+49 2426 94 60 924 +44 1604 755 220 +48 12 658 66 66 sales@vtechdyno.eu
Теория

Динамометрические стенды Теория

Методы измерения момента и мощности двигателя

Проблема тестирования двигателей внутреннего сгорания является достаточно сложной. Для правильного замера мощности и момента вращения необходимо учитывать ряд факторов. В зависимости от цели и способа использования динамометрических стендов, можно выделить три принципиальных решения – инерционный замер (во время ускорения), мощностной замер (под нагрузкой – во время ускорения), замер с равновесием сил (торможение). Производимые нами динамометрические стенды могут работать во всех трех конфигурациях – в зависимости от их опций и оборудования. Динамометрические стенды, оборудованные электромагнитным тормозом или тормозами, называются мощностными динамометрическими стендами. Динамометрические стенды, работающие в инерционном режиме, не оборудованные тормозом, называются инерционными динамометрическими стендами. Внимание: все предлагаемые нами динамометрические стенды без исключения оборудованы подъемниками для снятия автомобиля с роликов и тормозами для блокировки роликов, поэтому не следует путать тормозов для блокировки роликов с электромагнитным тормозом.

Инерционный замер (метод замера применяется на динамометрических инерционных и мощностных стендах)

Инерционный замер заключается в следующем: автомобиль разгоняется на динамометрическом стенде, а затем выжимается сцепление, и движение колес автомобиля замедляется до полной остановки без использования тормозов. Нагрузками на двигатель являются: масса роликов, сопротивление качению и сопротивление приводного механизма. Время замера – это около 10-30 секунд максимальной нагрузки и несколько минут свободного качения на стенде до полной остановки. Мощность и момент измеряются как функции ускорения автомобиля на роликах (мощность, момент на колесах), а также его торможения (мощность и момент потерь). Их сумма является результатом, представляющим мощность и момент двигателя.

Инерционный замер имеет несколько существенных преимуществ в сравнении с замером под нагрузкой:

  • более короткий интервал полной нагрузки – более безопасно для двигателя,
  • не требует дорогостоящих систем для охлаждения автомобиля – достаточно среднего вентилятора,
  • является более точным методом, поскольку  тензометр тормоза, ограниченная управляемость тормозом и его термика ухудшают точность во время замера под нагрузкойt.

Инерционный замер имеет также несколько недостатков:

  • очень мощные турбированные двигатели требуют большей нагрузки, для правильной работы турбины. Нагружной диностенд не имеет такой проблемы - можно свободно увеличивать  нагрузку, лишь немного ухудшая точность.
  • инерционный диностенд не позволяет исследовать автомобиль при постоянных оборотах.

Процесс измерения на инерционном диностенде выполняется следующим образом:

  • автомобиль заезжает на динамометрический стенд. Подъемник опускает его на ролики, разблокировав их,
  • автомобиль устанавливается по оси, а затем крепиться ремнями к измерительному стенду,
  • исследуется передаточное отношение коробки передач и привода – это можно выполнить несколькими способами. Информация вводится в программу динамометрического стенда. Включаются вентиляторы охлаждения,
  • необходимо убедиться, что температура двигателя является соответствующей, затем водитель разгоняет автомобиль на выбранной ним передаче до необходимых оборотов (обычно – это так называемая «отсечка»),
  • водитель выжимает сцепление, оставляя включенной передачу. Динамометрический стенд замедляет движение до полной остановки. Результат измерения выводится на экран. Тюнер может анализировать полученные результаты (мощность, момент вращения, сопротивление механизмов и качения, мощность на колесах, результаты измерительных приборов, которыми оборудован стенд и т. п.) в зависимости от оборотов.

Замер в режиме динамической нагрузки (этот замер возможен на мощностных динамометрических стендах)

Замер в этом режиме выполняется так же, как и в инерционном режиме, с той только разницей, что электромагнитный тормоз симулирует большую нагрузку. Коэффициент нагрузки – это процентное значение, которое пользователь устанавливает в программе диностенда.

Замер в режиме динамической нагрузки имеет несколько существенных преимуществ в сравнении с инерционным замером:

  • пользователь может самостоятельно выбирать нагрузку в зависимости от типа и мощности исследуемого двигателя,
  • возможность увеличения времени измерения,
  • возможность подобрать соответствующую нагрузку для мощных  турбодвигателей, для правильной „постройки” наддува.

Последовательность процесса замера в режиме динамической нагрузки:

  • в режиме динамической нагрузки, перед началом замеров необходимо в программе диностенда установить дополнительную нагрузку (то есть увеличить мнимую инерцию диностенда с помощью электромагнитного тормоза, воздействующего на автомобиль в степени, не уравновешивающей его момента вращения). Это позволяет точно подобрать нагрузку, соответствующую мощности двигателя, напр., для правильной „постройки” и удержания наддува,
  • процедура соответствующего измерения, после определения коэффициента нагрузки, протекает так же, как и в случае инерционного режима.

Замер под нагрузкой при постоянных оборотах (этот замер возможен на мощностных динамометрических стендах)

Замер под нагрузкой при постоянных оборотах заключается в уравновешивании силы тяги автомобиля с помощью электромагнитного тормоза и вычислении мощности двигателя на основании данных с тензометра (датчика силы). Время измерения – приблизительно 10 секунд при полной нагрузке (для стабилизации оборотов и считывания результатов) для каждой измерительной точки (конкретно выбранного значения оборотов).

Замер под нагрузкой при постоянных оборотах – преимущества и недостатки:

Учитывая, что замер мощности двигателя на диностенде с тормозом (под нагрузкой в режиме уравновешивания силы тяги) имеет большую погрешность, однако позволяет удерживать автомобиль на необходимой скорости – чаще всего применяется для форсированных испытаний  двигателей и силовых агрегатов. Динамометрические стенды, оборудованные тормозом, приобретают фирмы, которые испытывают новые системы управления или впрыска топлива, создают гоночные двигатели. Большим преимуществом такого диностенда является то, что на нем можно в режиме реального времени настраивать автомобиль в конкретных точках, хотя следует принимать во внимание существующие ограничения, особенно температурные. Автомобиль под полной нагрузкой вырабатывает наибольшую мощность для выбранных оборотов, а, следовательно, вырабатывает большое количества тепла. К сожалению, в результате такой работы двигатель нагревается и изменяет свои параметры (уменьшается его коэффициент полезного действия), несмотря на интенсивное охлаждение. Ни один вентилятор не в состоянии заменить воздушного канала с потоком воздуха около 200 км/ч – поскольку именно в таком «канале» движется быстро едущий автомобиль. Соответствие реальным условиям эксплуатации автомобиля сохраняется всего на протяжении нескольких десятков секунд при полной нагрузке. Такой режим замеров предусматривает использование хороших методов испытаний, эффективное охлаждение и четкое выполнение операций оператором.

Последовательность процесса замера в режиме постоянных оборотов:

  • оператор устанавливает в программе измерительные точки, в которых происходит стабилизация оборотов,
  • водитель разгоняет автомобиль, до упора нажимая на педаль газа (если замер должен выполняться при полностью открытой дроссельной заслонке). Динамометрический стенд автоматически увеличивает нагрузку до тех пор, пока обороты автомобиля не достигнут заданного значения, и автомобиль не будет ни ускоряться, ни тормозить. Значение мощности, вычисленное на основании показаний тензометра, выводится на экран в режиме реального времени. Тюнер может делать изменения во время замеров и тотчас же наблюдать эффекты на экране.

Что предлагает Вам наша технология измерения мощности?

Огромная скорость сбора информации

Главным недостатком существующих на рынке решений динамометрических стендов является их частота замеров. На диаграммах из диностендов многих фирм четко видно несколько отметок, на основании которых формируются характеристики, приближенные к реальным. Конечно, можно сгладить график кривыми, но насколько этот результат будет отвечать реальности? Чаще всего замер мощности и момента выполняется на динамометрическом стенде каждые 0,3-1,0 с, а результат de facto является средней мощностью и средним моментом в этом временном интервале. В результате такой техники двукратное измерение момента вращения, который изменяется моментально (как в турбодизелях), дает два разных результата. Это зависит от того, как именно расположатся интервалы замеров.

Несколько лет назад на нашей фирме была разработана новая технология измерения момента вращения, которая используется в мощностных и инерционных динамометрических стендах. Сначала метод замера использовался для измерения мощности в лабораторных условиях, но позже он начал применяться также в нашем коммерческом предложении. Метод базируется на запатентованной нами технологии TrueForce™, позволяющей плавно измерять момент вращения. С точки зрения скорости изменения сил на диностенде, замеры выполняются в режиме реального времени и с неимоверной точностью. На самом деле, на протяжении одной секунды измерений энкодер динамометрического стенда передает до трех тысяч мгновенных значений момента вращения и мощности – одна линейно независимая точка измерения может наноситься на график даже через каждые 0,0003 секунды. Погрешность определения времени измерения составляет менее 0,00001 с. Более того, такая точность обеспечивается стандартным оборудованием. На графиках изменения плавны. Почему? Потому что работа двигателя и изменения момента также не скачкообразны, вследствие большой собственной инерции. Точность измерения является настолько высокой, что график получается гладким, без колебаний, но прекращение замера или даже наименьшее нарушение в работе четко  улавливается и можно очень точно определить обороты двигателя, при которых оно наступило. Можно наблюдать слабоуловимые явления, такие как мгновенные резонансы, пробуксовка колес (положение роликов известно с точностью до доли  углового градуса) или минимальные "провалы" момента при выравнивании давления наддува. Более того – даже отдельное выпадающее зажигание снижает момент вращения двигателя, при чем существенно, несмотря на сохранение оборотов маховика! Более того, результаты повторяются во всех тестах (разумеется, если мы следим за постоянной температурой двигателя и не повторяем слишком много тестов подряд) до оскомины. И это все без какого-либо сглаживания, усреднения или пересчета с использованием придуманных процентов и коэффициентов. Такой точности и правильности больше не обеспечивает ни одно решение – это просто необходимо увидеть, чтобы полностью оценить возможности системы TrueForce.

Очень высокая точность измерения и повторяемость

Преимуществом, вытекающим непосредственно из нашего инновационного метода измерений, является действительно высокая повторяемость. Поскольку обороты роликов измеряются чрезвычайно точно, то точными являются измерения момента и мощности, а также позиционирование точек на графике. Учитывая качество подшипников, большую инерцию и очень точную балансировку, точность измерений является высшей, чем в оборудовании конкурентов. Кроме того, динамометрические стенды калибрируются с помощью гравитационного эталона момента вращения, что гарантирует правильность определения измерения абсолютных  значений.

Простота расширений и модульность решений

Наверное каждый, кто решил инвестировать несколько десятков тысяч злотых в необходимое оборудование, каким безусловно является динамометрический стенд, хотел бы знать, что будет, когда его потребности вырастут.

Все наши решения являются модульными, обеспечивающими возможность расширения инерционного динамометрического стенда до мощностной версии, дооборудовать измерительный стенд внешними датчиками: температуры, давления или датчиками анализа состава выхлопов. Все необходимые размеры и условия установки отдельных опций мы всегда можем представить в форме проектов, поэтому пользователь может проверить возможность будущего расширения динамометрического стенда в предназначенном для этого помещении.

Популярность и надежность производителя

Наши решения выбрали уже более 100 фирм в стране и за рубежом. Среди них много известных польских тюнеров и специализированных фирм! Мы являемся крупнейшим производителем диностендов в Центральной Европе. Графики, создаваемые нашей измерительной системой, можно встретить везде – в Интернете, в газетах, в руках у тех, кто тестирует свои автомобили на наших динамометрических стендах. Результаты, полученные на наших  диностендах, совпадают благодаря калибровке готовых динамометрических стендов на нашей фирме. Наша система широко известна. Только в Польше мы устанавливаем один стенд на месяц. За рубежом наши динамометрические стенды работают, в частности, в  Испании, Великобритании, Ирландии, Германии, Греции, Румынии, Литве, Латвии, России, Норвегии, Швеции, Финляндии.

Безупречность изготовления поднимает престиж владельца

Наши динамометрические стенды изготавливаются на стальных рамах, которые экранированы гальванизированными и двукратно покрытыми защитным лаком листами из рифленого металла. Ролики изготовлены бесшовным методом (без видимых сварных швов), затем они накатываются, хромируются и балансируются с точностью до 50 мг. Каждый динамометрический стенд оборудован пневматическим тормозом для блокировки роликов во время въезда и выезда со стенда. Управляющие компьютеры устанавливается в профессиональных промышленных корпусах, как и контроллер электромагнитного тормоза. Все органы управления размещаются в 19" промышленном стеллаже или в специальном пульте. В комплект входят все необходимые элементы. На распечатках и протоколах печатается адрес клиента, а на фоне графика может находиться логотип.

Как приобрести динамометрический стенд?

Сначала необходимо решить, какой динамометрический стенд наиболее отвечает Вашим потребностям, выбрать опции и комплект датчиков, которые Вам необходимы, и описать потребности расширения в будущем. Затем следует убедиться, что помещение, предназначенное для динамометрического стенда, отвечает требованиям, и на основании полученного от нас проекта распланировать положение диностенда, подачу питания, место для пульта управления и анкеров для крепления автомобиля. Когда Вы примете решение о приобретении устройства – заказываете конкретную модель (подписываете письменный заказ, обязательный для обеих сторон). Вносите аванс. Мы определяем термин поставки диностенда – от 2 недель до 2 месяцев, в зависимости от уровня сложности. В установленный срок наши специалисты привозят Вам стенд, однако Вы должны подготовить фундамент согласно нашему проекту. Динамометрический стенд монтируется и запускается на протяжении одного-трех рабочих дней (динамометрический стенд калибрируется еще на заводе, в Кракове). Мы проводим обучение вашего персонала (инструкция по обслуживанию предоставляется в печатном и электронном виде). Можете приступать к тестам…

Существует несколько способов оплаты. Самый простой способ – это внесение аванса и доплата до 100% цены во время монтажа динамометрического стенда. Диностенд можно также приобрести в лизинг.

Гарантия

Мы гарантируем безошибочную и безаварийную работу динамометрического стенда, а также отсутствие дефектов механизмов на протяжении двух лет. После истечения гарантийного периода наша фирма предлагает платные услуги по выполнению техосмотров авторизированным персоналом.

Технические параметры

Технические параметры
  VT-1/M VT-2 VT-2/B1 VT-2/B2 VT-4 VT-4/B2 VT-4/B4
Тип инерционный,
для мотоциклов
инерционный мощностной мощностной инерционный мощностной мощностной
Размеры (Д x Ш) 1200x2500 1200x3300 1200x3300 1200x3300 1200x3300 5500x3800 [1] 5500x3800 [1]
Максимальная нагрузка на ось [кг] 500 3000 3000 3000 3000 3000 3000
Количество осей 1 1 1 1 2 2 4
Тормоз Telma-Valeo - - 1 2 - 2300/3300 2300/3300
Минимальное / максимальное межосевое расстояние [мм] 1200/900 - - - 2300/3300 900/2200 900/2200
Минимальное /максимальное расстояние между колесами [мм] - 900/2200 900/2200 900/2200 900/2200 900/2200 900/2200
Минимальный диаметр колеса [мм] - 400 400 400 400 400 400
Vmax [км/ч] 300 300 300 300 300 300 300
Pmax [л.с.] – инерционный режим (1 ось / 2 оси) 250 [2] 450 [2] 450 [2] 450 [2] 450 [2] 450 [2] 450 [2]
Pmax [л.с.] – режим с динамической нагрузкой - - 600 [2] 1000 [2] - 1100 [2] 2000 [2]
Pmax [л.с. на колесах] – режим при постоянных оборотах - - 270 540 - 540 1000
Точность измерения в инерционном режиме [%] 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1
Точность измерения в режиме под нагрузкой [%] - - 1 1 - 1 1

[1] Автономная модель короче на 800 мм.

[2] Замеры более мощных автомобилей могут выполняться с меньшей точностью. Максимальная мощность зависит от характеристик момента вращения и оборотов двигателя.

Доступные опции:

  • восьмиканальный data logger
  • датчик AFR
  • датчик давления наддува
  • датчики температуры
  • электромагнитный тормоз
  • мобильная или автономная версия
  • дистанционное обслуживание программного обеспечения диностенда



facebook
ВКонтакте