Вопрос
Вопрос о динамометре: как он работает и что с ним делают?
Когда ребята выполняют динамические прогоны, они делают это на одной передаче, взаимодействуют с клавиатурой, а затем делают это снова на другой передаче. Кажется, они выполняют несколько прогонов на нескольких передачах. В этом посте Полстер объяснил, как работает динамометр.
Я хотел бы узнать следующее
Что они делают?
Существует ли единая процедура для всех производителей динамометрических стендов?
Какие шаги необходимо предпринять для успешного запуска динамометрического стенда?
* Желательно указать источники.
Перевод вопроса с Mechanics Stack Exchange
Лицензия: CC BY-SA (2.5–4.0)
Оригинальный вопрос: https://mechanics.stackexchange.com/questions/24257/dynamometer-question-how-is-it-operated-and-what-are-they-doing
1
Как правило, в автомобильной отрасли используются два типа динамометров (или сокращённо дино): динамометр для шасси; динамометр для двигателя. Я расскажу о общих процедурах для каждого типа динамометров. У каждого оператора динамометра есть своя процедура, и он использует её по своему усмотрению. К этому нужно относиться с пониманием, потому что это их динамометр, они за него заплатили и должны будут заплатить за его ремонт, если что-то пойдёт не так. Пусть они делают своё дело, и всё будет в порядке. Однако, прочитав этот ответ, вы, возможно, захотите задать вопросы о том, как они управляют своим динамометрическим стендом, чтобы получить наилучшие (и наиболее точные) результаты.
Динамо-машина шасси
Как я уже писал в этом ответе, существует несколько типов динамометрических стендов для шасси. Я не буду повторяться. В общем, динамометрический стенд для шасси — это стенд, на который вы заезжаете на своём автомобиле, чтобы получить показания.
Чтобы получить наиболее точные показания динамометрического стенда, автомобиль должен быть полностью прогрет, включая трансмиссию. Я читал, что разница в показаниях мощности/крутящего момента между холодной трансмиссией и полностью прогретой может достигать 1,5 %. Кроме того, динамометрический тест является серьёзной нагрузкой для двигателя и автомобиля, поэтому прогрев имеет смысл.
Первое, что вы сделаете (после того, как найдёте динамометрический стенд, который собираетесь использовать, и договоритесь о времени), когда приедете на динамометрический стенд, — это подъедете к нему так, чтобы ведущие колёса оказались на ролике. Оператор либо попросит вас сделать это и укажет, где остановиться, либо сделает это за вас.
После того как автомобиль будет правильно установлен на ролике (роликах), вам следует включить электронный тормоз, выключить зажигание и открыть капот. Затем операторы приступят к установке стяжных ремней для удержания автомобиля на месте, а также установят упоры с обеих сторон неуправляемых шин. Они также установят на вашем автомобиле свое электронное измерительное оборудование, например датчик на проводе свечи зажигания для измерения оборотов двигателя и провод заземления. Если вы выбрали широкополосное измерение уровня кислорода (лямбда-зонда) для настройки, они подключат и его. Они также установят вентилятор перед радиатором, чтобы обеспечить хороший приток воздуха к радиатору и предотвратить перегрев автомобиля. Если в вашем автомобиле есть система контроля тяги, вам нужно будет отключить ее. Скорее всего, во время заезда загорится индикатор ABS (если ваш автомобиль оснащен этой системой). Он отключится, когда снова выедет на дорогу, так что вам не о чем беспокоиться.
После того как все будет закреплено, подключено и установлено на место, вам нужно будет завести машину и разогнать ее до 15–20 миль в час на динамометрическом стенде. Это позволит выровнять автомобиль по роликам. Затем они проверят все ремни и соединения, чтобы убедиться, что ваш автомобиль надежно закреплен. Вы же не хотите, чтобы ваш автомобиль сорвался с динамометрического стенда, ведь он не для этого предназначен! (Вот несколько примеров сбоев в работе динамометрического стенда. Есть множество других вариантов для просмотра.)
Теперь вы можете приступить к работе с динамометрическим ключом. Обычно рекомендуется выполнить (как минимум) три подхода, чтобы убедиться, что полученные значения примерно одинаковы. Это обеспечит точность измерений.
Автомобили с ручным управлением
Большинство автомобилей будут протестированы с передаточным числом трансмиссии 1:1 (прямой привод), так как это даёт наилучшие результаты. Все заезды на динамометрическом стенде (заезд — это один проход) выполняются при полностью открытой дроссельной заслонке (WOT) от любых начальных оборотов до красной зоны двигателя. После завершения любого заезда автомобиль должен быть поставлен на нейтральную передачу, а колёсам нужно дать время остановиться. Динамометрический стенд имеет собственную тормозную систему, поэтому нет необходимости использовать тормоза автомобиля... просто позвольте ему делать своё дело.
Автоматические автомобили
Опять же, эти автомобили будут протестированы с передаточным числом трансмиссии 1:1. Испытание на динамометрическом стенде начнётся чуть выше порога, при котором автомобиль переключается на вторую передачу на скорости WOT. Чтобы начать испытание, вы определяете скорость в милях в час, при которой автомобиль чувствует себя комфортно, оператор начинает регистрировать данные, затем автомобиль разгоняется до скорости WOT и удерживается на ней до красной зоны. При достижении красной зоны педаль газа отпускается, а коробка передач переводится в нейтральное положение, чтобы предотвратить торможение двигателем на динамометрическом стенде. Всё должно перестать вращаться, и тогда автомобиль можно будет поставить на стоянку.
Как я уже сказал, для достижения наилучших результатов необходимо выполнить три заезда. Это позволит определить базовые характеристики автомобиля. Типичный заезд с тремя попытками занимает около 15–20 минут. Если вы также проводите настройку автомобиля, то можете рассчитывать на то, что это займёт гораздо больше времени... скорее всего, не менее часа, если специалист хорошо разбирается в вашем типе автомобиля.
После того как все проверки будут завершены, они отстегнут, отсоединят и отцепят ваш автомобиль, и вы снова сможете отправиться в путь.
Динамо-машина двигателя
Если вы обычный пользователь, то, скорее всего, будете использовать только динамометрический стенд для шасси. Если вы серьёзно относитесь к сборке двигателя и хотите, чтобы он был в порядке ещё до того, как попадёт в автомобиль, возможно, вам стоит использовать динамометрический стенд для двигателя, чтобы напрямую измерять его мощность и крутящий момент. Подключение к динамометрическому стенду для двигателя также позволит вам обкатать двигатель перед установкой в автомобиль. Это позволяет выполнить настройку, проверить общую работоспособность и выявить любые утечки, которые могут возникнуть после ремонта. Обычно никто не снимает двигатель только для того, чтобы проверить его на динамометрическом стенде. Шасси-динамометрический стенд может выполнить эту работу с двигателем, установленным в автомобиле, так что это потребует дополнительных усилий. Кроме того, проверка двигателя на динамометрическом стенде обычно обходится дороже, чем проверка автомобиля на шасси-динамометрическом стенде.
Когда вы отдаёте двигатель на динамометрические испытания, вы можете просто отдать его на проверку, чтобы получить базовые показатели мощности и крутящего момента, но в большинстве случаев двигатель отдают на динамометрические испытания для настройки. В оставшейся части ответа я буду исходить из того, что двигатель будет настроен, но если вы просто хотите провести обкатку и получить базовые показатели, это будет очевидно.
Очевидно, что вам нужно убедиться, что ваш двигатель готов к тестированию на динамометрическом стенде. Он должен быть укомплектован всем необходимым для работы на динамометрическом стенде. Сюда входит компьютер (если он есть) или карбюратор. Вам также нужно будет привезти выпускные коллекторы. Если вы хотите настроить двигатель так, чтобы он правильно работал в автомобиле и выдавал максимальную мощность, это важно. В автомастерских, где есть динамометрические стенды, могут быть выхлопные системы, подходящие для вашего двигателя, но их «динамометрические коллекторы», скорее всего, не подойдут для вашего автомобиля, поэтому лучше использовать собственную выхлопную систему. Вам также нужно будет взять с собой топливо (убедитесь, что его больше, чем вам нужно), которое будет использоваться в вашем двигателе, оборудование для подачи закиси азота и все запасные части, которые у вас есть. Нет смысла везти двигатель на динамометрический стенд только для того, чтобы потратить время и деньги на деталь стоимостью 5 долларов. Кроме того, не забудьте про маховик (или гибкую пластину) и стартер.
После того как двигатель окажется на динамометрическом стенде, его обычно устанавливают на какую-нибудь тележку, которая позволяет легко закрепить двигатель на динамометрическом тормозе. Это также обеспечивает надёжную фиксацию, чтобы двигатель не смещался во время испытаний. Затем двигатель подключают, чтобы он мог работать. Подключают питание, систему охлаждения, подачу топлива, дроссельную заслонку и выхлопную систему. Они также подключат любое оборудование для мониторинга, которое позволит им следить за работой двигателя, например широкополосный датчик кислорода, датчик температуры воды и масла. Принесённое вами топливо будет помещено (скорее всего) в топливный элемент для подготовки к испытаниям на динамометрическом стенде. Дважды проверьте, есть ли масло в картере! Если вы привезли двигатель полностью сухим, залейте масло сейчас.
Как только все будет подключено и двигатель будет готов к работе, оператор запустит его и прогреет до рабочей температуры. Как и в случае с динамометрическим стендом для шасси, прогретый двигатель будет работать лучше и стабильнее. Если двигатель новый, оператор потратит необходимое время на его обкатку. Кроме того, после обкатки двигатель будет выключен и проверен на наличие явных утечек жидкости и общее состояние двигателя. После этого, когда двигатель остынет, его снова нагреют до рабочей температуры для проведения динамометрических испытаний.
Вам нужно будет сообщить оператору ожидаемую красную зону вашего двигателя, чтобы он мог установить верхний предел частоты вращения вашего двигателя. Если вы скажете, что она составляет 10 000 об/мин, а двигатель рассчитан только на 6500 об/мин, то вам придётся помогать убирать динамометрическую комнату от осколков, в которые превратился ваш двигатель.
Итак, начинаем замеры. Оператор будет следить за работой двигателя. Он включит динамометрический стенд, чтобы начать замеры, затем плавно откроет дроссельную заслонку до полного открытия, будет наблюдать за тем, как обороты увеличиваются до заданной красной зоны, а затем быстро закроет дроссельную заслонку, чтобы снизить обороты. Замеры займут всего несколько секунд. Затем вы сможете посмотреть на показатели (например, мощность, крутящий момент, соотношение воздух/топливо и т. д.), чтобы убедиться, что всё в порядке. Если требуется настройка, то сейчас самое время её выполнить. В зависимости от того, сколько времени займёт настройка, вам может потребоваться снова прогреть двигатель перед следующим запуском. Продолжайте запускать двигатель и настраивать его до тех пор, пока он не будет работать максимально эффективно. Затем выполните три запуска двигателя, чтобы убедиться в точности результатов.
В зависимости от того, насколько тщательной будет настройка, на это может уйти целый день. Чтобы установить двигатель на динамометрический стенд, обкатать его, снять и вернуть вам, потребуется немало усилий.
Повторюсь: это общие процедуры для диагностики вашего автомобиля или двигателя на динамометрическом стенде. В каждом автосервисе могут и будут делать что-то по-своему. Если вы не знакомы с автосервисом, позвоните им и узнайте подробности, чтобы не было сюрпризов, когда вы приедете. Некоторые автосервисы сделают настройку за вас, но будьте готовы заплатить за эти услуги больше. Чем дольше ваш автомобиль/двигатель находится на динамометрическом стенде, тем дороже это обойдётся. Разберитесь со всем этим заранее, и вы не пожалеете.