Brake-динамометры

Испытания двигателя на стенде на предмет мощности:
Целый ряд различных тестов может быть выполнены с таким простейшим измерителем мощности двигателя. Наиболее распространенным испытанием является получение так называемой кривой мощности двигателя (совместно с кривой крутящего момента двигателя). В этом тесте двигатель работает при полностью открытой дроссельной заслонке (WOT), а "динамометр" работает в режиме стабилизации скорости вращения вала. Задание скорости изначально устанавливают на низком уровне, в несколько раз ниже скорости холостого хода. Скорость двигателя и крутящий момент измеряются "динамометром", и задание скорости затем увеличивается, например, на 500 об/мин, и как только двигатель стабилизируется на новой скорости, новая скорость и крутящий момент измеряются снова. Это повторяется до достижения максимальной желаемой скорости. Чистая мощность (без учета потерь) может быть рассчитана по измеренным данным, получены кривые для крутящего момента и мощности в режиме WOT (открытая заслонка) в зависимости от частоты вращения двигателя.

Всем известная формула:

P=MxΩ/9549

показывает, что мощность P (кВт) при постоянном моменте M (Н*м) будет расти с ростом скорости вращения Ω (об/мин). В режиме постоянного момента это будет прямолинейный рост. Но фактически получаются такие кривые, как на графике выше. Причина в том, что момент с ростом оборотов начинает падать, так как ухудшаются процессы сгорания топлива в режимах, далеких от оптимальных. Инженеру тестировщику и конструктору эти графики могут все рассказать о состоянии двигателя.
Обратите внимание: при тестировании двигателя на стенде в режиме WOT нужно быть очень осторожным, так как любая ошибка в тестировании может привести к чрезмерному превышению скорости двигателя, возможной его поломке.
Нужно иметь в виду и еще одну проблему.
Ручное управлением процессом испытаний на стенде увеличивает продолжительность испытаний и количество тепла, выделяемого в тормозном устройстве и в испытываемом двигателе внутреннего сгорания. А значит повышает требования к теплоотводящей инфраструктуре испытательного стенда.

Можно было бы предположить, что переход на более продвинутые контроллеры типа DSP7000 позволит ускорить испытательный цикл и обойтись без охлаждающей системы вообще. Но в действительности ускорить процесс испытаний мешают инерционные явления. Например, инерционность датчика крутящего момента, о чем написано в appendix A руководства DSP7000. Кроме того, ступенчатое изменение параметров требует времени на стабилизацию переходных процессов. На DSP7000 можно легко реализовать на испытательном комплексе линейный режим изменения скорости, (постоянное ускорение) при котором можно сделать поправки на инерционность прямого или реактивного датчика крутящего момента (appendix A DSP7000)

В этом режиме мы получим даже в идеализированном случае отклонение от той зависимости момента от скорости, которая получена вышеописанным ступенчатым процессом испытаний. Это отклонение вызвано постоянным ускорением вращения вала во время испытания. Оно пропорционально ускорению и носит инерционный характер.
Как показывает анализ, достаточно один раз в эксперименте вычислить коэффициент пропорциональности и дальше делать поправки на инерцию при любых ускорениях, существенно ускоряя процесс испытаний на стенде. Это однократное контрольное измерение делается при оптимальном для данного двигателя числе оборотов, когда процессы сгорания топлива и газообмена происходят в наиболее благоприятном режиме. После этого испытательный процесс на стенде проходит в ускоренном режиме линейного во времени повышения скорости. Отклонение кривой мощности от прямой линии при этом дает испытателю исчерпывающую диагностическую информацию о состоянии двигателя, как кардиологу кардиофония или кардиограмма о состоянии сердца.