Типы стендов, мощность с колес и с маховика
Приветствую всех подписчиков и гостей моего бортжурнала, мне кажется что среди вас найдется много желающих или уже производивших замер мощности на динамометрическом стенде. Как может показаться на первый взгляд вещь абсолютно простая, самое сложное найти такой стенд. Если копнуть немного глубже окажется что все не до такой степени элементарно, здесь попытаюсь разъяснить какие стенды бывают и в чем между ними разница.Само по себе название динамометрический состоит из двух слов (dynamo) это греческое слово обозначающее — мощность, сила в движении. Вторая часть “meter” также греческое слово — измерение. Соединив воедино получаем – измерение мощности в движении.
Существует несколько типов диностендов:— моторный стенд
Для того чтобы измерить мощность двигателя на таком стенде необходимо его снять с машины, установить на стенд соединив с маховиком. Просто соединить его с маховиком это еще только часть задачи, двигатель обязан быть с системой охлаждения иначе он просто выйдет из строя в процессе замера либо настройки, это очень сильно усложняет процесс и как следствие таким способом пользуются в основном только инженеры автомобильных заводов и очень требовательные спортивные команды. По сути это является единственным методом точно замерить мощность именно двигателя, он единственный международно признан. Все остальные способы являются косвенными и не обеспечат точность, которую гарантирует моторный стенд.
Такой стенд специально спроектирован для измерения мощности с колес. Все стенды такого типа которые мне известны позволяют пересчитывать мощность с колес в мощность на маховике, попробуем разобраться как это происходит.Двигатель имеет свою мощность которую он прикладывает на маховик, эта мощность передается в коробку переключения передач через сцепление, далее КПП. Устройство КПП таково, что передает мощность через шестерни самих передач, главную пару, дифференциал, привода, ШРУСы, карданный вал на колеса. Результатом этого мы получаем тот факт что на колесах мы имеем силно отличающуюся мощность от того что есть на маховике. Фактическое значение потерь зависит от автомобиля к автомобилю, очень много зависит от типа трансмиссии, размера шин, температуры КПП, масла в КПП, наличия или отсутствия блокировок и очень важно какие обороты на маховике. Чем выше обороты, тем выше потери, причем потери растут не только в КПП и механизме приводов, но и в самом двигателе, именно поэтому лично я не желаю лезть в очень высокие обороты, тем более что автомобиль гражданский. Основная проблема заключается в том, что все производители машин указывают мощность на маховике, а не на колесах.Стенды такого типа пытаются вычислить мощность на маховике имея лишь мощность на колесах. Суть получается очень простая, оператор стенда производя замер обговаривает с клиентом до каких оборотов производить замер чтобы не разрушит двигатель. Замер производится при положении педали акселератора « в пол» при этом приезжая на стенд вы просто обязаны убедиться что с автомобилем все отлично и что все работает отлично. Раскрутив двигатель до указанных оборотов оператор не меняя передачи в КПП убирает ногу с педали акселератора, при этом барабаны начинают останавливаться. Исходя из того насколько быстро происходит падение оборотов барабанов и двигателя ибо они жестко связаны КПП стенд определяет какие потери в трансмиссии и мы можем наблюдать на графиках не только кривую момента и мощности, также там находится кривая потерь в трансмиссии. Оконечный график замера мощность есть ничто иное как сумма замера с колес плюс потери в трансмиссии. Тут кроется одна маленькая «хитрость» оператор всегда может увеличить мощность вашего двигателя путем легкого «тарированного» нажатия на педаль тормоза, как следствие потери вырастают и сумма получается выше. Обычно в таких случаях на графиках появляется что-то вроде ступеньки перехода.Этот тип стендов именуется как Inertia dynamometer измеряют скорость, динамику разгона роликов (не приложенное усилие) и потом динамику остановки роликов. Обычно это дешевые стенды, применяются для измерения мощности двигателя, на маховике.
— колесный (ступичный) стенд
На таком стенде вам снимут ваши ведущие колеса и подключат измерительные элементы (они называются подами) напрямую к ступице. Данный тип стендов является самым точным, он не имеет инерционных потерь, может измерить даже самые мелкие пульсации которые будут нивелированы инерционной составляющей, как следствие, графики полученные на ступичных стендах могут иметь больше пиков чем на роликовых. В остальном между полученными значениями огромной разницы не будет, все будет в пределах погрешностей стендов. Опять -же могу ошибаться, но большинство таких стендов не умеют пересчитывать мощность с колес в мощность на колесах. Как следствие графики мощности не нравятся клиентам, маленькие цифры колесной мощности не прельщают клиентов, им нужно БОЛЬШЕ мощности…Данный тип стендов относится к loading dynamometer они измеряют мощность при загрузке по принципу steady state, а именно — измеряют момент приложенный для того, чтобы тормозить колеса, тем самым давая нам реальные данные. Это дорогие стенды, используются для настройки моторов во всех режимах, т.к. позволяют тюнеру двигатель при одинаковых оборотах, при различных нагрузках (от 0 до 100% открытой дроссельной заслонки). Принцип такой – измерения только при постоянных оборотах, 100% открытой дроссельной заслонке, в течении минимум 3 секунд на каждых оборотах (это необходимо, для того чтобы получить информацию о возможностях системы охлаждения. Обычно измерения производятся через каждые 300-500 оборотов, само собой шаг оборотов может отличаться как в большую так и в меньшую сторону.
Как работает динамометрический стендЛюбой стенд измерят момент и скорость, и исходя из этого рассчитывает мощность. Здесь начинается война мощности и момента, то что обычно горячо обсуждают на форумах, что важнее мощность или момент, попытаемся разобраться.Попытаюсь тупо на пальцах, а там посмотрим, выйдет или нет. Давайте попробуем разогнать любое транспортное средство, не важно что это велосипед или автомобиль. Когда мы начинаем разгонять авто, мы прилагаем усилие, что есть крутящий момент, на колеса. Если машина слишком тяжелая чтобы сдвинуть её с места (момента не достаточно), но мы при этом прилагаем определенное усилие (момент), даже работы нет (машина продолжает стоять на месте), когда автомобиль сдвинется с места, будет произведена работа. Время в течении которого мы толкаем определяет мощность, которую мы имеем.Если проводить аналогии с человеком, крутящий момент отражают его силу, а мощность выносливость. Именно поэтому малооборотистые и тихоходные дизельные двигатели в силу как правило, тяжелоатлеты — при прочих равных условиях они могут тащить на себе больше и легче преодолевают сопротивление на колёсах, пусть и не так проворно, именно поэтому они идеально подходят для грузового транспорта. А вот высокооборотистые бензиновые моторы нагрузку держат хуже, зато перемещают автомобиль значительно быстрее.
Давайте представим, что у машины нет никаких потерь, даже на аэродинамикуПопросим штангиста с весом 120 килограмм разогнать автомобиль начиная с 0 км/час и пока он не достигнет своей максимальной скорости (где-то 20 км/час), в этой точке он больше не будет прилагать усилие (момент), а просто будет бежать с машиной, не забывайте (в нашем эксперименте нет сопротивления, потерь и т.д.) Скорее всего, он разовьет 20 км/час (свой максимум) через 50 метров.
Если мы попросим растолкать машину 90-килограммового чемпиона мира в беге на 100 метров, то он скорее всего через 50 метров достигнет только 15 км/час, но будет продолжать разгонять (ускорять) машину. Когда он достигнет скорости 20 км/час — он будет продолжать ускоряться (прилагать момент для ускорения машины), скажем до 30 км/час.Для того, чтобы протолкать машину на 100 метров — штангист и бегун затратят одинаковое количество времени, точки 100 метров они достигнут в один момент времени. Это значит, что у штангиста и бегуна одинаковая мощность.Если мы представим, что машину будет толкать здоровенный мужик (с моментом и силой — как у штангиста и скоростью — как у бегуна), то он будет продолжать ускоряться, толкая машину и при достижении скорости 20 км/ч (в точке 50 метров) и соответственно затратит меньше времени на 100 метров, он реально мощнее значит.Переведя на язык машин, можно сказать, что штангист — это американский 5-литровый Chevy, бегун – Honda Integra 1.8, а здоровенный мужик – Porsche 911 turbo. Теперь мы понимаем, что мощность это – момент, умноженный на скорость.Измерив момент на маховике и умножив результат на обороты двигателя получаем мощность. Как только мы измерили момент и умножили его на скорость — получим мощность, она измеряется в лошадиных силах или киловаттах.
Немного конкретики, на графике ниже замер приоры на ступичном стенде Dynapack до и после настройки. Автомобиль полностью заводской, изменена только прошивка.
Как мы видим удалось увеличить мощность на колесах, увеличить крутящий момент во всем диапазоне оборотов особенно ценно что ямка в районе 2500 удалось убрать полностью.Угадаеете что будет следующей записью?