Chassis Dyno - Roller Dyno sau Stand de Sasiu cu role.
Standurile dyno de motor sunt utile pentru a masura excusiv puterea motorului, standurile de cutie de viteze sunt utile in a masura pierderile in cutia de viteze, standurile de sasiu hub-dyno masoara puterea la trenul de rulare, insa un singur tip de dyno masoara Forta de Tractiune ce pune efectiv in miscare masina. Acesta este Chassis Roller Dynamometer (Standul Dyno cu Role).
Masina se aseaza pe rolele standului pentru a fi testata, functionand exact in aceleasi conditii ca pe strada sau circuit. Indiferent de marca, tip, culoare, producator .. etc, toate dinamometrele cu role au urmatoarele caracteristici cumune:
- Orice dyno cu role (de sasiu) este un stand inertial. Adica foloseste masa rolelor pentru a masura cuplul de acceleratie ACC.Trq. Masa rolelor (500 - 1000 Kg) este o masa de inertie cuplata mecanic (prin intermediu rotilor) in timpul oriarui test ce se efectueaza pe standul cu role.
- Masurarea cuplului TOTAL.Trq se face la axul rolelor.
Unui stand cu role i se poate atasa un sistem suplimentar de absorbtie a puterii dezvoltate la role (P.A.U. Power Absorption Unit). In acest caz standul dyno cu role se mai numeste si Stand cu role cu frana. Cuplul mecanic absorbit de aceasta frana fiind denumit PAU.Trq.
Tinand cont de caracteristicile constructive de mai sus putem diferentia standurile de sasiu (cu role) in:
- Stand cu role exclusiv inertial (sau Inertial Chassis Dyno)
- Stand cu role cu frana (Brake Chassis Dyno)
Un stand cu role cu frana putand masura exact ca un stand exclusiv inertial, (daca nu foloseste frana), pe cand un stand excusiv inertial neavand frana nu poate avea capacitatea de masura a standului cu frana.
Acestea sunt ecuatiile de functionare a oricarui dyno (de motor, hub-dyno sau chasiss dyno):
In ecuatiile 4.2) 4.3) si 4.4) apar urmatoarele notatii:
TOTAL.Trq = Cuplul Mecanic Total masurat de dyno
STATIC.Trq = Cuplul mecanic dezvoltat de motor pentru a invinge cuplurile statice rezistente (PAU.Trq si PARA.trq)
PAU.Trq = Power Absorption Unit. Cuplul mecanic rezistent al franei standului dyno
PARA.Trq = Cuplul mecanic rezistent parazit din sistem (Pierderile de putere descrise in cap 2.1, cap 2.2 si cap 2.3 respectiv puterea pierduta in auxiliare, transmisie si roti)
ACC.Trq = Cuplul mecanic produs de motor pentru a accelera masa inertiala ce este atasata de acesta (volanta, pinioane din cutie, cardan, pinioane din diferential, planetare, roti si rolele standului dyno). Moment de inertie.
Eng.Trq = Cuplul Motorului la vibrochen
n = Raport Final de Transmisie. Raportul dintre Turatia Motorului si Turatia Arborelui unde se face masuratoarea. (De exemplu daca masuram la iesirea din cutia de viteze in treapta 1 atunci n = raportul respectiv al treptei 1.
In cazul standului dyno de sasiu deoarece masuratoarea TOTAL.Trq se face la rola dyno avem:
In cazul Standului cu role exclusiv inertial: TOTAL.Trq = PARA.Trq + ACC.Trq adica cuplul masurat este suma cuplului de inertie ACC.Trq si cuplul mecanic parazit
(pierderi) PARA.Trq
In cazul Standului cu role cu frana TOTAL.Trq = PAU.Trq + PARA.Trq + ACC.Trq adica in afara de cuplul de inertie si cuplul parazit (pierderile) se adauga un cuplul rezistiv al franei PAU.Trq. Acest cuplu controlabil aplicat de standul cu role cu frana este esential pentru o masuratoare corecta mai ales in cazul masinilor puternice al carui cuplu (putere) la role este mare, sau testarii in trepte inferioare a masinilo. In lipsa ecestei frane, (sau testarii fara frana) masina accelereaza intr-un regim diferit fata de functionarea reala (pe strada), cuplul de inertie rezistent al rolelor fiind prea mic pentru o masuratoare corecta. Producatorii de dyno exclusiv inertiale recomanda echiparea cu role mai grele daca se doreste testarea masinilor mai puternice. Binenteles aceasta fiind o solutie neprofesionala, de compromis, dar rentabila financiar.
Fig 3)
In schema lantului cinematic al standului dyno cu role de mai sus apar urmatoarele rapoarte de transmisie:
ncd - raport de transmisie cutie de viteze - diferential (acesta este raportul treptei de viteze in care se face masuratoarea
ndr - raport de transmisie diferential - planetare, roata (este raportul de transmisie al diferentialului)
nrr - raportul de transmisie intre roata si rola standului dyno
Deci raportul final de transmisie intre turatia motorului Engine RPM si turatia rolei dyno este
n = nmr - raport final de transmisie motor-rola
Pentru a intelege mai usor modul de functionare al unui dyno de sasiu cu role vom exemplifica numeric cu rezultate obtinute pe Standul Mustang Dynamometer ce este unul dintre cele mai complexe si performante standuri cu role cu frana din lume.
Chiar daca unitatea de masura [PS] reprezentand calul putere metric nu mai este folosita de nici un standard oficial vezi cap 3.1) (noi folosind in mod curent HP-ul), in acesta exemplificare o vom folosi pentru a va inlesni compararea rezultatelor.
Reamintim ca orice stand dyno din lume masoara doar cuplul si turatia dupa care aplica formulele 4.2 , 4.3, 4.4 pentru aflarea puterii. Conform demonstratiei facute in cap 3.1 , III) putem exprima cuplu prin putere in raport cu turatia RPM in acel punct.
Un stand de masura cu adevarat performant si universal ca cel pe care il avem in dotare va permite selectarea afisarii unitati de masura dorite, astfel pe Standul cu Sasiu Mustang Dynamometer putem selecta intre unitatile de masura descrise de standardele in viguare (EEC/DIN sau SAE) respectiv [KW] sau [HP] sau unitatea de masura comerciala [PS].
Deci in continuare vom afisa puterea in [PS] si Cuplul in [Nm].
Standul dyno masoara in mod direct urmatorii parametri:
1) PARA.Trq[Nm] - Cuplul parasitic rezistent este masurat PE ORICE STAND CU ROLE astfel: Masina este accelerata pe dyno pana la o anumita viteza dorita dupa care este scoasa din treapta de viteza, lasata sa decelereza IN GOL pana cand viteza este zero. Cunoscand masa rolelor, si masurand timpul pana la oprire, standul determina acest cuplu rezistent.
PARA.Trq reprezinta suma urmatoarelor pierderi (vezi cap2):
- O parte din pierderile in transmisie (rulmentii, diferential etc ) dar fara pierderile din cutia de viteze ! contrar a ceea ce cred multi posesori de dyno deveniti "guru" pe forumuri, pierderile in cutia de viteze se determina doar pe standul de cutii de viteze. (vezi cap 2.1) cand puterea este "trecuta" prin cutia de viteze spre roti si nu atunci cand masina este scoasa din viteza si decelereaza in gol iar motorul este la ralanti! In acest test putem avea un motor de 600 PS si unul de 60 PS si ar arata acceasi putere pierduta deoarece standurile dyno de sasiu masoara PARA.Trq doar pe revenire !!!
Binenteles consultand documentatia producatorilor de orice dyno de sasiu, (Maha, Vtech, Mustang etc) veti constata ca acestia nu "se lauda" cu ceva ce nu pot masura, descriind aceasta puterea parazitica in mod corect. Marketing-ul sau probabil necunostinta diferitelor firme autohtone de dyno-tuning, fiind cele ce fac posibila aceasta confuzie.
- O parte din Puterea pierduta in cauciucuri. Puterea pierduta in cauciucuri reprezinta 95% din PARA.Pwr[PS] = (PARA.Trq[Nm] * RPM)/7023 si este puternic dependenta de viteza de rulare a masinii. (vexi cap 2.3). Puterea pierduta in cauciucuri este proportionala si cu forta de tractiune dezvoltata la roti. Din nou aceasta forta de tractiune nu este prezenta cand se face masuratoarea de putere pierduta. (motorul fiind la ralanti cand se masoara aceasta putere nu genereaza nici o forta de tractiune).
2).PAU.Trq[Nm] . Power Absorption Unit. Este Cuplu mecanic rezistent al franei. Orice dyno de calitate trebuie sa aiba o frana, controlabila (eddy currents) pentru a opune rezistenta motorului in timpul testului de putere. Vom analiza formulele si rezultatele obtinute pentru a vedea de ce anume este obligatoriu acest lucru. Acest PAU.Trq fiind generat de stand este cunoscut in orice moment al testului.
3) ACC.Trq . Reprezinta cuplul mecanic necesar accelerarii unei mase (rolele standului).
Masa rolelor este cu mult mai mare decat masa totala a transmisiei unei masini (Masa role >> masa planetare + masa volanta + masa pinioane din cutie viteze +
..etc). Masa rolelor fiind cunoscuta, standul masoara acceleratia rolelor in timpul testului si obtine cuplul de acceleratie ACCTrq.
4). Turatia Rolelor. Standul masoara turatia rolelor printr-un simplu senzor hall sau optic montat la role.
5). Eng RPM Engine RPM reprezinta turatia motorului iar standul dyno o masoara in mod direct prin: OBD, optic, clampare fisa bujie, calibrare role sau pulsuri alternator. Exista foarte multe metode de masurare a turatiei motorului, dar nu se recomanda introducerea de catre operator in mod manual a acesteia. Standul trebuie sa o masoare in mod direct in timpul testului !!!
Pe baza parametrilor 1 - 4 masurati LA ROLE si a parametrului 5 (Eng.RPM) masurat la motor, standul dyno de sasiu ofera puterea si cuplul la motor!
Datorita metodei (pe revenire) de masura a puterii parazite pierdute (PARA.Pwr) descrisa mai sus, cuplul si puterea afisata va fi intotdeauna mai mica decat cea reala dezvoltata de motor !
In functie de cutia de viteze a masinii, aceasta putere afisata fiind intre 95% si 98% din puterea dezvoltata de motor.
In continuare vom exemplifica cu rezultate cantitative obtinute in urma testarii unui BMW 320d pe standul 4x4 Mustang Dynamometer.
Spre deosebire de alte dyno, Standul Mustang poate testa masina in orice treapta de viteze si obtine aceleasi valori pentru puterea la motor, oferind conditii de rulare masinii, identice cu cele de pe drum. Am ales pentru test treata III-a deoarece datorita franei cu curenti Eddy putem incarca masina simuland conditiile de rulare obisnuite, nefiind nevoie ca in cazul standurilor de sasiu fara frana (inertiale) sa rulam masina cu 200 + Km/h in treapta V-a sau VI-a pentru a obtine niste rezultate. Astfel lucram cu pierderi parazitice reduse, uzura in cauciucuri redusa .. etc
By Racingcode.ro
