Wie funktioniert ein Dynamometer?

Ich habe hier nicht viel hinzuzufügen. Ziemlich einfach.

Wie funktioniert ein Dynamometer?

Wie werden Leistung und Drehmoment während eines einzelnen Prüfstands als separate Zahlen gemessen?

Es gibt einige Komponenten und es gibt eine Komponente, die Widerstand gegen die Kraft bietet. Es muss eine geben, wenn sie etwas misst, oder?

Ich möchte wirklich verstehen, wie diese Geräte auf einer intimen Ebene funktionieren. Je besser wir verstehen, wie dieses Gerät funktioniert, desto besser können wir verstehen, wie Herstellernummern abgeleitet werden. Ich denke, dies ist eine gute Sache zu verstehen.

TIA

HINWEIS: Im folgenden Beispiel wird eine Leistung in lb-ft und PS angenommen. Dynamometer können ebenso einfach die Drehmomentabgabe in Newtonmetern oder Kilowatt oder jede andere Messung von Drehmoment und Leistung messen.

Lassen Sie uns zunächst alle auf das gleiche Notenblatt bringen. Bei Fahrzeugen gibt es zwei Grundtypen von Dynamometern: Motor und Fahrwerk.

Ein Motorprüfstand (kurz Dyno) misst das von der Kurbelwelle eines Motors abgegebene Drehmoment direkt. Hier ist ein größerer Motorprüfstand mit einem daran angebrachten Motor:

Der daran angebrachte Motor scheint ein Detroit-Dieselmotor zu sein. Beachten Sie, dass der Motor nur über eine Abtriebswelle (durch das gelbe Teil abgedeckt) am Prüfstand befestigt ist.

Ein Fahrgestellprüfstand misst die Drehmomentabgabe eines Motors an den Reifen. Hier ist eine, die oberirdisch ist und auf der ein Auto steht:

Auf dem Bild sehen Sie einen großen Zylinder unter den Hinterrädern (Antriebsrädern) des Fahrzeugs. Am großen Zylinder ist das Messgerät für dieses spezielle Modell angebracht.

Ein Prüfstand misst das Drehmoment an einem bestimmten Punkt (Motorkurbel oder an den Rädern, je nach Modell) und die Drehzahl, bei der das Drehmoment gemessen wird. Um dies zu tun (sagen wir für einen Motorprüfstand), wird der Motor an einer Ladestation montiert (oder wie manche sagen würden " festgeschnallt "). Diese Halterung befindet sich in der Nähe des Prüfstands, wo der Bediener ein Verbindungsstück zwischen den beiden platzieren kann. Dann werden alle Elektro-, Kraftstoff- und Kühlsysteme an den Motor angeschlossen. Zusammen mit diesem, sind unabhängig von vorhandenen Sensoren angeschlossen werden soll , so dass der Bediener kann sehen den Motor richtig , um sicherzustellen , ist es läuft oder es herunterzufahren , wenn sie Probleme sehen. Von dort aus läuft der Motor und der Prüfstand liest das vom Motor erzeugte Drehmoment ab.

Um die Drehmomentabgabe eines Motors zu messen, muss der Prüfstand einen Widerstand erzeugen und dann den Widerstand messen. Dieser Widerstand wird dann durch einen Computer geleitet, der das Drehmoment bei einer bestimmten Drehzahl berechnet und daraus die Leistung berechnen kann. Es gibt zwei Möglichkeiten, wie Widerstand gegen den Motor ausgeübt werden kann.

Ein Fluid-Dyno verwendet eine Vorrichtung ähnlich dem Drehmomentwandler eines Automatikgetriebes. Der Unterschied besteht darin, dass der Widerstand der Kupplungsvorrichtung eingestellt werden kann, um die Motordrehzahl zu steuern.

Eine andere Art von Prüfstand ist ein Wirbelstromprüfstand. Anstelle eines Flüssigkeitskopplers werden Wirbelströme verwendet, um die Drehzahl des Motors zu steuern. Stellen Sie sich einen riesigen Generator vor, der durch die Erzeugung des Stroms, der die Motordrehzahl blockiert, Last aufbringen kann.

Sowohl Flüssigkeits- als auch Wirbelstromprüfstände werden als Bremsprüfstände bezeichnet, da sie beide Methoden verwenden, um eine Bremswirkung zu erzeugen, die den Motor steuert. Eine völlig andere Methode zum Messen des Drehmoments durch einen Prüfstand ist ein Trägheitsprüfstand, der die Geschwindigkeit berechnet, mit der der Motor oder die Reifen eine bekannte Masse beschleunigen können. Dies funktioniert unter einer völlig anderen Voraussetzung als bei einem Bremsprüfstand. Aus diesem Grund können die Messungen zwischen den beiden Typen unterschiedlich sein.

Wenn der Motor auf dem Prüfstand läuft, entwickelt er ein Drehmoment. Am Prüfstand sind Sensoren angebracht, die das Ausmaß der Bewegung (tatsächliche Verdrehung der Vorrichtung selbst) erfassen können, die von der Kopplungsvorrichtung erzeugt wird. Diese Kraft wird dann in die Menge des erzeugten Drehmoments berechnet. Während des Tests wird der Motor auf Vollgas (WOT) geschoben. Der Prüfstand erzeugt Widerstand gegen den Motor, wenn dieser durch den Drehzahlbereich steigt. Um das Drehmoment zu messen, muss der Widerstand ausreichen, um den Motor auf einer bestimmten Drehzahl zu halten, ohne den Motor zu überfordern (behindert seinen Fortschritt im Drehzahlbereich). Wenn der Motor mit der Drehzahl steigt, macht der Sensor sein Ding und liest das erzeugte Drehmoment ab.

Ein Fahrgestellprüfstand funktioniert fast genauso (entweder in Flüssigkeits- oder Wirbelstrom), wird jedoch an den Rädern (Reifen) gemessen, wenn diese die Oberfläche der rotierenden Trommel berühren. Der Widerstand wird gegen die Reifen gelegt und das Drehmoment gemessen. Bei der Messung an den Reifen ist das Drehmoment / die Leistung immer geringer als bei der Kurbelwelle aufgrund von Antriebsstrangverlusten. Antriebsstrangverluste sind solche, die entstehen, wenn die Kraft durch das Getriebe, die Antriebsleitung (falls vorhanden), Richtungsänderungen durch das Differential, aus den Achsen und durch die Reifen übertragen wird. Eine Faustregel schreibt einen Verlust von etwa 15% vor, wenn ein Fahrzeug ein Schaltgetriebe verwendet, und einen Verlust von 18 bis 20%, wenn ein Automatikgetriebe verwendet wird.

Die Berechnung der Leistung (PS) ist der einfache Teil, hauptsächlich weil es nur eine mathematische Gleichung ist, die uns die Zahl gibt. Um HP zu berechnen, folgen Sie einfach den Berechnungen:

P = (T * N) / constant

Wo:

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

HINWEIS: Die Konstante 5252 ist der gerundete Wert von (33.000 ft · lbf / min) / (2π rad / U).

Da dies nur eine mathematische Übung ist, kann der Computer im Handumdrehen die genaue Menge der produzierten PS ermitteln, solange er weiß, wie schnell der Motor läuft und wie viel Drehmoment bei dieser bestimmten Drehzahl erzeugt wird.