Jak działa dynamometr?

Nie mam tu wiele do dodania. Dość proste.

Jak działa dynamometr?

Jak mierzy się Moc i Moment Obrotowy jako osobne liczby podczas pojedynczego biegu hamującego?

Jest sporo elementów i jest element, który zapewnia odporność na siłę. Musi być, jeśli coś mierzy, prawda?

Naprawdę chcę zrozumieć, jak te urządzenia działają na poziomie intymnym. Im bardziej rozumiemy, jak działa to urządzenie, tym lepiej rozumiemy, w jaki sposób pochodzą liczby producentów, więc uważam, że dobrze jest to zrozumieć.

TIA

UWAGA: Poniższy przykład zakłada wyjście w funtach-stopach i mocy. Dynamometry mogą równie łatwo mierzyć moc wyjściową momentu obrotowego w Newtonach lub kilowatach lub dowolną inną miarę momentu obrotowego i mocy.

Po pierwsze, umieśćmy wszystkich na tym samym arkuszu muzyki. Jeśli chodzi o pojazdy, istnieją dwa podstawowe typy dynamometrów: silnik i podwozie.

Dynamometr silnika (w skrócie dyno) mierzy bezpośrednio moment obrotowy z wału korbowego silnika. Oto większa hamownia silnikowa z dołączonym silnikiem:

Dołączony do niego silnik wydaje się być silnikiem Diesla Detroit. Należy pamiętać, że silnik jest przymocowany do hamowni tylko za pośrednictwem wałka wyjściowego (przykrytego żółtym elementem).

Hamownia podwoziowa mierzy moc wyjściową momentu obrotowego silnika widzianą na oponach. Oto taki, który znajduje się nad ziemią, a na nim samochód:

Na zdjęciu widać duży cylinder pod tylnymi (napędowymi) kołami pojazdu. Do dużego cylindra dołączone jest urządzenie pomiarowe dla tego konkretnego modelu.

Dynamo służy do pomiaru momentu obrotowego w danym punkcie (korba silnika lub na kołach, w zależności od modelu) oraz prędkości obrotowej, przy której mierzony jest moment obrotowy. Aby to zrobić (powiedzmy na hamowni silnikowej), silnik jest zamontowany (lub jak niektórzy powiedzieliby „ przywiązany ”) do kołyski. Ta kołyska znajduje się w pobliżu hamowni, w której operator może umieścić łącznik między nimi. Następnie wszystkie układy elektryczne, paliwa i chłodzenia są podłączone do silnika. Oprócz tego wszystkie czujniki będą podłączone, aby operator mógł zobaczyć silnik, aby upewnić się, że działa poprawnie lub wyłączyć go, jeśli zauważą problemy. Stamtąd silnik jest uruchamiany, a hamownia odczytuje moment obrotowy wytwarzany przez silnik.

Aby zmierzyć wyjściowy moment obrotowy silnika, hamownia musi wytworzyć pewien opór, a następnie zmierzyć opór. Rezystancja ta jest następnie podawana przez komputer, który oblicza moment obrotowy przy danej prędkości i na tej podstawie może obliczyć moc. Istnieją dwa główne sposoby na opór silnika.

Dyno typu płynnego wykorzystuje urządzenie podobne do przemiennika momentu obrotowego automatycznej skrzyni biegów. Różnica polega na tym, że rezystancję urządzenia sprzęgającego można regulować, aby kontrolować prędkość silnika.

Innym rodzajem hamowni jest hamownia wiroprądowa. Zamiast sprzęgła płynowego do kontroli prędkości silnika wykorzystywane są prądy wirowe. Pomyśl o tym jak o gigantycznym generatorze, który może przykładać obciążenie poprzez wytwarzanie prądu, który zatrzymuje prędkość silnika.

Zarówno dynos płynny, jak i wiroprądowy nazywane są dynos hamulcowy, ponieważ wykorzystują jedną z tych metod, aby wytworzyć działanie hamujące, które kontroluje silnik. Zupełnie inną metodą pomiaru momentu obrotowego przez hamownię jest hamownia bezwładnościowa, która oblicza prędkość, z jaką silnik lub opony mogą przyspieszyć znaną masę. Działa to zupełnie inaczej niż hamownia hamująca. Z tego powodu pomiary mogą być różne dla obu typów.

Gdy silnik pracuje na hamowni, rozwija moment obrotowy. Do hamowni dołączone są czujniki, które mogą wykrywać ruch (rzeczywiste skręcenie samego urządzenia), który jest wytwarzany przez urządzenie sprzęgające. Siła ta jest następnie obliczana na podstawie wielkości wytwarzanego momentu obrotowego. Podczas testów silnik jest wpychany do szeroko otwartej przepustnicy (WOT). Dyno wytwarza opór w stosunku do silnika, gdy wznosi się on w zakresie prędkości obrotowych. Aby zmierzyć wielkość momentu obrotowego, opór musi być wystarczający, aby utrzymać silnik przy danej prędkości, ale jednocześnie nie może go obezwładnić (utrudniony jego postęp w zakresie prędkości obrotowych). W miarę wzrostu prędkości obrotowej silnika czujnik robi swoje i odczytuje wytwarzany moment obrotowy.

Hamownia podwoziowa działa prawie w ten sam sposób (zarówno w płynie, jak i w prądzie wirowym), ale jest mierzona na kołach (oponach), gdy stykają się one z powierzchnią obracającego się bębna. Opór jest przykładany do opon i mierzony jest moment obrotowy. Przy pomiarze na oponach, moment obrotowy / moc wyjściowa jest zawsze mniejsza niż wartość mierzona na wale korbowym z powodu strat w układzie napędowym. Straty w układzie napędowym to te, które powstają, gdy moc jest przenoszona przez przekładnię, linię napędową (jeśli jest na wyposażeniu), zmiany kierunku przez mechanizm różnicowy, przez osie i przez opony. Zasada praktyczna określa około 15% straty, gdy pojazd korzysta z manualnej skrzyni biegów, oraz straty 18–20%, gdy stosuje się automatyczną skrzynię biegów.

Obliczanie mocy (HP) jest łatwą częścią, głównie dlatego, że jest to tylko równanie matematyczne, które daje nam liczbę. Aby obliczyć HP, postępuj zgodnie z matematyką:

P = (T * N) / constant

Gdzie:

P = Power (hp)
T = Torque (lb-ft)
N = Rotational Speed (rpm)
C = Constant (5252)

UWAGA: Stała 5252 jest zaokrągloną wartością (33 000 ft · lbf / min) / (2π rad / rev)

Ponieważ jest to wyłącznie ćwiczenie matematyczne, komputer może w locie ustalić dokładną ilość wytworzonego HP, o ile wie, jak szybki jest silnik i wielkość momentu obrotowego wytwarzanego przy danej prędkości.