ПРИМЕЧАНИЕ. В следующем примере предполагается выходная мощность в фунтах-футах и лошадиных силах. Динамометры также могут измерять выходной крутящий момент в Ньютон-метрах или киловаттах так же легко, как и любой другой показатель крутящего момента и мощности.
Во-первых, давайте пригласим всех на один лист музыки. Когда дело доходит до транспортных средств, есть два основных типа динамометров: двигатель и шасси.
Динамометр двигателя (для краткости dyno) измеряет крутящий момент непосредственно на коленчатом валу двигателя. Вот более крупный двигатель с прикрепленным к нему двигателем:
Двигатель, прикрепленный к нему, похоже, двигатель Детройт Дизель. Обратите внимание, что двигатель подключен к сервоприводу через выходной вал (прикрыт желтой деталью).
Dyno шасси измеряет крутящий момент двигателя, как видно на шинах. Вот тот, который находится над землей и с машиной на нем:
На картинке вы можете увидеть большой цилиндр под задними (ведущими) колесами автомобиля. К большому цилиндру прикреплено измерительное устройство для этой конкретной модели.
Прибор Dyno предназначен для измерения крутящего момента в заданной точке (кривошип или двигатель, в зависимости от модели) и скорости вращения, при которой измеряется крутящий момент. Для этого (скажем, для двигателя dyno) двигатель монтируется (или, как некоторые говорят, « привязан ») к люльке. Эта колыбель находится в непосредственной близости от динамометрического стенда, где оператор может разместить соединительный элемент между ними. Затем все электрические, топливные и охлаждающие системы подключаются к двигателю. Наряду с этим, все датчики будут подключены, чтобы оператор мог видеть двигатель, чтобы убедиться, что он работает должным образом, или выключить его, если они видят проблемы. Оттуда двигатель запускается, и динамометрическая система считывает величину крутящего момента, создаваемого двигателем.
Чтобы измерить крутящий момент двигателя, Dyno должен создать какое-то сопротивление, а затем измерить сопротивление. Это сопротивление затем подается через компьютер, который вычисляет величину крутящего момента на заданной скорости и, исходя из этого, может рассчитывать величину лошадиных сил. Существует два основных способа сопротивления двигателя.
Dyno типа жидкости использует устройство, очень похожее на гидротрансформатор автоматической коробки передач. Разница здесь в том, что сопротивление сцепного устройства можно регулировать для управления скоростью двигателя.
Другой тип динамометра - вихретоковый динамо. Вместо жидкостной муфты для контроля скорости двигателя используются вихревые токи. Думайте об этом как о гигантском генераторе, который может прикладывать нагрузку, создавая ток, который останавливает скорость двигателя.
Как жидкостные, так и вихретоковые динамометрические системы называются тормозными динамометрическими системами, поскольку они используют любой из этих методов для создания тормозного действия, которое управляет двигателем. Совершенно другим методом измерения крутящего момента через динамометрический датчик является инерционный динамометрический датчик, который рассчитывает скорость, с которой двигатель или шины могут разогнать известную массу. Это работает на совершенно иную предпосылку, чем тормозной динамометр. Из-за этого измерения могут быть разными для двух типов.
Когда двигатель работает на динамометрическом стенде, он развивает крутящий момент. К датчику прикреплены датчики, которые могут определять величину движения (фактическое скручивание самого устройства), которое производится соединительным устройством. Эта сила затем вычисляется в величину произведенного крутящего момента. Во время тестирования двигатель толкается в широко открытую заслонку (WOT). Dyno создает сопротивление двигателю, когда он поднимается через диапазон оборотов. Чтобы измерить величину крутящего момента, сопротивление должно быть достаточным, чтобы удерживать двигатель на заданной скорости, но не превышать мощность двигателя (препятствовало его прохождению через диапазон оборотов). Когда двигатель набирает обороты, датчик делает свое дело и считывает величину крутящего момента, который создается.
Dyno шасси работает почти таким же образом (в жидкостном или вихретоковом режиме), но измеряется на колесах (шинах), когда они контактируют с поверхностью вращающегося барабана. Сопротивление наносится на шины и измеряется крутящий момент. При измерении на шинах выходной крутящий момент / мощность всегда меньше, чем измеряется на коленчатом валу из-за потерь в трансмиссии. Потери трансмиссии - это те потери, которые возникают при передаче мощности через трансмиссию, линию привода (если таковая имеется), изменения направления через дифференциал, вне осей и через шины. Эмпирическое правило требует около 15% потерь, когда автомобиль использует механическую коробку передач, и потери в 18-20% при использовании автоматической коробки передач.
Расчет лошадиных сил (HP) является легкой частью, главным образом потому, что это всего лишь математическое уравнение, которое дает нам цифру. Чтобы рассчитать HP, просто следуйте математике:
P = (T * N) / constant
Где:
P = Power (hp)
T = Torque (lb-ft)
N = Rotational Speed (rpm)
C = Constant (5252)
ПРИМЕЧАНИЕ . Константа 5252 - это округленное значение (33 000 футов · фунт / мин) / (2π рад / об)
Поскольку это всего лишь упражнение по математике, компьютер может на лету вычислить точное количество произведенного HP, если он знает, как быстро работает двигатель, и количество крутящего момента, создаваемого на данной заданной скорости.