Динамометр - Dynamometer

Эта статья нужны дополнительные цитаты для проверка. Пожалуйста помоги улучшить эту статью к добавление цитат в надежные источники. Материал, не полученный от источника, может быть оспорен и удален. Найдите источники: «Динамометр»  – Новости  · газеты  · книги  · ученый  · JSTOR (Июнь 2011 г.) (Узнайте, как и когда удалить этот шаблон сообщения)

Первый гидравлический динамометр с измерением крутящего момента собственного веса

А динамометр или же "дино" для краткости, это устройство для одновременного измерения крутящий момент и скорость вращения (Об / мин ) из двигатель, мотор или другой вращающийся первичный двигатель так что это мгновенно мощность могут быть рассчитаны и обычно отображаются самим динамометром как кВт или л.с.

Помимо использования для определения характеристик крутящего момента или мощности испытываемой машины, динамометры используются в ряде других ролей. В стандартных циклах испытаний на выбросы, таких как те, которые определены Агентство по охране окружающей среды США динамометры используются для моделирования дорожной нагрузки либо двигателя (с использованием динамометра), либо полной трансмиссии (с помощью динамометра шасси). Помимо простых измерений мощности и крутящего момента, динамометры могут использоваться как часть испытательного стенда для различных работ по разработке двигателей, таких как калибровка контроллеров управления двигателем, подробные исследования характеристик сгорания и трибология.

Говоря медицинской терминологией, ручные динамометры используются для рутинной проверки захвата и сила руки, а также первоначальное и текущее обследование пациентов с травмой руки или дисфункцией. Они также используются для измерения силы захвата у пациентов, у которых есть подозрение на поражение корешков шейных или периферических нервов.

в реабилитация, кинезиология, и эргономика динамометры силы используются для измерения силы спины, захвата, рук и / или ног спортсменов, пациентов и рабочих для оценки физического состояния, производительности и требований к заданиям. Обычно сила, приложенная к рычагу или тросу, измеряется и затем преобразуется в момент силы путем умножения на перпендикулярное расстояние от силы до оси уровня.^[1]

Принципы работы моментных силовых (поглощающих) динамометров

Поглощающий динамометр действует как нагрузка, которая приводится в движение испытуемым первичным двигателем (например, Колесо Пелтона ). Динамометр должен работать при любой скорости и нагрузке до любого уровня крутящего момента, необходимого для испытания.

Поглощающие динамометры не следует путать с «инерционными» динамометрами, которые вычисляют мощность исключительно путем измерения мощности, необходимой для ускорения известного приводного ролика, и не обеспечивают переменной нагрузки на первичный двигатель.

Абсорбционный динамометр обычно оснащен некоторыми средствами измерения рабочего крутящего момента и скорости.

Блок поглощения мощности (PAU) динамометра поглощает мощность, развиваемую первичным двигателем. Эта мощность, поглощаемая динамометром, затем преобразуется в тепло, которое обычно рассеивается в окружающий воздух или передается охлаждающей воде, которая рассеивается в воздухе. Регенеративные динамометры, в которых первичный двигатель приводит в действие двигатель постоянного тока в качестве генератора для создания нагрузки, вырабатывают избыточную мощность постоянного тока и потенциально - с помощью инвертора постоянного / переменного тока - могут подавать мощность переменного тока обратно в коммерческую электрическую сеть.

Абсорбционные динамометры могут быть оснащены двумя типами систем управления для обеспечения различных основных типов испытаний.

Постоянная сила

Динамометр имеет регулятор «тормозного» крутящего момента - блок поглощения мощности сконфигурирован для обеспечения установленной нагрузки крутящего момента тормозной силы, в то время как первичный двигатель сконфигурирован для работы при любом открытии дроссельной заслонки, скорости подачи топлива или любой другой переменной, которую требуется тест. Затем первичному двигателю позволяют разгонять двигатель до желаемой скорости или диапазона оборотов. Процедуры испытания постоянной силы требуют, чтобы PAU был настроен на небольшой дефицит крутящего момента по отношению к выходному сигналу первичного двигателя, чтобы обеспечить некоторую скорость ускорения. Мощность рассчитывается на основе частоты вращения x крутящего момента x постоянной. Константа варьируется в зависимости от используемых единиц.

Постоянная скорость

Если динамометр имеет регулятор скорости (человек или компьютер), PAU обеспечивает переменную величину тормозной силы (крутящего момента), которая необходима для того, чтобы первичный двигатель работал с желаемой одиночной испытательной скоростью или числом оборотов в минуту. Тормозная нагрузка PAU, приложенная к первичному двигателю, может контролироваться вручную или определяться компьютером. В большинстве систем используются вихретоковые, масляные гидравлические или двигатели постоянного тока нагрузки из-за их линейной способности и способности быстро изменять нагрузку.

Мощность рассчитывается на основе скорости вращения x крутящего момента x постоянной, причем константа изменяется в зависимости от желаемой выходной единицы и используемых входных единиц.

А автомобильный динамометр действует как двигатель, приводящий в движение тестируемое оборудование. Он должен иметь возможность приводить оборудование в движение с любой скоростью и развивать любой уровень крутящего момента, который требуется для испытания. Обычно двигатели переменного или постоянного тока используются для привода оборудования или «нагрузочного» устройства.

В большинстве динамометров мощность (п) не измеряется напрямую, а рассчитывается исходя из крутящего момента (τ) и угловой скорости (ω)^{[нужна цитата ]} значения или сила (F) и линейной скорости (v):

${ Displaystyle P = тау cdot omega}$

или же

${ Displaystyle P = F cdot v}$

куда

п сила в Вт

τ крутящий момент в ньютон-метры

ω угловая скорость в радиан в секунду

F сила в ньютоны

v - линейная скорость в метров в секунду

В зависимости от используемых единиц измерения может потребоваться деление на константу преобразования.

Для имперских единиц

${ displaystyle P _ { mathrm {hp}} = { tau _ { mathrm {lb cdot ft}} cdot omega _ { mathrm {RPM}} over 5252}}$

куда

п_л.с. сила в Лошадиные силы

τ_{фунт · фут} крутящий момент в фунт-фут

ω_{Об / мин} - скорость вращения в число оборотов в минуту

Для метрических единиц

${ Displaystyle P _ { mathrm {W}} = tau _ { mathrm {N cdot m}} cdot omega}$

куда

п_W сила в Вт (Вт)

τ_{Н · м} крутящий момент в Ньютон-метры (Нм)

ω - скорость вращения в радианах в секунду (рад / с)

ω = ωRPM. π / 30

Подробное описание динамометра

Схема электрического динамометра с изображением двигателя, устройства измерения крутящего момента и тахометра

Динамометр состоит из блока абсорбции (или абсорбера / привода) и обычно включает средства измерения крутящего момента и скорости вращения. Абсорбционный блок состоит из ротора определенного типа в корпусе. Ротор соединен с двигателем или другим испытываемым оборудованием и может свободно вращаться с любой скоростью, необходимой для испытания. Предусмотрены некоторые средства для создания тормозного момента между ротором и корпусом динамометра. Средства для развития крутящего момента могут быть фрикционными, гидравлическими, электромагнитными или иными в зависимости от типа блока поглощения / привода.

Одним из способов измерения крутящего момента является установка корпуса динамометра таким образом, чтобы он мог свободно вращаться, за исключением случаев, когда его удерживал моментный рычаг. Корпус может свободно вращаться с помощью цапфы соединены с каждым концом корпуса для поддержки его в опорных цапфах, установленных на опоре. Моментный рычаг соединен с корпусом динамометра и Весы расположен так, что он измеряет силу, прилагаемую корпусом динамометра при попытке поворота. Крутящий момент - это сила, указанная на шкале, умноженная на длину моментного рычага, измеренную от центра динамометра. А датчик нагрузки преобразователь могут быть заменены на весы, чтобы обеспечить электрический сигнал что пропорционально крутящему моменту.

Еще один способ измерения крутящего момента - подсоединить двигатель к динамо-машине через определение крутящего момента муфту или датчик крутящего момента. Датчик крутящего момента выдает электрический сигнал, пропорциональный крутящему моменту.

С помощью модулей поглощения электроэнергии можно определить крутящий момент путем измерения тока, потребляемого (или генерируемого) поглотителем / драйвером. Как правило, это менее точный метод и в наше время его мало практикуют, но для некоторых целей он может быть адекватным.

Когда доступны сигналы крутящего момента и скорости, данные испытаний могут быть переданы на получение данных систему, а не записывать вручную. Сигналы скорости и крутящего момента также могут быть записаны самописец или же плоттер.

Типы динамометров

Помимо классификации на абсорбционные, автомобильные или универсальные, как описано выше, динамометры также можно классифицировать другими способами.

Динамометрический стенд соединенный непосредственно к двигателю известен как двигатель dyno.

Динамометрический стенд, который может измерять крутящий момент и мощность, передаваемую трансмиссией транспортного средства непосредственно от ведущего колеса или колес, без снятия двигателя с рамы транспортного средства), известен как шасси dyno.

Динамометры также можно классифицировать по типу абсорбционного блока или абсорбера / привода, который они используют. Некоторые блоки, способные только к абсорбции, могут быть объединены с двигателем для создания абсорбера / привода или «универсального» динамометра.

Типы абсорбционных установок

• Вихревой ток (только абсорбция)
• Магнитный порошковый тормоз (только абсорбция)
• Гистерезис тормоз (только абсорбция)
• Электрический двигатель /генератор (поглотить или погонять)
• Тормоз вентилятора (только абсорбция)
• Гидравлический тормоз (только абсорбция)
• Масляный фрикционный тормоз с принудительной смазкой (только абсорбция)
• Водяной тормоз (только абсорбция)
• Составной дино (обычно абсорбционный дино в тандеме с электрическим / автомобильным дино)

Поглотитель вихретокового типа

Вихретоковые (ВЭ) динамометры в настоящее время являются наиболее распространенными поглотителями, используемыми в современных динамометрических стенах. Амортизаторы EC обеспечивают быстрое изменение нагрузки для быстрой стабилизации нагрузки. Большинство из них имеют воздушное охлаждение, но для некоторых из них требуются внешние системы водяного охлаждения.

Вихретоковые динамометры требуют, чтобы электрически проводящий сердечник, вал или диск перемещались поперек магнитного поля для создания сопротивления движению. Железо - распространенный материал, но также можно использовать медь, алюминий и другие проводящие материалы.

В текущих (2009 г.) приложениях в большинстве ЕС-тормозов используются чугунные диски, аналогичные роторам дисковых тормозов транспортных средств, и используются регулируемые электромагниты для изменения напряженности магнитного поля для управления величиной торможения.

Напряжение электромагнита обычно контролируется компьютером с использованием изменений магнитного поля для соответствия подаваемой выходной мощности.

Сложные системы ЕС позволяют работать в устойчивом режиме и с контролируемой скоростью ускорения.

Порошковый динамометр

Порошковый динамометр похож на вихретоковый динамометр, но тонкий магнитный порошок помещается в воздушный зазор между ротором и катушкой. В результате линии магнитного потока образуют «цепочки» из металлических частиц, которые постоянно собираются и разрываются во время вращения, создавая большой крутящий момент. Порошковые динамометры обычно ограничиваются более низкой частотой вращения из-за проблем с отводом тепла.

Гистерезисные динамометры

В динамометрах с гистерезисом используется магнитный ротор, иногда из сплава AlNiCo, который перемещается через силовые линии, образующиеся между магнитными полюсными наконечниками. Таким образом, намагничивание ротора вращается вокруг его характеристики B-H, рассеивая при этом энергию пропорционально площади между линиями этого графика.

В отличие от вихретоковых тормозов, которые не развивают крутящий момент в состоянии покоя, гистерезисный тормоз развивает в основном постоянный крутящий момент, пропорциональный его току намагничивания (или силе магнита в случае блоков с постоянными магнитами) во всем диапазоне скоростей.^[2] Агрегаты часто имеют вентиляционные отверстия, хотя в некоторых предусмотрена возможность принудительного охлаждения воздуха от внешнего источника.

Гистерезисные и вихретоковые динамометры - две из самых полезных технологий в небольших (200 л.с. (150 кВт) и менее) динамометрах.

Динамометр электродвигателя / генератора

Электрический двигатель /генератор динамометры являются специализированным типом регулируемый привод. Блок абсорбции / драйвера может быть либо переменный ток (AC) двигатель или постоянный ток (Двигатель постоянного тока. Электродвигатель переменного тока или электродвигатель постоянного тока может работать как генератор, приводимый в действие тестируемым устройством, или как двигатель, приводящий в действие тестируемое устройство. При оснащении соответствующими блоками управления динамометры электродвигателя / генератора могут быть сконфигурированы как универсальные динамометры. Блок управления электродвигателем переменного тока представляет собой частотно-регулируемый привод, а блок управления двигателем постоянного тока - Привод постоянного тока. В обоих случаях блоки регенеративного управления могут передавать мощность от тестируемого блока в электрическую сеть. Где разрешено, оператор динамометра может получить оплату (или кредит) от коммунального предприятия за возвращенную мощность через чистый замер.

При испытании двигателей универсальные динамометры могут не только поглощать мощность двигателя, но также управлять двигателем для измерения трения, насосных потерь и других факторов.

Динамометры с электродвигателями / генераторами обычно более дорогие и сложные, чем динамометры других типов.

Тормоз вентилятора

Вентилятор нагнетает воздух для обеспечения нагрузки на двигатель. Крутящий момент, поглощаемый тормозом вентилятора, можно регулировать путем изменения передачи или самого вентилятора, или путем ограничения воздушного потока, проходящего через вентилятор. Из-за низкого вязкость Из воздуха этот вариант динамометра по своей природе ограничен по величине крутящего момента, который он может поглотить.

Масляный ножничный тормоз с принудительной смазкой

Масляный срезной тормоз состоит из нескольких фрикционных дисков и стальных пластин, похожих на муфты в автоматической коробке передач автомобиля. Вал, несущий фрикционные диски, прикреплен к грузу через муфту. Поршень толкает набор фрикционных дисков и стальных пластин вместе, создавая сдвиг в масле между дисками и пластинами, прикладывая крутящий момент. Контроль крутящего момента может быть пневматическим или гидравлическим. Принудительная смазка поддерживает масляную пленку между поверхностями, предотвращающую износ. Реакция плавная до нулевых оборотов без прерывистого скольжения. Нагрузки до сотен тепловых лошадиных сил могут быть поглощены за счет необходимого блока смазки и охлаждения. Чаще всего тормоз кинетически заземляется через моментный рычаг, закрепленный тензодатчиком, который под нагрузкой вырабатывает ток, подаваемый на устройство управления динамометром. Пропорциональные или сервоуправляющие клапаны обычно используются, чтобы позволить динамометрическому контроллеру приложить давление для обеспечения нагрузки крутящего момента программы с обратной связью от тензодатчика, замыкающего контур. По мере увеличения требований к крутящему моменту возникают ограничения по скорости.^[3]

Гидравлический тормоз

Гидравлическая тормозная система состоит из гидравлического насоса (обычно шестеренчатого насоса), резервуара для жидкости и трубопровода между двумя частями. В трубопровод вставлен регулируемый клапан, а между насосом и клапаном - манометр или другое средство измерения гидравлического давления. Проще говоря, двигатель доводят до желаемых оборотов, а клапан постепенно закрывается. Поскольку выпуск насоса ограничен, нагрузка увеличивается, и дроссельная заслонка просто открывается до желаемого открытия дроссельной заслонки. В отличие от большинства других систем, мощность рассчитывается путем факторизации расхода (рассчитанного на основе проектных характеристик насоса), гидравлического давления и числа оборотов в минуту. Мощность тормоза, рассчитанная с учетом давления, объема и числа оборотов в минуту, или с помощью другого тормозного динамометра с датчиком нагрузки, должна давать практически идентичные значения мощности. Гидравлические динамометрические установки известны своей самой быстрой возможностью изменения нагрузки, лишь немного превосходящей поглотители вихревых токов. Обратной стороной является то, что для них требуется большое количество горячего масла под высоким давлением и масляный резервуар.

Амортизатор водяного тормоза

Воспроизвести медиа

4-минутное видео-руководство, объясняющее, как работают амортизаторы водяного тормоза на динамометрическом стенде двигателя.

В водяной тормоз Поглотитель иногда ошибочно называют «гидравлическим динамометром». Изобрел британский инженер Уильям Фроуд в 1877 г. по просьбе Адмиралтейство создать машину, способную поглощать и измерять мощность крупных военно-морских двигателей,^[4] амортизаторы водяного тормоза сегодня относительно распространены. Они отличаются высокой мощностью, небольшими размерами, легким весом и относительно низкими производственными затратами по сравнению с другими типами «поглотителей энергии» с более быстрым реагированием.

Их недостатки состоят в том, что им может потребоваться относительно длительный период времени, чтобы «стабилизировать» их величину нагрузки, и что им требуется постоянная подача воды в «корпус водяного тормоза» для охлаждения. Во многих частях страны^{[куда? ]} экологические нормы теперь запрещают "протекание" воды, поэтому необходимо установить большие резервуары для воды, чтобы предотвратить попадание загрязненной воды в окружающую среду.

На схеме показан наиболее распространенный тип водяного тормоза, известный как тип «переменного уровня». Вода добавляется до тех пор, пока двигатель не будет поддерживать постоянные обороты относительно нагрузки, после чего вода поддерживается на этом уровне и заменяется постоянным сливом и наполнением (что необходимо для отвода тепла, создаваемого за счет поглощения мощности). Корпус пытается вращаться в ответ на создаваемый крутящий момент, но его сдерживает шкала или ячейка измерения крутящего момента, которая измеряет крутящий момент.

На этой схеме показан водяной тормоз, который на самом деле представляет собой гидравлическую муфту с ограниченным вращением корпусом - аналогично водяному насосу без выпускного отверстия.

Составные динамометры

В большинстве случаев автомобильные динамометры симметричны; динамометр переменного тока мощностью 300 кВт может поглощать 300 кВт, а также двигатель на 300 кВт. Это необычное требование при тестировании и разработке двигателей. Иногда более экономичным решением является присоединение большего абсорбционного динамометра к меньшему автомобильному динамометру. В качестве альтернативы, более крупный абсорбционный динамометр и простой двигатель переменного или постоянного тока могут использоваться аналогичным образом, при этом электродвигатель обеспечивает моторную мощность только при необходимости (и без поглощения). (Более дешевый) абсорбционный динамометр рассчитан на максимальное требуемое поглощение, в то время как автомобильный динамометр рассчитан на автомобили. Типичное соотношение размеров для стандартных циклов испытаний на выбросы и большинства разработок двигателей составляет приблизительно 3: 1. Измерение крутящего момента несколько усложняется, поскольку две машины работают в тандеме - в этом случае предпочтительным методом измерения крутящего момента является встроенный датчик крутящего момента. Вихретоковый динамометр или динамометр с водяным тормозом с электронным управлением в сочетании с частотно-регулируемым приводом и асинхронным двигателем переменного тока является широко используемой конфигурацией этого типа. К недостаткам можно отнести необходимость второго набора услуг испытательной ячейки (электричество и охлаждение) и немного более сложной системы управления. Следует обращать внимание на переход между движением автомобиля и торможением с точки зрения устойчивости управления.

Как динамометры используются для испытаний двигателей

Динамометры полезны при разработке и совершенствовании современной технологии двигателей. Идея заключается в использовании динамометрического стенда для измерения и сравнения передачи мощности в разных точках транспортного средства, что позволяет модифицировать двигатель или трансмиссию для получения более эффективной передачи мощности. Например, если динамический стенд двигателя показывает, что конкретный двигатель достигает крутящего момента 400 Нм (295 фунт-сила-фут), а динамо-машина шасси показывает только 350 Нм (258 фунт-сила-фут), можно знать, что трансмиссия теряет являются номинальными. Динамометры, как правило, являются очень дорогим оборудованием и поэтому обычно используются только в определенных областях, в которых они используются для определенных целей.

Типы динамометрических систем

Динографический график 1

Динографический график 2

«Тормозной» динамометр прикладывает переменную нагрузку к первичному двигателю (ПМ) и измеряет способность ПМ перемещать или удерживать частоту вращения в зависимости от приложенной «тормозной силы». Обычно это связано с компьютер который регистрирует прилагаемый тормозной момент и вычисляет выходную мощность двигателя на основе информации от «тензодатчика» или «тензодатчика» и датчика скорости.

«Инерционный» динамометр обеспечивает фиксированную инерционную массовую нагрузку, вычисляет мощность, необходимую для ускорения этой фиксированной и известной массы, и использует компьютер для записи числа оборотов в минуту и ​​скорости ускорения для расчета крутящего момента. Двигатель обычно тестируется на холостом ходу, который немного превышает максимальные обороты, и мощность измеряется и отображается на графике. график.

«Моторный» динамометр обеспечивает функции динамометрической системы тормозов, но, кроме того, может «приводить в действие» (обычно с двигателем переменного или постоянного тока) PM и позволять испытывать очень малую выходную мощность (например, дублирование скоростей и нагрузок, которые возникают при движении транспортного средства на спуске или при включении / выключении дроссельной заслонки).

Типы процедур динамометрических испытаний

По сути, существует 3 типа процедур динамометрических испытаний:

1. Устойчивое состояние: когда двигатель удерживается на заданных оборотах (или серии обычно последовательных оборотов) в течение желаемого времени за счет переменной нагрузки на тормоз, обеспечиваемой PAU (блоком амортизатора). Они выполняются с помощью тормозных динамометров.
2. Испытание на развертку: двигатель испытывают под нагрузкой (то есть инерцией или нагрузкой на тормоз), но ему разрешается «качаться» по оборотам в непрерывном режиме от заданных более низких «начальных» оборотов до заданных «конечных» оборотов. Эти испытания можно проводить с помощью инерционных или тормозных динамометров.
3. Переходный тест: обычно проводится с помощью динамометров переменного или постоянного тока, мощность и скорость двигателя меняются на протяжении всего цикла испытаний. В разных юрисдикциях используются разные циклы испытаний. Циклы испытаний шасси включают в себя легкие американские UDDS, HWFET, US06, SC03, ECE, EUDC и CD34, а циклы испытаний двигателей включают ETC, HDDTC, HDGTC, WHTC, WHSC и ED12.

Типы тестов развертки

1. Инерционная развертка: инерционная динамометрическая система обеспечивает маховик с фиксированной инерционной массой и вычисляет мощность, необходимую для разгона маховика (нагрузки) от начального до конечного числа оборотов в минуту. Фактическая вращательная масса двигателя (или двигателя и транспортного средства в случае динамометрического шасси) неизвестна, и изменчивость даже массы шин будет искажать результаты мощности. Значение инерции маховика является «фиксированным», поэтому двигатели малой мощности находятся под нагрузкой в ​​течение гораздо более длительного времени, а внутренняя температура двигателя к концу теста обычно слишком высока, что приводит к отклонению оптимальных настроек динамометрической настройки от оптимальных. настройка параметров внешнего мира. И наоборот, двигатели большой мощности обычно проходят испытание на «качание 4-й передачи» менее чем за 10 секунд, что не является надежным условием нагрузки.^{[нужна цитата ]} по сравнению с работой в реальном мире. Из-за недостаточного времени работы под нагрузкой температура в камере внутреннего сгорания оказывается нереально низкой, а показания мощности - особенно после пика мощности - смещены в сторону низких значений.
2. Загруженная развертка, типа тормозного динамометра, включает:
   1. Простая развертка с фиксированной нагрузкой: во время испытания применяется фиксированная нагрузка - несколько меньшая, чем мощность двигателя. Двигатель может разгоняться от начального до конечного числа оборотов, изменяясь с его собственной скоростью ускорения, в зависимости от выходной мощности на любой конкретной скорости вращения. Мощность рассчитывается с использованием (частота вращения x крутящий момент x постоянная) + мощность, необходимая для разгона динамометрического стенда, и вращающаяся масса двигателя / транспортного средства.
   2. Управляемая развертка ускорения: аналогично базовому использованию (см. выше) простой тест развертки с фиксированной нагрузкой, но с добавлением активного управления нагрузкой, которое нацелено на определенную скорость ускорения. Обычно используется 20 кадров в секунду / пс.^{[кем? ]}
3. Контролируемая скорость ускорения: используемая скорость ускорения регулируется от двигателей малой мощности к двигателям большой мощности, при этом предотвращается чрезмерное увеличение и сокращение «продолжительности испытания», что обеспечивает более воспроизводимые результаты испытаний и настройки.

При каждом типе теста развертки остается проблема потенциальной ошибки считывания мощности из-за переменной общей вращающейся массы двигателя / дино / транспортного средства. Многие современные тормозные системы с компьютерным управлением способны определять это значение «инерционной массы», чтобы устранить эту ошибку.^{[оригинальное исследование? ]}

Практически всегда будет подозревать «тест с разверткой», поскольку многие пользователи «развертки» игнорируют фактор вращающейся массы, предпочитая использовать «коэффициент» бланкета для каждого теста на каждом двигателе или транспортном средстве. Простые инерционные динамометрические системы не способны определять «инерционную массу» и поэтому вынуждены использовать одну и ту же (предполагаемую) инерционную массу на каждом тестируемом автомобиле.

Использование испытания в установившемся режиме исключает ошибку вращающейся инерционной массы при испытании развертки, поскольку во время испытания этого типа нет ускорения.

Характеристики переходных испытаний

Агрессивные движения дроссельной заслонки, изменения оборотов двигателя и работа двигателя являются характеристиками большинства переходных испытаний двигателя. Обычной целью этих испытаний является разработка и омологация выбросов транспортных средств. В некоторых случаях недорогой вихретоковый динамометр используется для тестирования одного из переходных циклов испытаний для ранней разработки и калибровки. Вихретоковая динамометрическая система обеспечивает быструю реакцию на нагрузку, что позволяет быстро отслеживать скорость и нагрузку, но не позволяет двигаться на автомобиле. Поскольку большинство требуемых переходных испытаний включают в себя значительную часть работы двигателя, цикл переходных испытаний с вихретоковым динамометрическим станком даст разные результаты испытаний на выбросы. Окончательная регулировка должна выполняться на динамометрическом стенде, пригодном для использования в автомобилях.

Динамометр двигателя

Динамометр двигателя HORIBA TITAN

An динамометр двигателя измеряет мощность и крутящий момент непосредственно от двигателя коленчатый вал (или же маховик ), когда двигатель снят с автомобиля. Эти динамометрические установки не учитывают потери мощности в трансмиссии, такие как коробка передач, коробка передач, и дифференциал.

Динамометр шасси (катящаяся дорога)

Saab 96 на динамометре шасси

А шасси динамометр, иногда называемый катящейся дорогой,^[5] измеряет мощность, передаваемую приводом на поверхность «приводного ролика». колеса. Транспортное средство часто привязывают к ролику или роликам, которые затем поворачивают, и таким образом измеряется выходная мощность.

Современные роликовые динамометрические системы шасси используют "ролики Salvisberg",^[6] что улучшает тягу и повторяемость по сравнению с использованием гладких или накатанный приводные ролики. Динамометры шасси могут быть фиксированными или переносными и могут делать гораздо больше, чем просто отображать частоту вращения, мощность и крутящий момент. Благодаря современной электронике и быстро реагирующим, малоинерционным динамометрическим системам теперь можно настраиваться на максимальную мощность и плавность хода в реальном времени.

Доступны другие типы динамометров для шасси, которые исключают возможность проскальзывания колес на приводных роликах старого образца, крепятся непосредственно к транспортным средствам. узлы для прямого измерения крутящего момента от оси.

Выбросы автотранспортных средств Системы динамометрических испытаний разработки и омологации часто включают в себя отбор проб выбросов, измерение, управление частотой вращения двигателя и нагрузкой, сбор данных и мониторинг безопасности в полную систему испытательной камеры. Эти испытательные системы обычно включают сложное оборудование для отбора проб выбросов (такое как пробоотборники постоянного объема и выхлопной газ системы пробоподготовки) и анализаторы. Эти анализаторы намного чувствительнее и быстрее, чем типичный портативный анализатор выхлопных газов. Обычно время отклика составляет менее одной секунды, и оно требуется для многих переходных циклов испытаний. В розничной торговле также принято регулировать соотношение воздух-топливо, используя широкополосный датчик кислорода график отображается вместе с числом оборотов в минуту.

Интеграция системы управления динамометром с инструментами автоматической калибровки для калибровки системы двигателя часто встречается при разработке систем испытательных ячеек. В этих системах нагрузка динамометра и частота вращения двигателя варьируются для многих рабочих точек двигателя, в то время как выбранные параметры управления двигателем меняются, а результаты регистрируются автоматически. Позже анализ этих данных может быть использован для создания данных калибровки двигателя, используемых программным обеспечением управления двигателем.

Из-за потерь на трение и механических повреждений в различных компонентах трансмиссии измеренная мощность колесных тормозов обычно на 15-20 процентов меньше тормозной мощности, измеренной на коленчатом вале или маховике на динамометрическом стенде двигателя.^[7]

История

Динамометр Грэма-Дезагулье был изобретен Джордж Грэм и упоминается в трудах Джон Дезагулье в 1719 г.^[8] Desaguliers модифицировал первые динамометры, и поэтому инструмент стал известен как динамометр Graham-Desaguliers.

Динамометр Ренье был изобретен и обнародован в 1798 г. Эдме Ренье, французский производитель винтовок и инженер.^[9]

Выдан патент (июнь 1817 г.)^[10][11] Сибе и Марриот с Флит-стрит в Лондоне за улучшенными весами.

Гаспар де Прони изобрел тормоз де Прони в 1821 г.

Дорожный указатель Макнейла был изобретен Джон Макнейл в конце 1820-х годов, дальнейшее развитие запатентованной машины для взвешивания Marriot.

Компания Froude Ltd из Вустера, Великобритания, производит динамометры для двигателей и транспортных средств. Они доверяют Уильям Фроуд с изобретением гидравлического динамометра в 1877 году и говорят, что первые коммерческие динамометры были произведены в 1881 году их предшественницей, Heenan & Froude.

В 1928 г. немецкая компания "Карл Шенк Eisengießerei и Waagenfabrik"построили первые автомобильные динамометры для испытаний тормозов, которые имеют базовую конструкцию современных стендов для испытаний транспортных средств.

Вихретоковый динамометр был изобретен Мартином и Энтони Винтером примерно в 1931 году, но в то время динамометры с двигателями / генераторами постоянного тока использовались в течение многих лет. Компания Dynamatic Corporation, основанная братьями Винтерс, производила динамометры в Кеноша, Висконсин до 2002 года. Dynamatic был частью Eaton Corporation с 1946 по 1995 год. В 2002 году Dyne Systems of Джексон, Висконсин приобрела линейку продукции Dynamatic Dynamometer. Начиная с 1938 года, Heenan & Froude в течение многих лет производила вихретоковые динамометры по лицензии Dynamatic и Eaton.^[12]

Смотрите также

• Автомобиль динамометра для железной дороги
• Стенд для испытания двигателей динамометр для двигателей например, двигатели внутреннего сгорания
• Датчик силы
• Экономия топлива в автомобилях
• Сила рук динамометр
• Станочный динамометр
• Универсальная испытательная машина

Примечания

Рекомендации

• Винтер, Дж. Б. (1975). Справочник по основной теории и приложениям динамометра. Кливленд, Огайо: Eaton Corporation.
• Мученик, А .; Плинт, М. (2007). Испытания двигателя - теория и практика (Четвертое изд.). Оксфорд, Великобритания: ELSEVIER. ISBN  978-0-08-096949-7.