Kako se vrši merenje snage motora?

Engine dyno, chassis dyno, hub dyno…

Snaga motora meri se dinamometrom(Dynamometer).
Merenje snage, odnosno snage i obrtni moment mogu da se vrše na više načina. Zavisi od toga da li se merenje snage vrši kada je motor već ugrađen u automobil ili je motor izvan automobila.
To bi ujedno bila i neka najgrublja podela dinamometara:

• Engine dyno
• Cahassis dyno

Šta je engine dyno?

Engine dyno dinamometri su praktično razvojni stolovi gde se se pored mrenja snage vrše i mnoga merenja parametara rad. Ovakvi dinamometri nisu u upotrebi na našim prostorima. Barem ja nemam takvu informaciju. Najčešće ih koriste timovi koji rezvijaju motore za razne autombolske sportove.
Video ispod najbolje opisuje kako engine dyno radi.

Šta je chassis dyno?

Chassis dyno(Chassis dynamometer) su dinamometri na kojima se snaga meri tako što se automobil postavlja na dinamometar.

Chassis dyno su dinamometri na kojima se snaga meri kad ej motor već ugrađen u automobil. Postoje nekoliko osnovnih tipova chassis dinamometara:

• Inercioni dinamometri
• Kočeni dinamometri
• HUB dinamometri

Inercioni dinamometri su ništa drugo do par ili više parova rolera(metalnih valjaka) na kojima postoji bar jedan ili više senzora broja obrtaja. Merenje snage zapravo ne postoji već softver na osnovu ubrzanja poznate mase rolera kalkuliše koliko automobil ima snage. Dakle na ovim dinamometrima ne postoji nikakav senzor koji meri snagu ili obrtni moment, već se kriva snage proračunava na osnovu merenja ubrzanja mase rolera.
Ovakvi dinamometri poželjno je da imaju veću masu kako bi ta masa stvarala otpor ubrzanju i kako bi se uslovi u toku testiranja iole približili relanim uslovima voženje.
Preciznost “merenja” ovakvim dinamometrima je jako diskutabilna i u najviše zavisi od samog automobila. Ako se snaga meri na slabijim ili atmo(bez turba) motorima, onda su merenja veoma dobra. Međutim merenja snažnih turbo motora su dosta neprecizna. Zapravo slab otpor koji pruža masa dinamometra je nedovoljan da stori realne uslove za testiranje. Samim tim test traje svega nekoliko sekundi, broj semplova je mali a nagla ubrzanja mase usled veliko obrtnog momenta dovode u zabunu softver koji izačunava dosta neprecizna “merenja” snage.

Kočeni dinamometri kao samo ima kaže imaju kočnicu. Ne kočnicu da iih zaustavi već kočnicu koja pruža otpor automobilu koji ubrzava na rolerima. Kočnice mogu biti:

• Frikcione
• Vodene
• Eddy current

Obzirom da prve dve jedva da mogu da se nađu u upotrebi u Evropi, neću ih detaljno opisivati.

Šta je Eddy current brake?

Eddy current kočnica je najčešća u upotrebi. U pitanju je elektromagnetna kočnica koja se osim u dinamometrima najčešće koristi u kamionima i autobusima pod nazivom retarder. Kako funcioniše detaljno opisuje video ispod:

Ukratko dinamometrom sa kočnicom upravlja napredniji softver preko kontrolera koji mogu da unapred definišu uslove testiranja. Na primer može se testirati samo na odrđenom broju obrtjaja(rpm), na određenoj brzini(km/h), u određenom trajanju test (12s), određenom ubrzanju(200rpm/s)… Mogućnosti je mnogo a princip merenje je jednostavan. Roleri pokretani snagom motora preko točkova vozila pokreću rotor kočnice, stator kočnice čine elektromagnetni kalemovi čije napajanje kontoliše softver. Stator kočnice povezan je sa šasijom dinamometra u jednoj tačci preko ćelije snage(load cell). Ćelija u svakom trenutku beleži kojom silom se automobil suprostavlja poznatoj sili kočenja(silu kočenja kontroliše softver).

Ukratko, softver upravlja napajanjem kočnice i na taj način diktira opterećenje. Automobil pod punim gasom pokušava da nadjača opterećenje. Koliko snažno deluje na rolere meri ćelija. Merenje ćelije, masa rolera…. i svi ostali parametri ispisjuju realnu krivu snage i obrtnog momenta.

Stvar oko brojki se dodatno komplikuje činjenicom da se snaga na ovaj a i inercioni metod meri na točku a ne na radilici motora. Između radilice i točka je menjač koji stvara određene gubitke, točkovi nepoznate mase, gume…
Svi ti gubitci umanjuju stvarnu snagu motora. Kako se prevazilazi ovaj problem? Većina dinamometara ima jasnu računicu mase rolera, kočnice… svih komponenti koje se okreću u toku testiranja. Na osnovu te poznate mase moguće je prilično precizno izračunati koliko je vremena potrebno da se ta masa zaustavi sa određenog broja obrtaja.
Ali kada se na rolere postavi automobil, to usporenje se značajno menja upravo otporom koji pružaju točkovi, gume, manjač… Ozbiljni dinamometri beleže ovaj gubitak od onog trenutka kada se pusti gas, pritisne kvačilo i dinamometar zajedno sa vozilom počne da se zaustavlja do 0km/h. Ova kriva koja se tom prilikom beleži, naziva se Chassis Friction Losses ili Coast Down losses.
Zbir snage izmerenje na točkovima (Wheel Power) i gubitka transmisije (Coast Down losses) daju snagu na motoru, radilici… Ili kako se sve ne naziva (Engine Power)

Šta je HUB dyno

HUB Dyno ili HUB dinamometri se najčeće koriste za merenje velike snage i obrtnog momenta. Naime na običnim šasijskim dinamometrima javlja se veliki problem gubitka trakcije. Na primer adekvatno merenje snage BMW-ovog 535D motora 560Nm koji nije X-Drive, je u većini slučajeva nemoguće na 2WD dinamometru. Da bi test dao ispravnu krivu snage, mora da traje najmanje 10s. Ako Eddy Current kočnica pokušava da u toj meri pruža otpor vozilu, ogroman obrtni moment će izazvati proklizavanje točkova na metalnim rolerima.
Kod HUB dinamometra nema ovoh problema. HUB dinamometra čine dve ili 4 Eddy Current kočnice koje se na vozilo povezuju tako što se postave umesto točka.

Ovakav kontakt između pogonske osovine i dinamometra znači nulti gubitak trakcije. I samim tim je na ovaj način moguće izmeriti daleko veći obrtni moment.

Ukratko(ako je uopšte kratko) to bi bila neka najosovnija podela dinamometara. Postoje i u poslednej vreme se često pominju razna pomagala koja simuliraju dyno merenje tokom vožnje ulicom. Da ne proširujemo temu na nepotrebne stvari. I sa tim uređajima slična je priča kao i sa inercionim merenjem. Softver na osnovu ubrzanja i unetih parametara nagađa koliko bi to moglo biti konja. Dakle pravog merenja nema ako nema ćelije (Load cell).