Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Не путать с динаметром или динамо-машиной .
Для динамометра, используемого на железных дорогах, см. Динамометр . О технике лазания см. Dyno (лазание) .
Первый гидравлический динамометр с измерением крутящего момента собственного веса

Динамометр или «дины» для краткости, представляет собой устройство для одновременного измерения крутящего момента и скорости вращения ( RPM ) в качестве двигателя , двигателя или других вращающегося первичного двигатель так , чтобы ее мгновенная мощность может быть вычислена, и обычно отображается с помощью динамометра самого 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 Агентством по охране окружающей среды США , динамометры используются для моделирования дорожной нагрузки либо двигателя (с использованием динамометрического стенда), либо полной трансмиссии (с использованием 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 рутинного скрининга силы захвата и кисти , а также для первоначальной и постоянной оценки пациентов с травмой или дисфункцией кисти. Они также используются для измерения силы захвата у пациентов, у которых есть подозрение на поражение корешков шейных или периферических нервов.

В области реабилитации , кинезиологии и эргономики силовые динамометры используются для измерения силы спины, захвата, рук и / или ног спортсменов, пациентов и рабочих для оценки физического состояния, производительности и требований к выполнению задач. 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 [ править ]

Поглощающий динамометр действует как нагрузка, приводимая в движение испытуемым первичным двигателем (например, колесом 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 рассчитывают 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 использованием 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 [ править ]

Динамометр имеет регулятор «тормозного» крутящего момента - блок поглощения мощности сконфигурирован для обеспечения заданной 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 разогнать 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 константы. Константа варьируется в зависимости от используемых единиц.

Постоянная скорость [ править ]

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.

Двигательный динамометр действует как двигатель , который приводит в движение оборудования под испытанием. Он должен иметь возможность приводить оборудование в движение на любой скорости 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 ( P ) не измеряется напрямую, а должна быть рассчитана на основе значений крутящего момента ( τ ) и угловой скорости ( ω ) [ необходима цитата ] или силы ( F ) и линейной скорости ( v ):

или же
куда
P - мощность в ваттах
τ - крутящий момент в ньютон-метрах
ω - угловая скорость в радианах в секунду
F - сила в ньютонах
v - линейная скорость в метрах в секунду

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

Для имперских единиц

куда
P hp - мощность в лошадиных силах.
τ фунт · фут - крутящий момент в фунт-футах
ω RPM - скорость вращения в оборотах в минуту.

Для метрических единиц

куда
P W - мощность в ваттах (Вт)
τ Н · м - крутящий момент в Ньютон-метрах (Нм)
ω - скорость вращения в радианах в секунду (рад / с)
ω = ωRPM. π / 30  

Подробное описание динамометра [ править ]

Установка 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 другими в зависимости от типа блока поглощения / привода.

Одним из средств измерения крутящего момента является установка корпуса динамометра таким образом, чтобы он мог свободно вращаться, за исключением случаев, когда его удерживал моментный рычаг. Корпус можно сделать свободно вращающимся, используя цапфы, соединенные с каждым концом корпуса, чтобы поддерживать его в опорных цапфах, установленных на пьедестале. Моментный рычаг соединен с корпусом динамометрического стенда, а весы расположены так, что они измеряют силу, прилагаемую корпусом динамометрического стенда при попытке вращения. Крутящий момент - это сила, указанная на шкале, умноженная на длину моментного рычага, измеренную от центра динамометра. Тензодатчик преобразователь может быть заменен на весы для того , чтобы обеспечить электрический сигнал , который пропорционален крутящий момент.

Другим способом измерения крутящего момента является подключение двигателя к динамо-машине через муфту измерения крутящего момента 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 можно передавать в систему сбора данных, а не записывать вручную. Сигналы скорости и крутящего момента также могут быть записаны самописцем или плоттером .

Типы динамометров [ править ]

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

Динамометрический стенд, подключенный непосредственно к двигателю, известен как динамический стенд двигателя .

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 динамический стенд на шасси .

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 агрегатов [ править ]

  • Вихревой ток (только абсорбция)
  • Магнитный порошковый тормоз (только абсорбция)
  • Гистерезисный тормоз (только абсорбция)
  • Электродвигатель / генератор (абсорбирующий или приводной)
  • Тормоз вентилятора (только абсорбция)
  • Гидравлический тормоз (только абсорбционный)
  • 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 [ править ]

Вихретоковые (ВЭ) динамометры в настоящее время являются наиболее распространенными поглотителями, используемыми в современных динамометрических стенах. Амортизаторы ЕС 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, используя изменения магнитного поля, чтобы соответствовать приложенной выходной мощности.

Сложные системы EC позволяют работать в установившемся режиме и с контролируемой скоростью ускорения.

Порошковый динамометр [ править ]

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.

Динамометры с гистерезисом [ править ]

Динамометры с гистерезисом используют магнитный ротор, иногда из сплава AlNiCo, который перемещается через силовые линии, образующиеся между магнитными полюсными наконечниками. Таким образом, намагничивание ротора вращается вокруг его характеристики BH, 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 из них предусмотрено принудительное воздушное охлаждение от внешнего источника.

Гистерезисные и вихретоковые динамометры являются двумя наиболее полезными технологиями в небольших (200 л.с. (150 кВт) и менее) динамометрах.

Динамометр электродвигателя / генератора [ править ]

Динамометры с электродвигателем / генератором - это специализированный тип привода с регулируемой скоростью . Блок абсорбции / привода может быть двигателем переменного тока (AC) или двигателя постоянного тока (DC). Электродвигатель переменного или 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 двигателем переменного тока - это 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. Там, где это разрешено, оператор динамометра может получить оплату (или кредит) от коммунального предприятия за возвращенную мощность через чистые измерения .

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

Динамометры для электродвигателей / генераторов, как правило, более дороги и сложны, чем динамометры других типов.

Тормоз вентилятора [ править ]

Вентилятор нагнетает воздух, чтобы обеспечить нагрузку на двигатель. Крутящий момент, поглощаемый тормозом вентилятора, можно регулировать, изменяя зубчатую передачу или сам вентилятор, или ограничивая воздушный поток, проходящий через вентилятор. Из-за низкой вязкости воздуха эта разновидность динамометра по своей природе ограничена по величине крутящего момента, который он может поглотить.

Срезной тормоз с принудительной смазкой [ править ]

Маслосрезной 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. Управление крутящим моментом может быть пневматическим или гидравлическим. Принудительная смазка сохраняет масляную пленку между поверхностями, чтобы исключить износ. Реакция плавная до нулевых оборотов без прерывистого скольжения. Нагрузки до сотен тепловых лошадиных сил могут быть поглощены посредством 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 прикладывать 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 [ править ]

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 факторинга 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 способностью изменять нагрузку, лишь немного превосходя вихретоковые поглотители. Обратной стороной является то, что для них требуется большое количество горячего масла под высоким давлением и масляный резервуар.

Амортизатор водяного тормоза [ править ]

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

Воды тормоза абсорбера иногда ошибочно называют «гидравлический динамометр». Изобретенные британским инженером Уильямом Фроудом в 1877 году в ответ на запрос Адмиралтейства о создании машины, способной поглощать и измерять мощность больших военно-морских двигателей [4], водяные амортизаторы тормозов сегодня относительно распространены. Они отличаются высокой мощностью, небольшими размерами, малым 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 [ где? ] 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 доливкой (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 [ править ]

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 тогда, когда это необходимо (и без абсорбции). (Более дешевый) абсорбционный динамометр рассчитан на максимальное требуемое поглощение, тогда 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 обычно используемой конфигурацией этого типа. К недостаткам можно отнести необходимость второго набора услуг испытательной ячейки (электричество и охлаждение) и немного более сложной системы управления. Следует уделять внимание переходу между движением и торможением с точки зрения устойчивости управления.К недостаткам можно отнести необходимость второго набора услуг испытательной ячейки (электричество и охлаждение) и немного более сложной системы управления. Следует уделять внимание переходу между движением и торможением с точки зрения устойчивости управления.К недостаткам можно отнести необходимость второго набора услуг испытательной ячейки (электричество и охлаждение) и немного более сложной системы управления. Следует уделять внимание переходу между движением и торможением с точки зрения устойчивости управления.

Как динамометры используются для испытаний двигателей [ править ]

Динамометры полезны при разработке и совершенствовании современной технологии двигателей. Идея заключается в использовании динамометрического стенда для измерения и сравнения передачи мощности в различных 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 будет 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 [ править ]

Динамограф 1
Динографический график 2

«Тормозной» динамометр прикладывает переменную нагрузку к первичному двигателю (PM) и измеряет способность PM перемещать или удерживать частоту вращения в зависимости от приложенной «тормозной силы». Обычно он подключается к компьютеру, 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 испытывают на холостых оборотах, несколько превышающих максимальные, и измеряют выходную мощность и наносят на нее 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 возникают при движении транспортного средства на спуске или при включении / выключении дроссельной заслонки).

Типы процедур динамометрических испытаний [ править ]

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 (т. Е. Инерционной или тормозной нагрузкой), но ему разрешается «качаться» в оборотах в непрерывном режиме от заданных более низких «начальных» оборотов до заданных «конечных» оборотов. Эти испытания можно проводить с помощью инерционных или тормозных динамометров.
  3. Переходные испытания: обычно проводятся 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 американские легкие UDDS, HWFET, US06, SC03, ECE, EUDC и CD34, а циклы испытаний двигателей включают ETC, HDDTC, HDGTC, WHTC, WHSC и ED12.

Типы проверок [ править ]

  1. Инерционная развертка : инерционная динамометрическая система обеспечивает маховик с фиксированной инерционной массой и вычисляет мощность, необходимую для ускорения маховика (нагрузки) от начального до конечного числа оборотов в минуту. Фактическая вращательная масса двигателя (или двигателя и транспортного средства в случае динамометрического стенда 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 испытания 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 [цитата необходима ]по сравнению с работой в реальном мире. Из-за недостаточного времени работы под нагрузкой температура в камере внутреннего сгорания становится нереально низкой, а показания мощности - особенно после пика мощности - смещены в сторону низких значений.
  2. Лапа с грузом тормозного динамометрического типа включает в себя:
    1. Простое изменение фиксированной нагрузки : во время испытания применяется фиксированная нагрузка - несколько меньшая, чем мощность двигателя. Двигателю разрешено ускоряться от начального до конечного числа оборотов, изменяясь с его собственной скоростью ускорения, в зависимости от выходной мощности при любой конкретной скорости вращения. Мощность рассчитывается с использованием (частота вращения x крутящий момент x постоянная) + мощность, необходимая для ускорения динамометрического стенда, и вращающаяся масса двигателя / транспортного средства.
    2. Контролируемое колебание ускорения : аналогично базовому использованию, как (выше) простой тест развертки с фиксированной нагрузкой, но с добавлением активного управления нагрузкой, которое нацелено на конкретную скорость ускорения. Обычно используется 20 кадров / с. [ кем? ]
  3. Контролируемая скорость ускорения : используемая скорость ускорения регулируется от двигателей малой мощности до двигателей большой мощности, при этом предотвращается чрезмерное увеличение и сокращение «продолжительности испытания», что обеспечивает более воспроизводимые результаты испытаний и настройки.

В каждом типе теста развертки остается проблема потенциальной ошибки считывания мощности из-за переменной общей вращающейся массы двигателя / динамометрического стенда / транспортного средства. Многие современные управляемые компьютером тормозные динамометрические системы способны определять это значение «инерционной массы», чтобы устранить эту ошибку. [ оригинальное исследование? ]

«Тест развертки» почти всегда вызывает подозрение, поскольку многие пользователи «развертки» игнорируют фактор вращающейся массы, предпочитая использовать «коэффициент» бланкета при каждом тесте 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 устраняет ошибку вращающейся инерционной массы при испытании развертки, поскольку во время испытания этого типа нет ускорения.

Характеристики переходных испытаний [ править ]

Агрессивные движения дроссельной заслонки, изменения частоты вращения двигателя и работа двигателя являются характеристиками большинства переходных испытаний двигателя. Обычной целью этих испытаний является определение выбросов и омологация 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 значительную часть работы двигателя, цикл переходных испытаний с использованием вихретокового динамометрического станка даст разные результаты испытаний на выбросы. Окончательная регулировка должна выполняться на динамометрическом стенде, пригодном для использования в автомобилях.

Динамометр двигателя [ править ]

Динамометр HORIBA TITAN

Двигатель динамометр измеряет мощность и крутящий момент непосредственно от двигателя коленчатого вала (или маховика ), когда двигатель удален от транспортного средства. Эти стенды не учитывают потери мощности в трансмиссии, такой как коробка передач , трансмиссия и дифференциал .

Динамометр шасси (катящаяся дорога) [ править ]

Основная статья: Динамометр шасси
Saab 96 на динамометре шасси

Шасси динамометр, который иногда называют в качестве скользящей дороги, [5] меры , мощности , подводимой к поверхности «приводного ролик» с помощью приводных колес . Транспортное средство часто привязывается ремнями к ролику или роликам, которые затем поворачиваются, и таким образом измеряется выходная мощность.

В современных динамометрических системах с роликовым шасси используется «ролик Salvisberg» [6], который улучшает тягу и воспроизводимость по сравнению с использованием гладких или рифленых приводных роликов. 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 режиме реального времени.

Доступны другие типы динамометров для шасси, которые исключают возможность проскальзывания колес на приводных роликах старого образца, и крепятся непосредственно к ступицам транспортного средства для прямого измерения крутящего момента от оси.

Системы динамометрических испытаний для разработки и омологации выбросов автотранспортных средств часто включают в себя отбор проб выбросов, измерение, управление частотой вращения двигателя и нагрузкой, сбор данных и мониторинг безопасности в полную систему испытательной ячейки. Эти испытательные системы обычно включают сложное оборудование для отбора проб выбросов (например, пробоотборники постоянного объема и системы подготовки проб неочищенных выхлопных газов ) и анализаторы. Эти анализаторы намного более чувствительны и намного быстрее, чем типичный портативный анализатор выхлопных газов. Время отклика менее одной секунды является обычным явлением и требуется для многих переходных циклов испытаний. В розничной торговле также принято настраивать соотношение воздух-топливо с помощью широкополосного кислородного датчика, который отображается на графике 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 валу или маховике на динамометрическом стенде двигателя. [7]

История [ править ]

Динамометр Грэма-Дезагулье был изобретен Джорджем Грэхемом и упомянут в трудах Джона Дезагулье в 1719 году. [8] Дезагюлье модифицировал первые динамометры, и поэтому инструмент стал известен как динамометр Грэма-Дезагюлье.

Динамометр Ренье был изобретен и обнародован в 1798 году Эдме Ренье , французским производителем винтовок и инженером. [9]

Был выдан патент (датированный июнем 1817 г.) [10] [11] Сибе и Марриот с Флит-стрит, Лондон, на усовершенствованную машину для взвешивания.

Гаспар де Прони изобрел тормоз де Прони в 1821 году.

Дорожный индикатор Macneill был изобретен Джоном Макнейлом в конце 1820-х годов, продолжая развитие запатентованной системы взвешивания Marriot.

Компания Froude Ltd из Вустера, Великобритания, производит динамометры для двигателей и транспортных средств. Они приписывают Уильяму Фроуду изобретение гидравлического динамометра в 1877 году и говорят, что первые коммерческие динамометры были произведены в 1881 году их предшественницей компанией Heenan & Froude .

В 1928 году немецкая компания Carl Schenck Eisengießerei & Waagenfabrik построила 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 уже много лет. Компания Dynamatic Corporation, основанная братьями Винтерс, производила динамометры в Кеноша, штат Висконсин, до 2002 года. Dynamatic была частью Eaton Corporation с 1946 по 1995 год. В 2002 году компания Dyne Systems из Джексона, штат Висконсин, приобрела линейку динамометров Dynamatic. Начиная с 1938 года, Heenan & Froude в течение многих лет производила вихретоковые динамометры по лицензии Dynamatic и Eaton. [12]

См. Также [ править ]

  • Вагон-динамометр для железной дороги
  • Динамометрический стенд для испытаний двигателей, например , двигателей внутреннего сгорания.
  • Датчик силы
  • Экономия топлива в автомобилях
  • Динамометр силы руки
  • Станочный динамометр
  • Универсальная испытательная машина

Заметки [ править ]

  1. ^ health.uottawa.ca Архивировано 16 ноября 2009 г. в Wayback Machine , Dynamometry
  2. ^ http://www.magtrol.com/manuals/hbmanual.pdf
  3. ^ «Время испытания на срезание с помощью масляного срезного тормоза» . Новости промышленного оборудования . Архивировано из оригинального 24 сентября 2015 года . Проверено 22 июля 2015 года .
  4. ^ «История | О нас» . Фруд Хоффманн. Архивировано из оригинала на 2013-03-02 . Дата обращения 9 января 2013 .
  5. ^ "Rolling Road Dyno" . Инструменты настройки . Архивировано из оригинала на 3 декабря 2016 года . Проверено 3 августа 2012 года .
  6. ^ "Патент США: D798762 - Ссылка на ремешок для часов" . uspto.gov . Проверено 7 апреля 2018 года .
  7. ^ Джон Dinkel, "шасси динамометр", путь и путевое Иллюстрированный Автомобильный словарь (Bentley Publishers, 2000)стр. 46.
  8. ^ Бертон, Аллен В. и Дэрил Э. Миллер, 1998, Оценка навыков движения
  9. ^ Ренье, Эдме. Описание и использование динамометра, 1798 г.
  10. ↑ Хеберт, Люк (7 апреля 2018 г.). «Энциклопедия инженера и механика: понимание практических иллюстраций машин и процессов, используемых в каждом описании производства Британской империи» . Келли . Проверено 7 апреля 2018 г. - через Google Книги.
  11. ^ "Ежемесячный журнал" . Р. Филлипс. 7 апреля 2018 . Проверено 7 апреля 2018 г. - через Google Книги.
  12. ^ Винтер, Мартин П. (1976). Вихревые токи . Кливленд, Огайо: Eaton Corporation.

Ссылки [ править ]

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