Как проводится замер мощности мотоцикла

Нам периодически задают вопросы, суть которых заключается в том - "Почему Ваш стенд показывает на 10-15лс больше чем распространенный Dynojet" ? Сразу хочу сказать - Вы правы. Мощностной стенд Диноджет действительно показывает несколько меньшую мощность. Попробуем в этой статье разобраться, кто прав - и приоткроем завесу тайны над некоторыми методами измерений, используемых нами.

Итак, как нам уже известно - стенд замеряет мощность при помощи определения ускорения эталонной массы (инерционный барабан). Чем быстрее разгоняется тяжелая болванка - тем больше мощность.

Напомним формулу вычисления крутящего момента, которую используют 99% мото-стендов:

t = I * a 

где
t - момент, Н*м
I - момент инерции вращающейся массы
a - мгновенное ускорение

Опишем полную формулу определения мощности так:

P = (  ((m/2)*r2)  *a ) * ( (RPM / 60) * 2*Pi )

Где,

P - Мощность Мотоцикла, в киловаттах
m - масса вращающихся деталей (барабан, колесо и т.д.) , килограммы
r2 - радиус вращающихся деталей, метры
a - угловое ускорение, измеряется датчиком оборотов барабана , Rad/s2
RPM - обороты барабана стенда, об/мин
Pi - число Пи, 3.14 и т.д.

hint : Если в данный момент Вы что-то не понимаете - прочитайте этот абзац еще раз, посмотрите Wikipedia, учебники физики и т.д. :) Эта формула является ключевой для понимания, как работает стенд. Если есть какие то моменты, не понятные Вам - разберитесь, пожалуйста - это очень важно для понимания дальнейшей информации.

Итак, мы получили мощность на заднем колесе мотоцикла в Киловаттах. Вроде, все правильно. Опустим пока момент, что нас не интересует эта мощность, а нужна мощность на коленчатом валу - разберемся - может где-то здесь есть ошибка!

А она - есть, не сомневайтесь. Это те самые I=m/2*r2. Момент инерции вращающихся деталей. Кажется, метод замеров гениально прост - измеряем ускорение тяжелой болванки и вычисляем мощность. Чем быстрее болванка набирает обороты - тем больше мощность мотоцикла который ее раскручивает.

Но, как бы не так. Представьте некий "эталонный мотоцикл" с мощностью на колесе 100лс.
Вы ставите его на диностенд. Делаете замер - показывает те самые 100лс. 
Теперь - запрещенный прием :) МЕНЯЕМ ЗАДНЕЕ КОЛЕСО НА ЧУГУННОЕ, весом 50кг. И - Диноджет показывает уже не 100, а какие-нибудь 30 сил. Хотя мощность то не поменялась! Меняется только масса деталей, которые двигатель разгоняет. 
Меняем колесо на совсем-совсем-легкое, скажем углепластиковое. И диноджет показывает 150лс.

Это - Второй ключевой момент в понимании алгоритмов стенда. Обычный стенд НИЧЕГО не знает про массу деталей мотоцикла . Никто же не будет взвешивать колесо мотоцикла перед замерами. Поэтому, при расчете используется только масса измерительного барабана. Прибавьте к этой массе в формуле - массу колеса, звезд, цепи и т.д. деталей мотоцикла - и вы получите РЕАЛЬНУЮ МОЩНОСТЬ НА КОЛЕСЕ (true wheel horse power - TWhp). Она уже на 5-6 лс больше той мощности, которую показывает Диноджетовский стенд.  И именно эту мощность показывают все стенды в тормозном режиме.

Соответственно, с ошибкой измерения мощности на Диноджете, в отличие от нашего стенда - ничего не сделать - все мотоциклы имеют разную массу колес, а динамометр это не учитывает.

Идем дальше.  Цепь, звезды, подшипники колес - это трущиеся детали, которые потребляют мощность. Уменьшите трение в подшипниках - и стандартный стенд покажет большую мощность. Но ведь это не правильно - мы же настраиваем не трение в подшипнике, а Двигатель. И нам интересно знать, какая мощность на выходе ДВС.

Прибавьте потери на трансмиссии (Transmission Losses - Tl) к истинной мощности (TWhp) - и Вы получите мощность двигателя (Engine Power).

Итак, реальная мощность двигателя (та, которую показывает наш стенд) - это
Ep = TWhp + Tl

То есть, к реальной мощности на колесе (обязательно с учетом массы колеса мотоцикла!) прибавляем потери на трансмиссии. И Вы видите ту самую цифру, которая указана в Техническом Паспорте мотоцикла.

Теперь, расскажем подробнее - как наш стенд измеряет TWhp и Tl.
Нет, мы не снимаем колесо и не взвешиваем его на весах. Мы не снимаем двигатель чтобы снять мощность с ведущей звездочки - нам это не надо. И весь замер длится максимум 3 минуты. Ни вы, ни оператор стенда - ничего не знает про формулы, моменты инерции, дифференцирование и прочие страшные термины - все делается полностью автоматически.

Итак, поехали!

 Типичный цикл замера:

замер на стенде

 

По Горизонтальной оси - время. По вертикали - скорость мотоцикла.

Ключевые участки подписаны снизу цифрами. Объясним, что происходит при замере.

1) Оператор плавно разгоняет мотоцикл с первой на 6 передачу. В этот момент ничего не измеряется.
2) Оператор удерживает некоторое время (3-5 секунд) стабильную скорость на 6 передаче. В этот момент стенд измеряет передаточное отношение от барабана к коленвалу, без пробуксовки.
3) Резко открываем газ на 100% - мотоцикл разгоняется, и в этот момент стенд замеряет мощность в инерционном режиме, точно так же как Dynojet.
4) Сразу после "отсечки" - выжимаем сцепление. Барабан плавно замедляется. В этот момент измеряются потери на трансмиссии мотоцикла. Грубо говоря - чем меньше потери, тем дольше будет крутиться барабан.
5) Момент истины - стенд прикладывает к барабану кратковременно тормозящее усилие на 1-2 секунды. Величина и время торможения строго определены. Именно в этот момент - зная, на сколько сильно замедлился барабан - определяется масса вращающихся деталей. Задача, обратная измерению момента - мы его уже знаем (с тензодатчика на тормозе), осталось по "ускорению" торможения определить момент инерции. Это очень просто, и к концу 5 этапа - который занимает всего 2 секунды и почти не чувствуется - мы узнаем точный момент инерции деталей мотоцикла. В этот момент становится известна TWhp 
6)
 Мотоцикл продолжает замедляться на выжатом сцеплении без торможения - продолжаем мерить потери на трансмиссии
7) Замер закончен! Мы знаем - истинную мощность на колесе с учетом инерции деталей и потери на трансмиссии.

Суммируем эти цифры и получаем мощность на двигателе! Перед отображением на мониторе - мощность приводится к условиям стандартной атмосферы по алгоритму SAE. Что это такое - в следующих статьях.

Разумеется, все данные передаются на компьютер - и Вы можете попросить показать Вам любые из них. Если Вы хотите сравнить график с полученным на Dynojet - просто попросите вывести мощность с колеса без поправок инерции. Если хотите узнать, сколько доходит до заднего колеса - Вам нужен параметр TWhp. Для определения состояния мотора - подойдет только TWhp + Tl.

Можно так же узнать, насколько "убита" Ваша цепь или колесные подшипники - это параметр Потери на Трансмиссии.

 

Почему Dynojet стенд не измеряет точно?

Если добавить алгоритм измерения в софт стенда Диноджет - он будет измерять мощность точно так же как наш, и выводить разные массы, потери и так далее. Почти все необходимое "железо" в нем есть. Но, алгоритм - давно запатентован фирмой Bosch и лицензия на его использование стоит больших денег. Сопоставимых с ценой стенда. Поэтому, добавив такое программное обеспечение - стоимость диностенда бы выросла в 1.5-2 раза, а это потеря основного рынка - бюджетный стенд для настройки PowerCommander в "рядовых" зарубежных мотосервисах.

Так что, если Вы хотите проверить показания нашего стенда - сравнивайте их с данными точных исследовательских стендов SuperFlow или MAHA, либо с данными, указанными в ПТС мотоцикла.

А так же, внимательно читайте комментарии графикам со стендов - какая именно мощность на них отображена.

x