Новости

29 июня 2017

Как сравнить динамометрические стенды доступные на рынке?

 

 

Свойства и возможности каждого диностенда определяют три составляющие: конструкция (изготовление) стенда, его программное обеспечение и используемая технология измерения. Казалось бы, тривиально, но эти три составляющие должны гармонировать. Более того – недостатки в оборудовании не могут быть „исправлены” с помощью программного обеспечения или технологии измерения. Все составные элементы должны быть идеальными, чтобы динамометрический стенд был совершенным.

 

 

Как сравнить исполнение стенда?

How to choose a right dyno?

Критической проблемой является то, что большая часть современных автомобилей (а скоро, наверное, и все автомобили) не может быть обследована без механического соединения передних и задних роликов (даже если только одна ось автомобиля приводится в движение двигателем). Динамометрический стенд должен обеспечить отличную симуляцию дороги - передние и задние колеса должны вращаться точно с такой же скоростью - в противном случае разница будет обнаружена системой ABS и машина не будет работать правильно, и даже может ограничить мощность и сообщить об ошибках. Теоретически можно попытаться обойти проблему путем отсоединения вилки ABS или удаления предохранителя, но это не сработает в большой группе автомобилей - некоторые уменьшат мощность, другие „поймают” ошибки ABS и коммуникации шины CAN и, возможно, будут нуждаться в профессиональных диагностических инструментах OBD или заводском сканере, чтобы заново включить передачу. Не каждый располагает таким оборудованием и необходимость направления клиентов в пункт сервисного обслуживания может для них оказаться некомфортной.
Рынок не располагает альтернативными, полностью эффективными решениями. Применение дополнительного электрического двигателя должно помочь оси без привода успевать за оборотами приводной оси. К сожалению, это решение на более высоких скоростях и динамических изменениях параметров бывает недостаточным и может не обеспечить полной синхронизации. Гидравлическое соединение генерирует нелинейные потери энергии в трансмиссионном масле в функции скорости потока, температуры масла и передаваемой мощности, и их точное определение невозможно. На сегодняшний день отсутствие реальной механической синхронизации обозначает, что динамометрический стенд сработает только для более старых автомобилей.

Наши динамометрические стенды AWD (4x4) синхронизированы механически (перед с задом, с помощью ремня) – а синхронизация может включаться и выключаться с помощью панели управления или пульта дистанционного управления, или с дистанционной панели. В течение более 10 лет мы воспроизвели относительно большое количество синхронизированных механически динамометрических стендов - все работают идеально.


Имеются три решения исполнения динамометрических стендов. С одним роликом на колесо/ось, с двумя роликами на каждое колесо (как наши) или с одним электромагнитным тормозом, непосредственно соединенным со ступицей колеса (после демонтажа колеса электромагнитный тормоз или гидравлический замедлитель докручивается вместо обода колеса). Все эти решения имеют свои преимущества и недостатки. Во избежание проблем и ненужных затрат, в том числе финансовых, или потери времени при работе в будущем, при покупке следует определить какое решение наиболее отвечает нашим потребностям.

Один большой ролик (стиль США)

Преимуществом является то, что такой ролик может имитировать плоскую поверхность дороги лучше, чем два ролика. Сопротивление качению будет почти таким же, как сопротивление качению на реальной дороге. Однако, такой ролик должен быть достаточно большим – не менее 900 мм в диаметре или больше, чтобы иметь достаточно большую "плоскую" поверхность измеряемой части, чтобы обеспечить сцепление. В противном случае может возникнуть необходимость использования клея или других средств, повышающих прилипание для поддержки тяги. Большой ролик имеет также большую естественную инерцию, что важно для точности. В результате большой диаметр ролика дает большую собственную инерцию при такой же массе, как ролик меньшего размера.

Имеются два недостатка:

  1. Площадь контакта между шиной и роликом, все-таки меньше, чем на дороге. Это вызвано только одной поверхностью контакта шины с роликом, и тем, что площадь под шиной не является плоскостью, как настоящая дорога, ибо ролик не может иметь бесконечного диаметра. Кроме того, эта поверхность контакта примерно на 1/3 меньше поверхности контакта с двумя роликами на колесо. На стенде с одним роликом гораздо больше вероятность, что шина будет скользить, и это приведет к ошибкам измерения. Другими словами, на диностенде с одним роликом можно измерять меньшие мощности, чем на стендах с двумя роликами на колесо – это ограничение вытекает из самих свойств шин и их сцепления с роликом/роликами. Меньше поверхности = меньше тяги = ниже максимальная мощность стенда. Законов физики, к сожалению, изменить не получится.
  2. Если поискать на YouTube "dyno accidents" - скорее всего, мы не должны быть удивлены, что самые опасные аварии происходят на динамометрических стендах с одним роликом. Это имеет простое объяснение - автомобиль находится в неустойчивом положении на верхней части ролика и ошибка натяжения ремня, разрыв какого-либо пояса или даже слишком большая мощность автомобиля может привести к тому, что колеса автомобиля попадут на плоскую поверхность пола или крышек стенда. Теоретически, если все крепления растянуты правильно и прочно, риск исключается, но errare humanum est...(латинский). В стенде с двумя роликами на колесо вероятность уменьшается – колесо автомобиля находится в крайне нижнем положении между двумя роликами, с тенденцией оставаться в нейтральном положении, без тенденции к „падению с роликов”.

Два ролика на колесо (стиль ЕС)

Преимущества: такой диностенд требует гораздо меньше усилий при установке автомобиля. Он, безусловно, более безопасный в повседневном использовании, чем одиночный ролик. Динамометрический стенд с двумя роликами на колесо имеет высоту ок. 1/3 высоты стенда с одним роликом (в случае если однороликовый стенд имеет соответствующий диаметр ролика - 900 мм. Единичные ролики меньшего диаметра неэффективны из-за очень маленькой площади контакта шин.
Чтобы сохранить правильную инерцию, диностенды с двумя роликами на колесо должны иметь ролики с большей массой и, по возможности, большим диаметром. Наши ролики имеют 320 мм и 140 кг веса каждая - это дает им (набор из 4 роликов) инерцию аналогичную одному большому ролику (большие ролики имеют тонкие стенки, поэтому они весят меньше, чем набор наших 4 роликов).

Недостатки: динамометрический стенд с двумя роликами на колесо имеет большее сопротивление качению, которое превышает сопротивление качению по дороге. Однако они обеспечивают перемещение более крупных сил по сравнению с одним большим барабаном. В результате симуляция дороги менее линейна (сопротивление качению будет выше, чем фактическое сопротивление качению на дороге на большой скорости). При нормальном использовании это несущественная проблема, поскольку кроме сопротивления качению на дороге возникает также сопротивление воздуха, а оно растет нелинейно и дополнительное сопротивление качению на стенде компенсирует часть симуляции сопротивления воздуха, снижая нагрузку электромагнитного тормоза.

Замедлитель соединенный со ступицей колеса

Преимущество: нет тяговых проблем (механические соединения со ступицей колеса)
Недостатки: трудоемкий монтаж автомобиля на стенде, нужно открутить колеса, затем закрутить соответствующие адаптеры в зависимости от расстояния между винтами.
Кроме того, механическое соединение между передней и задней осью может осуществляться только через гидравлическое соединение  – а это не самое лучшее сочетание. Идеальное сочетание обеспечивают только системы чисто механические (ремень, вал). Также не измеряется потеря энергии в гидравлической жидкости.
Такое решение отлично подходит для гоночных автомобилей с одной приводной осью, которым уделяется больше времени. В противном случае - недостатки перевешивают преимущества.

Как сравнить программы?

Современное программное обеспечение должно быть в состоянии контролировать все параметры и переключатели стенда, и, желательно, иметь виртуальный рабочий стол. Благодаря этому можно контролировать динамометрический стенд из салона измеряемого автомобиля, с ноутбука или смартфона. Программное обеспечение должно быть в состоянии включать и выключать синхронизацию оси, устанавливать нагрузки, запускать вентиляторы, вытяжки выхлопных газов, блокировку роликов и подъем автомобиля для выезда. Это облегчает и ускоряет работу.

Современное программное обеспечение измеряет не только мощность и крутящий момент, но и дополнительные параметры, такие как соотношение воздух-топливо (AFR/лямбда), температуру выхлопных газов, всасываемого воздуха, атмосферного давления и т. д. - не только с датчиков оборудования стенда, но также из портов OBD2 / CAN автомобиля. В настоящее время автомобили имеют порты OBD и обеспечивают просмотр большого количества данных. Зачем создавать логи OBD из внешних программ, если диностенд может сам выполнить логи синхронно с измерением. Разве это не подходящая идея?

Программное обеспечение динамометрического стенда должно обеспечить удобное сравнение различных графиков и параметров - любой профессиональный сервисный центр нуждается в четких контрольных показателях и удобных для сравнения данных. По меньшей мере 2 полных измерения вместе со всеми  другими измеряемыми параметрами это необходимый минимум (наш диностенд - до 4 полных измерений) – только в этом случае возможно обнаружение проблем и блоков, в которых параметры должны быть оптимизированы. Эта часть программы имеет решающее значение, так как анализ графиков и результатов измерений и их сравнение является основным методом работы всех сервисных центров.

Как сравнить технологию?

Сколько точек измерения в секунду (крутящего момента и мощности) обеспечивает динамометрический стенд? Являются ли они линейно независимыми (без интерполяции, не генерируются и т. д.)?

Точность и скорость реакции на изменения крутящего момента и мощности автомобиля важны для хорошей работы стенда и непосредственно зависят от точности (четкости) датчика скорости. Применяются три вида датчиков скорости: оптический, индуктивный и датчик Холла.

Хорошим вариантом являются оптические датчики, обеспечивающие до 360 импульсов на оборот, но при этом имеют ограниченную долговечность и очень чувствительны к вибрации.

Индуктивные датчики из-за своей конструкции и принципов действия ограничены с точки зрения скорости измерения, а также подвержены повреждениям.

Датчики Холла гораздо быстрее, чем индукционные, очень прочные, устойчивы к воздействию помех, вызванных например вибрациями.

На нашем диностенде мы используем частоту дискретизации около 100 тысяч раз в секунду во время чтения сигнала с датчика скорости, и в сочетании с нашем фирменным методом анализа сигнала, который мы назвали TrueForce, мы получаем точность измерения <0,1%. Обработка сигнала высокой частоты дискретизации с помощью TrueForce и отсутствие усреднения дает настолько большую скорость измерений, что диностенд может зарегистрировать даже единичный „misfire”.

Высокая скорость и точность измерений это особенность наших динамомических стендов.

 

Имеют ли ролики рельеф?

Для увеличения трения между шиной и роликом многие производители применяют покрытия  резиной, краской, или клеем с песком. Срок службы такого “покрытия” - это какие-то 6 месяцев. Потом оно стирается и обнаженная стальная поверхность становится рабочей поверхностью. То есть, становится скользко, а ролики выглядят неэстетически.

Мы предлагаем другое решение - накатываем под давлением специальный линейный узор, оптимизированный, как в продольном, так и поперечном направлении. Это можно описать как тип зубцов в виде линии, тисненных в ролике (см. рисунок). Каждая "линия" имеет два "пика" поперек ролика (вместо обычного способа их вырезать, когда есть только 1 пик). Это удваивает количество точек контакта с шиной. Поперек “зубьев” вдавлены более мелкие зубья, ограничивающие боковую работу покрышки.

В динамометрических стендах с накатанными роликами температура шин заметно ниже, так что  риск перегрева (повреждения) шины, во время измерения, меньше. Шум созданный во время теста также значительно ниже, чем на стенде с гладкими роликами.

Наконец, ролики покрыты специальным слоем хрома (двойной слой), чтобы защитить их от износа. Даже 10 лет эксплуатации не повлияет на их эстетический вид. Ваш диностенд всегда будет притягивать взгляд клиентов.

вернуться к списку



 

 

Яндекс.Метрика