Leistungsprüfstände Theorie

Messmethoden für Motordrehmoment und Motorleistung

Das Problem der Prüfung von Verbrennungsmotoren mit stationären Leistungsprüfständen ist recht komplex. Für die korrekte Messung von Leistung und Drehmoment müssen mehrere Faktoren berücksichtigt werden. Je nach Zweck und Art der Verwendung des Prüfstands können wir grundsätzlich drei Lösungen unterscheiden, nämlich die Trägheitsmessung (unter Beschleunigung), die Messung im Lastmodus (unter Beschleunigung) und die Messung mit dem Kräftegleichgewicht (verzögert).

Die von uns hergestellten Rollenprüfstände können in allen diesen Konfigurationen arbeiten, es hängt nur von ihren Optionen und ihrer Ausstattung ab. Die mit einer oder mehreren Wirbelstrombremsen ausgestatteten Prüfstände werden im Folgenden als Dynamometer bezeichnet. Die Fahrleistungsprüfstände, die im Trägheitsmodus arbeiten und nicht mit einer Bremse ausgestattet sind, werden im Folgenden als Trägheitsleistungsprüfstände bezeichnet. Achtung: Ausnahmslos alle von uns angebotenen Leistungsprüfstände sind mit Hebevorrichtungen ausgestattet, die die Fahrzeuge von den Rollen abheben, einschließlich einer Feststellbremse für die Rollen. Die Rollenbremse ist nicht mit der Wirbelstrombremse zu verwechseln.

Inertialmessung (Messverfahren möglich auf der Leistungsprüfanlage und auf dem Inertial-Prüfstand)

Die Inertialmessung besteht darin, das Fahrzeug auf dem Rollenprüfstand zunächst zu beschleunigen und dann nach dem Auskuppeln zu warten, bis das Fahrzeug ohne Betätigung der Bremse zum Stillstand kommt. Die Belastungen des Motors stellen die Rollenmasse, die Rollwiderstände und die Widerstände der Antriebseinheit dar. Die Messzeit beträgt etwa 10 bis 30 Sekunden unter Volllast und einige Minuten für das Ausrollen auf dem Prüfstand bis zum Stillstand. Die Leistung und das Drehmoment werden als Funktionen der Beschleunigung des Fahrzeugs auf den Rollen (Leistung, Drehmoment an den Rädern) und seiner Verzögerung (Leistung und Verlustmoment) gemessen. Ihre Summe ergibt das Ergebnis, nämlich die Motorleistung und das Motordrehmoment.

Die Inertialmessung hat im Vergleich zur Lastmessung einige wesentliche Vorteile:

• es erfordert eine kürzere Dauer der Volllast und ist daher sicherer für den Motor,
• kein teures Kühlsystem für das Fahrzeug erforderlich ist - ein mittelgroßer Gebläse ist ausreichend,
• es ist genauer, weil der Dehnungsmessstreifen der Wirbelstrombremse sowie Einschränkungen bei der Steuerbarkeit der Wirbelstrombremse und ihr thermisches Verhalten die Genauigkeit der Belastungsmessung beeinflussen.

Die Inertialmessung hat auch einige Nachteile:

• sehr starke Turbomotoren benötigen unter Umständen eine hohe Last für den korrekten "Aufbau" der Nachladung. Ein Rollenprüfstand mit Bremse hat dieses Problem nicht - Sie können die Last nach Belieben erhöhen und die Genauigkeit verschlechtert sich nur geringfügig,
• Bei einem Trägheitsleistungsprüfstand kann das Fahrzeug nicht mit konstanter Geschwindigkeit geprüft werden.

Der Ablauf der Inertialmessung ist wie folgt:

• Das Fahrzeug wird auf den Prüfstand gefahren. Eine Hebevorrichtung senkt das Fahrzeug auf die Rollen und entriegelt sie.
• Das Fahrzeug wird auf seiner Achse positioniert und dann mit Gurten auf dem Prüfstand befestigt.
• Das Übersetzungsverhältnis des Getriebes und des Antriebsstrangs wird überprüft - dies kann mit verschiedenen Methoden geschehen. Diese Informationen werden in das Prüfstandsprogramm eingegeben. Die Zuluftventilatoren werden in Betrieb genommen.
• Nachdem sich der Fahrer vergewissert hat, dass die Motortemperatur stimmt, fährt er das Auto im Gang seiner Wahl auf die gewünschte Geschwindigkeit (meist bis zum so genannten Cut-off) hoch.
• Der Fahrer tritt die Kupplung und lässt das Fahrzeug im Gang. Der Rollenprüfstand bremst bis zum Stillstand ab. Das Messergebnis wird auf dem Bildschirm angezeigt. Der Tuner kann die erhaltenen Ergebnisse (Leistung, Drehmoment, Widerstand der Mechanismen und des Rollens, Leistung an den Rädern sowie die Ergebnisse der Messgeräte, mit denen der Rollenprüfstand ausgestattet ist) in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit analysieren

 

Messung im Modus der dynamischen Belastung (Messverfahren möglich auf der Leistungsprüfanlage)

Die Messung in diesem Modus ähnelt dem Inertialmodus, mit dem Unterschied, dass die Wirbelstrombremse eine größere Last simuliert. Der Lastindex ist ein Prozentwert und wird vom Benutzer im Prüfstandsprogramm eingestellt.

Die Messung im dynamischen Lastmodus hat gegenüber der Inertialmessung einige wesentliche Vorteile:

• Der Benutzer kann die Last in Abhängigkeit von Typ und Leistung des zu prüfenden Motors wählen.
• Die Messzeit kann verlängert werden.
• Es besteht die Möglichkeit, starke Turbomotoren richtig zu belasten, um die korrekte Aufladung "aufzubauen".

Das Messverfahren im dynamischen Belastungsmodus ist wie unten dargestellt:

• Im dynamischen Belastungsmodus sollte die zusätzliche Last vor Beginn der Messung im Programm der Leistungsbremse eingestellt werden (dies bedeutet, dass die scheinbare Trägheit der Leistungsbremse erhöht wird, indem das Fahrzeug mit einer Wirbelstrombremse belastet wird, so dass das Drehmoment nicht ausgeglichen ist). Dieses Verfahren ermöglicht eine genauere Einstellung der Belastung der Motorleistung, z. B. zum "Aufbau" und zur Beibehaltung der korrekten Nachladung.
• Der Ablauf der eigentlichen Messung, nach der Bestimmung des Lastindexes, ist identisch mit dem Inertialmodus.

Belastungsmessung bei konstanter Drehzahl (Messverfahren möglich auf der Leistungsprüfanlage)

Die Lastmessung bei konstanter Geschwindigkeit basiert auf der Kompensation der Antriebskraft des Fahrzeugs durch die Wirbelstrombremse und der Berechnung der Motorleistung auf der Grundlage der Informationen des Tensiometers (Kraftsensor). Die Messzeit beträgt etwa 10 Sekunden bei Volllast (zur Stabilisierung der Geschwindigkeit und zum Ablesen des Messergebnisses) für jeden Messpunkt (der spezifisch gewählten Geschwindigkeit).

Messung unter Last bei konstanter Geschwindigkeit - Vor- und Nachteile:

Da die Messung auf einer gebremsten Leistungsbremse (unter Last im Modus des Antriebskraftausgleichs) einen größeren Fehler aufweist, aber die Beibehaltung einer bestimmten Drehzahl ermöglicht, wird sie am häufigsten für Zwangsprüfungen an Motoren und Antriebseinheiten verwendet. Mit Bremsen ausgerüstete Leistungsbremsen werden bei uns von Unternehmen gekauft, die neue Steuersysteme oder Kraftstoffeinspritzungsmethoden erforschen oder Hochleistungsfahrzeuge entwickeln. Ein großer Vorteil dieses Rollenprüfstands ist die Tatsache, dass man das Fahrzeug an bestimmten Punkten in Echtzeit abstimmen kann, obwohl man sich der Grenzen, insbesondere der thermischen Grenzen, bewusst sein muss. Bei Volllast erzeugt das Fahrzeug die höchstmögliche Leistung für die gewählte Geschwindigkeit und folglich auch die entsprechende Wärmemenge. Als Folge dieser Arbeit erwärmt sich der Motor leider trotz intensiver Kühlung und verändert somit seine Parameter (seine Leistung wird gesenkt). Kein Ventilator kann einen Windkanal mit einer Windgeschwindigkeit von ca. 200 km/h ersetzen, denn genau in einem solchen Luftkanal bewegt sich ein schnell fahrendes Auto auf der Autobahn. Das Fahrzeug verhält sich nur während einiger Dutzend Sekunden unter Volllast wiederholbar. Ein solcher Messmodus erfordert eine gute Untersuchungsmethode, eine effektive Kühlung und eine konsequente Arbeit des Prüfers.

Das Messverfahren im Modus der konstanten Geschwindigkeit ist wie folgt:

• Der Prüfer legt im Programm die Messpunkte fest, an denen die Geschwindigkeitsstabilisierung erfolgt.
• Der Fahrer startet das Fahrzeug und betätigt das Gaspedal (wenn die Messung bei voll geöffneter Drosselklappe durchgeführt werden soll). Die Leistungsbremse belastet das Fahrzeug automatisch, bis die Drehzahl den eingegebenen Sollwert erreicht, so dass das Fahrzeug weder langsamer wird noch beschleunigt. Der auf der Grundlage des Tensometerwerts berechnete Leistungswert wird in Echtzeit auf dem Bildschirm angezeigt. Der Tuner kann während der Messung Änderungen vornehmen und die Ergebnisse seiner Arbeit auf dem Bildschirm verfolgen.

Was bietet Dir unsere Technologie der Leistungsmessung an?

Immense Schnelligkeit der Datenspeicherung

Der größte Nachteil der auf dem Markt angebotenen Prüfstandslösungen ist ihre Abtasthäufigkeit. Auf den Diagrammen von Rollenprüfständen vieler Firmen sind deutlich mehrere oder sogar mehr als zehn Linien zu erkennen, aus denen die Kennlinien den tatsächlichen angenähert werden. Natürlich kann das Diagramm manchmal mit Hilfe von Kurven geglättet werden, aber kann dies als echtes Ergebnis angesehen werden? In den meisten Fällen werden die Leistungs- und Drehmomentproben auf dem Leistungsprüfstand alle 0,3-1,0 s entnommen, und das erhaltene Ergebnis ist de facto die durchschnittliche Leistung und das durchschnittliche Drehmoment in dem jeweiligen Zeitintervall. Diese Technik hat zur Folge, dass die zweimalige Messung des sich plötzlich ändernden Drehmoments (wie bei Turbodieseln) zwei unterschiedliche Ergebnisse liefert, abhängig vom jeweiligen Abtastintervall.

Vor einigen Jahren hat unser Unternehmen eine neue Technologie der Drehmomentmessung entwickelt, die sowohl bei Brems- als auch bei Trägheitsdynamometern eingesetzt wird. Ursprünglich war diese Messmethode für Leistungsmessungen im Labor gedacht, aber sie ist auch in unserem kommerziellen Angebot enthalten. Die Methode basiert auf unserer patentierten TrueForce™-Technologie, die eine völlig stufenlose Messung des Drehmoments ermöglicht. Angesichts der Geschwindigkeit der Kraftveränderungen auf dem Prüfstand erfolgt die Messung in Echtzeit und mit enormer Genauigkeit.

Tatsächlich liefert der Transcoder der Leistungsbremse jede Sekunde bis zu dreitausend Informationen über den Momentanwert von Drehmoment und Leistung - alle 0,0003s wird ein linear unabhängiger Messpunkt in die Grafik eingetragen. Der Zeitbestimmungsfehler beträgt weniger als 0,00001 s. Mehr noch - eine solche Genauigkeit wird als Standardausrüstung angeboten. Die Veränderungen in den Diagrammen sind kontinuierlich. Und warum? Weil die Arbeit des Motors und die Änderungen des Drehmoments aufgrund ihrer eigenen großen Trägheit ebenfalls nicht sprunghaft sind. Die Messgenauigkeit ist so, dass das Diagramm glatt ist und nicht wackelt, aber eine Unterbrechung der Messung oder auch nur die kleinste Störung wird gnadenlos erkannt, so dass man die Motordrehzahl bestimmen kann, bei der sie aufgetreten ist. Solche subtilen Phänomene können als kurzzeitige Resonanzen, Radschlupf (die Rollenposition ist jederzeit mit einer Genauigkeit von bis zu Bruchteilen eines Winkelgrades bekannt) oder minimale "Ausfälle" des Drehmoments beim Ausgleich des Nachladedrucks beobachtet werden. Selbst einzelne Fehlzündungen senken das Motordrehmoment und sind trotz Schwungrad sichtbar! Darüber hinaus sind die Ergebnisse in vielen Versuchen bis zum "Point of no Return" wiederholbar (natürlich nur, wenn man auf eine konstante Motortemperatur achtet und die Versuche nicht zu oft hintereinander wiederholt).
All dies wird ohne jegliche Glättung, ohne Mittelwertbildung, ohne Umrechnung mit imaginären Prozentsätzen und Koeffizienten erreicht. Keine andere Lösung bietet eine solche Genauigkeit und Präzision - man muss es einfach gesehen haben, um die Möglichkeiten des TrueForce-Systems voll zu schätzen.

Sehr große Messgenauigkeit und hohe Wiederholbarkeit

Ein Vorteil, der sich direkt aus unserem innovativen Messverfahren ergibt, ist die tatsächlich hohe Wiederholgenauigkeit. Da die Rollenumdrehungen extrem genau gemessen werden, sind auch die Messungen von Drehmoment und Leistung sowie die Positionierung der Punkte im Diagramm sehr präzise. Hochwertige Lager, eine große Trägheit sowie eine äußerst präzise Auswuchtung tragen dazu bei, dass auch die Messgenauigkeit höher ist als bei anderen Wettbewerbslösungen. Die Rollenprüfstände werden zudem über ein Gravitationsmuster des Drehmoments kalibriert, was die korrekte Anzeige der gemessenen Absolutwerte garantiert.

Möglichkeit des einfachen Ausbaus und Modulaufbau der Lösungen

Sicherlich will jeder, der sich entschließt, zumindest ein paar tausend Euro für ein für ihn so brauchbares System wie einen Prüfstand auszugeben, wissen, was danach kommt, was getan werden kann, wenn die Anforderungen steigen sollten.

Unsere Lösungen haben einen modularen Charakter und bieten die Möglichkeit, den Inertialprüfstand bis zur Lastversion zu erweitern, die Messstelle mit externen Sensoren für Temperatur, Druck oder Gemischzusammensetzung nachzurüsten. Alle erforderlichen Abmessungen und die Bedingungen für den Einbau der einzelnen Optionen können vorab in Form von Plänen geliefert werden, so dass der Benutzer auch die Zweckmäßigkeit des Raums, den er für den Rollenprüfstand vorsehen möchte, im Hinblick auf dessen künftige Erweiterung prüfen kann.

Popularität und Glaubwürdigkeit des Herstellers

Bereits über 100 Unternehmen im In- und Ausland haben sich für unsere Lösung entschieden, darunter viele bekannte und beliebte Tuner und Fachbetriebe! Wir sind einer der größten Hersteller von Leistungsprüfständen in Europa. Die von unserem Messsystem erstellten Diagramme finden Sie überall - im Internet, in Zeitungen, in den Händen derjenigen, die ihre Autos auf unseren Prüfständen testen. Unsere Geräte sind praktisch in allen europäischen Ländern zu finden, und die mit ihrer Hilfe erzielten Ergebnisse sind dank der Kalibrierung der fertigen Leistungsprüfstände in unserem Werk untereinander konsistent.

Tadellose Ausführung steigert das Prestige des Besitzers

Unsere Rollenprüfstände sind auf Stahlrahmen aufgebaut, die mit Abdeckungen aus verzinktem Wellblech mit doppeltem Lackschutz versehen sind. Die Rollen werden in einem nahtlosen Verfahren (ohne sichtbare Schweißnähte) hergestellt, anschließend gerändelt, mit technischem Chrom beschichtet und auf weniger als 1 g genau ausgewuchtet. Jeder Prüfstand ist mit einer Luftbremse ausgestattet, die die Rollen beim Einfahren und Verlassen des Prüfstandes blockiert. Der Steuercomputer ist in einem professionellen, industriellen Gehäuse untergebracht, ähnlich wie die Steuereinheit der Wirbelstrombremse. Das gesamte Steuersystem befindet sich in einem 19"-Industrierack oder in einem speziellen Schaltschrank. Wir liefern alle Elemente komplett. Auf den Ausdrucken und Protokollen werden Adressdaten des Käufers platziert und auf dem Diagramm kann ein beliebiges Logo im Hintergrund angebracht werden.

Wie kauft man einen Leistungsprüfstand?

Zunächst müssen Sie entscheiden, welche Leistungsbremse Ihren Erwartungen am besten entspricht, zusätzliches Zubehör auswählen und die Möglichkeit einer künftigen Erweiterung bestimmen. Dann müssen Sie sich vergewissern, dass der Platz für den Leistungsprüfstand geeignet ist, und auf der Grundlage des von uns gelieferten Entwurfs den Standort des Leistungsprüfstands, seine Stromversorgung, einen Platz für das Bedienfeld und schließlich die Verankerungen, an denen die Fahrzeuge befestigt werden können, planen. Wenn Sie sich für den Kauf der Anlage entschieden haben, bestellen Sie eine konkrete Version (Sie unterzeichnen einen schriftlichen Auftrag, der für beide Parteien verbindlich ist) und leisten eine Anzahlung. Wir legen dann die Lieferzeit fest - die Lieferfristen variieren zwischen 2 Wochen und 2 Monaten, je nachdem, wie kompliziert der Prüfstand sein soll.

Am vereinbarten Tag liefern unsere Spezialisten den Rollenprüfstand, wobei ein Fundament nach unserem Entwurf vorbereitet werden muss. Der bereits im Werk geeichte Leistungsprüfstand wird innerhalb von ein bis drei Arbeitstagen installiert und in Betrieb genommen. Ihr Personal wird geschult (eine Bedienungsanleitung für das Dynamometer liegt dem Produkt ebenfalls bei). Sie können mit den Messungen beginnen...

Sie können aus mehreren Finanzierungsmöglichkeiten wählen. Die einfachste besteht darin, eine Anzahlung zu leisten und den Restbetrag zu zahlen, wenn der Leistungsprüfstand installiert ist. Auch Leasing ist möglich.

Garantie

Wir garantieren einen einwandfreien und störungsfreien Betrieb des Rollenprüfstandes und defekte Mechanismen für einen Zeitraum von zwei Jahren. Nach Ablauf der Garantiezeit bietet unser Unternehmen an, gegen Bezahlung Inspektionen durch autorisiertes Personal durchzuführen.