завантаженні за принципом steady state, а саме - вимірюють момент (зусилля) прикладена для того, щоб гальмувати колеса, тим самим даючи нам реальні дані. Це дорогі стенди, використовуються тюнерами для настройки моторів в усіх режимах, тому що дозволяють тюнера налаштовувати двигун при константою швидкості, при різних навантаженнях (від 0 до 100% відкритою дросельної заслінки).
А інший вид (тип) стендів - Inertia dynamometer (інерційні дайнометри) - вимірюють швидкість, динаміку розгону роликів (не програми зусилля) і потім динаміку зупинки роликів. Це дешеві стенди, застосовуються для вимірювання потужності на моторі (маховику).
Кілька слів про Steady State тесті.
Цей метод вимірювання єдиний, який визнається в усьому світі. Використовується він як на моторних стендах, так і на завантажувальних роликових дайнометрах. Принцип такий - вимірювання тільки при постійній швидкості, 100% відкритій дросельної заслінки (повний газ), в перебігу мінімум 3 секунд (це необхідно, для того щоб отримати інформацію про можливості системи охолодження двигуна engine cooling capacity). Зазвичай вимірювання проводяться через кожні 500 оборотів (може бути і через 100 об / хв).
Виглядає це так:
ВИМІРЮВАННЯ НА Inertia dynamometer
Вимірювання на інерційному дайнометре засновані на принципі вимірювання акселерації і дікселераціі роликів (барабанів) стенду. Машина встановлюється на стенд, дається повний газ і розкручується до максимальних обертів, потім вимикається передача (або вичавлюється зчеплення) - і вимірюється дікселерація коліс. Після цього комп'ютер на основі цих даних видає потужність на маховику двигуна (при правильному налаштуванні - досить точно).
І ось тут, як я зрозумів велика плутанина з цим графіком. Він виглядає так.
Тут показано на знімку два графіка. На одному - потужність на маховику двигуна (верхній), а на іншому - швидкість розгону роликів. Багато хто намагається видати значення з нижнього графіка - за потужність на колесах. ЦЕ НЕ ТАК - ЦЕ НЕ ПОТУЖНІСТЬ НА КОЛЕСАХ, ЦЕ ЛИШЕ ПРОМІЖНІ ЗНАЧЕННЯ ДЛЯ ВИЗНАЧЕННЯ ПОТУЖНОСТІ НА маховик. На них взагалі краще не звертати увагу ...
Зі свого досвіду, а я працював на всіх видах стендів (включаючи моторний) ці значення (нижня смужка графіка) - дуже часто відрізняються від реальних колісних, виміряних на завантажувальному стенді, за методом Steady State тесту (зазвичай на 10-15%). Це проміжне значення, яке деякі люди намагаються видати за потужність на колесах, залежить від багатьох факторів (я не буду тут писати про це, це ще на кілька сторінок). Один з факторів - передавальне значення в КПП має дорівнювати одиниці. Але повторюся, цей вид стендів досить точно може виміряти тільки потужність на маховику (верхній графік на доданому знімку).
Підсумовуючи вищесказане. Офіційно визнаний метод вимірювання у всьому світі, тільки один - Steady State. Відповідно, якщо ви хочете знати потужність мотора свого авто - треба виміряти його на моторному стенді (фото спочатку поста, де двигун стоїть на такому, окремо від машини).
Якщо потрібна потужність на колесах - можна виміряти тільки на завантажувальному роликовому стенді, і тільки якщо все робити за методом Steady State тесту.
Можливо ви вже вивчали відомі у всьому світі Дайна датабази. Так ось, дуже серйозні тюнінгові компанії вказують там потужність тільки з коліс (якщо вимірюють на роликовому або колісному стенді) і / або потужність на маховику, якщо вона було отримано з моторного стенда. У них можуть бути великі судові розгляди, штрафні санкції якщо інформація виявиться некоректної або надана при вимірах по якимось іншим, офіційно невизнаним методам вимірювання.
Тепер трохи картинок. Якось налаштовував автомобіль українського клієнта. Машина - Мерседес C200, W204 (1.8 літра, турбо) потужність по техпаспорт 184 к.с. Клієнт вже справив перед цим деякі модифікації для підняття потужності. Він справляв виміри в Москві на Дайна-стенді, які нібито показали 210 сил на маховику. Нами були зроблені свої вимірювання. Спочатку потужність на колесах - результат 160 к.с. (Нагадаю, це з урахуванням втрат в трансмісії, ходової частини і т.д.).
Після того як ми попрацювали з машиною потужність на колесах стала 218 сил. Різниця становить 58 сил. Це означає, що машина (НЕ двигун, а саме машина в цілому) реально отримала надбавку в 36.2% потужності (в динаміці і т.д.)
Заради експерименту (для мене) і маленьких цифр для клієнта (які він побачив, з коліс) був проведений завмер динамічний, інерційний - результат 268 к.с. на маховику, а за паспортом нагадаємо у цій моделі 184 к.с.
Але я не зупинився на цьому і тому хочу Вам показати ще й цей графік, в якому ми можемо побачити проміжні значення (що не мають нічого спільного з реальною потужністю на колесах). Так там ми бачимо максимальне значення ДОРІВНЮЄ 240. АЛЕ В РЕАЛЬНОСТІ У ЦІЙ МАШИНИ, ПОТУЖНІСТЬ НА КОЛЕСАХ - 218 Л.С.
А про цифру 240 взагалі краще нікому не кажіть - щоб не виглядати нерозумно з боку. Ще раз повторюся - це НЕ колісних ПОТУЖНІСТЬ.
Тобто поки потужність дійде від мотора до точок контакту шин з дорожнім покриттям, то загубиться 75-80 к.с. в трансмісії, ходової і т.д.
У світового лідера в налаштуваннях Subaru - СОВВ: 223 к.с. на колесах
Я дотримуюся наступного принципу вимірювання. Приїхала машина, скажімо Subaru, виміряли потужність перед модифікаціями і налаштуванням, вийшло скажімо 223 к.с. з коліс. Після робіт виміряли ще раз і отримали наприклад 400 к.с. Збільшення склало 400-223 = 177 сил з коліс або 79%. А яка вийшла надбавка на маховику двигуна - не знаю, та й не хочу знати, адже машина їде колесами. Але знаю одне, що потужність, яку я заміряв - правильна, і вказана реальна, і це потужність з коліс. Але якщо вам більше подобається оперувати потужністю мотора з маховика - ваше право. На прикладі цієї статті, сподіваюся ви зрозуміли різницю в видах вимірювань потужності, і як правильно їх трактувати.
1) Заїжджає на стенд електромобіль! Робиться 10ть вимірів. Всі виміри однакові по потужності. Наявність і величина МОМЕНТУ залежить від ваших налаштувань. Як таких оборотів у електрокара і немає! Але ми самі довільно можемо прив'язати обороти до швидкості і тоді ми отримаємо криву моменту обчислену від наявної ПОТУЖНОСТІ.
Це підкидає думка, що стенд міряє ПОТУЖНІСТЬ. А момент вираховується. НЕ може ж при вимірі мотор електромобіля по різному крутити ролики!
опель мокка.1.8 акпп повний прівод.замер на діностенд .крутящій на маховику 126 л.с.на колесах 56 л.с.обьяснілі механічні великі потері.может в акпп .где шукати причину авто на гарантії.
Вам так само сподобається
Як боротися з втомою.
Поліцейські автомобілі CША.
10 найцікавіших і.
За лаштунками знімального.
Особливості бронювання Lexus.
Володимир Шарандін
Засновник знаменитої тюнинговой компанії Торгмаш, інженер, автогонщик, неодноразовий переможець і призер змагань з автокросу, кільцевих гонок, чемпіонУкаіни, майстер спорту, пише дисертацію в University of Texas at Austin, про свої захоплення: Focus on a new way of thinking about how the modern racing engine works