Тестирование на динамометрическом стенде

Тестирование на динамометрическом стенде

Можно потрать большое количество времени и средств с целью увеличения мощности и экономичности двигателя, и в результате не достичь цели просто потому, что не было выполнено тестирование на динамометрическом стенде. Невозможно модифицировать двигатель с целью увеличения мощности , выполнив все настройки «на глаз», особенно если учесть тот факт, что все современные двигатели оснащены сложными электронными системами управления. Конечно же, тестирование на динамометрическом стенде не является главным критерием оценки тюнинга автомобиля по многим причинам. Вы не сможете точно проверить насколько уверенно будет ускоряться двигатель или насколько хорошо будет реагировать дроссельная заслонка на соответствующую нагрузку двигателя. Также действенность тестирования на динамометрическом стенде зависит от профессиональных качеств оператора. Всегда можно попасть на операторов, которые ищут «легкой наживы», тестирование на динамометрическом стенде не является исключением. Большинство операторов динамометрического стенда знают довольно мало о модификациях мощности и экономичности. В большинстве случаев это всего лишь механики, занимающиеся наладкой различных систем автомобиля. Они занимаются заменой свечей зажигания, устанавливают опережение зажигания и зазор клапанов, затем выполняют тестирование на динамометрическом стенде, чтобы доказать клиенту, что модификация является эффективной. Покупатель платит деньги и уезжает довольный, не догадываясь, что автомобиль работает с максимальной производительностью. Теперь у него есть график, на котором указано, что мощность автомобиля возросла, к примеру, на 6 л.с. по сравнению со стандартными спецификациями. Использующееся таким образом, тестирование на динамометрическом стенде становится лишь рекламным ходом, способным обеспечить наивного автолюбителя материальными доказательствами в форме результатов тестирования, что модификация действительно эффективна.

Вследствие недостатка знаний многие автолюбители попались на эту удочку. В действительности, чтобы не попасть в такую же ловушку, нужно уметь отличить опытного оператора от непрофессионального любителя. Знания, которые вы получили после прочтения этой книги и другой специальной литературы, должны помочь вам в этом. Прежде всего необходимо побеседовать с оператором, чтобы убедиться, что он действительно разбирается в своем деле. Затем посмотрите на автомобили, которые имеются в гараже, а также кто является их клиентом. Только после небольшого расследования вы можете убедиться, что тестирование на динамометрическом стенде будет действительно эффективным и стоящим.

Существует два основных типа динамометрических стендов: динамометрический стенд со снятием двигателя и стационарный стенд с беговыми барабанами. Стационарный стенд с беговым барабаном чаще всего используется для тюнинга и незначительных модификаций легковых автомобилей, использующихся в стандартных дорожных условиях. Он довольно удобен в использовании, потому что необходимо просто заехать на беговой барабан и запустить двигатель, чтобы определить мощность и крутящий момент. Динамометрический стенд со снятием двигателя используется для серьезной и точной настройки двигателя. Во время данного тестирования можно получить огромное количество данных, кроме мощности и крутящего момента, например, интенсивность потока воздуха на впуске, интенсивность потока топлива, температура отработавших газов в каждом цилиндре и т.д. динамометрическое тестирование на беговом барабане не настолько чувствительно, однако в руках профессионала и оно может стать очень полезным. Например, вы можете узнать изменения в работе карбюратора даже при незначительном увеличении мощности, а сравнение данных интенсивности потока топлива может указывать на непропорциональное увеличение расхода топлива, что может быть неприемлемо. Увеличение турбо наддува может казаться отличной идеей, однако во время тестирования на динамометрическом стенде может выясниться, что увеличение мощности совсем незначительное. Мощность может резко упасть на высоких оборотах, поэтому при увеличении частоты вращения показания мощности могут остаться такими же. Это может указывать на обедненную топливовоздушную смесь. Возможно, форсунки, топливный насос или топливные фильтры достигли предельной пропускной способности . С другой стороны пропускная способность может ограничиваться принудительно электронным блоком управления.

Существует несколько типов динамометрических стендов, которые постоянно используются операторами для оптимизации технических характеристик автомобиля. Однако не стоит обращать пристальное внимание на цифры. Даже среди так называемых динамометрических стендов «точной настройки» допустимы погрешности до 10%. Причиной может быть тот факт, что динамометрические стенды различных производителей калибруются по-разному. А также, возможно компании-производители динамометрических стендов не имеют средств на калибровку при помощи высокотехнологичного оборудования. Само по себе это неплохо, при условии, что оператор знает свое дело. Главное – не пытаться сравнить результаты нескольких динамометрических стендов. В таком случае, вы может выполнить модификацию и подумать, что мощность автомобиля увеличилась на 10 л.с., хотя на самом деле она упала. В таблице 15.1 показаны результаты тестирования двигателя одного и того же автомобиля Chevrolet 350 на различных динамометрических стендах.

Таблица 15.1. Сравнительное тестирование на динамометрических стендах двигателя автомобиля Chevrolet 350.

Примечание:
Двигатель не был модифицирован во время выполнения тестов. Данные мощности и крутящего момента были откорректированы с учетом изменений плотности воздуха.

Во время тестирования двигателя на динамометрическом стенде результаты фиксируются при увеличении частоты вращения на 250-500 об/мин рабочего диапазона. Затем полученные результаты обрабатываются, чтобы получить данные мощности и крутящего момента, так как только самые последние динамометрические стенды оснащены процессорами, которые выдают готовые результаты. Во время вычислений используется корректирующий фактор для стандартизации данных. Если вы не использовали корректирующий фактор, сравнение уровня мощности с данными полученными при слегка отличных условиях не могут быть выполнены. Во время тестирования на динамометрическом стенде необходимо проверить атмосферное давление при помощи барометра и температуру воздуха и относительную влажность при помощи психрометра, так как это может повлиять на плотность воздуха. в действительности, чем прохладнее воздух и чем выше его давление, тем больший объем топливовоздушной смеси может поместиться в цилиндре, что свою очередь приводит к увеличению мощности. И наоборот, если температура воздуха выше, а атмосферное давление низкое, мощность снизится. Чтобы компенсировать этот фактор во время тестирования на динамометрическом стенде, и возможно для сравнительной характеристики используется корректирующий фактор.

Формула перевода для расчета крутящего момента для определенного тестирования на динамометрическом стенде при ведена ниже:

Где W – показания стрелки динамометрического стенда, C/F – корректирующий фактор

Например, если во время тестирования скручивающее усилие (W) составляло 7,31, а атмосферное давление составляло 764 мм рт.ст., а температура воздуха 9 °С и 20 °С соответственно, крутящий момент двигателя можно вычислить по приведенной выше формуле:

W = 7.31,

C/F = 1.016,

Мощность – это работа, разделенная на время, следовательно, мощность двигателя можно рассчитать по следующей формуле:

Скорость двигателя измеряется в оборотах в минуту, поэтому при расчете мощности необходимо использовать фактор времени:

Необходимо еще рассчитать среднее эффективное тормозное давление (BMEP). Данное значение действительно показывает насколько эффективно работает двигатель, независимо от его объема и частоты вращения. В действительности это значение представляет собой среднее давление в цилиндрах вырабатывающееся во время четыре тактов и рассчитывается при помощи формулы:

где L – объем двигателя в литрах.

Среднее эффективное тормозное давление большинства двигателей составляет 965-1138 кПа, в то время как автомобили, предназначенные для любительских гонок, должны иметь давление 1172-1310 кПа. Например, двигатель автомобиля BMW объемом 3,2 л имеет среднее эффективное тормозное давление 1379 кПа, при этом обеспечивая отличные технические характеристики при вождении.

Необходимо также рассчитать удельный расход топлива. При этом необходимо запустить двигатель на максимальной интенсивности потока топлива. Очевидно, что чем меньше двигатель расходует топлива, чтобы выработать 1 л.с., тем более эффективным будет процесс горения, так как больше энергии будет получаться из одного литра топлива. По мере увеличения значения удельного расхода топлива, эффективность горения будет возрастать до момента, пока снижение удельного расхода не приведет к уменьшению мощности.

Во время любого тестирования на динамометрическом стенде необходимо выполнять только одну модификацию за один раз. Это единственный способ выяснить, как отреагировал двигатель на выполненное изменение. Если в каждом тестировании вводилась только одна переменная, иногда трудно сказать, что необходимо предпринять затем, именно поэтому при вводе нескольких переменных, вы просто не сможете узнать куда приведут вас выполненные изменения. Иногда тюнинг двигателя может быть очень утомительным и сложным занятием, потому что вы часто будете заходить в тупик. Однако, если вы не оставите попытки и продолжите систематически выполнять модификации, вы в конечном итоге сможете добиться увеличения эффективности и экономичности двигателя. При этом очень важно вести точные записи выполненных работ. Никогда не торопитесь, тщательно и осторожно обдумайте все, прежде чем приступать к модификации вашего автомобиля.