Görgős járműfékpadok 2. rész

Átírás

1 Görgős járműfékpadok 2. rész Motorteljesítmény-mérés mérés görgős járműfékpadon dr. Nagyszokolyai Iván, BME Gépjárművek tanszék, 2008.

2 motorteljesítmény BOSCH FLA (Funktions( Funktions- und Leistungs-Analyse Analyse)

3

4 Mi az alapkérdés? 1. Meg lehet-e e határozni görgős járműfékpadon, a keréken mért paraméterekből, a motor névleges (effektív) teljesítményét? 2. Fel lehet-e e venni görgős járműfékpadon, kalibráltan* a motor teljes terhelésű (külső) nyomaték és teljesítmény karakterisztikáit? *nem csak jellegében

5 Miért lenne ez fontos? A gyártó a névleges motorteljesítmény és a maximális nyomaték értékét, valamint a külső karakterisztikát megadja. A keréken mérhető teljesítményt, vonóerőt nem! A veszteségek számítással pontosan nem követhetőek, így a motorteljesítményből görgőspadon leszármaztatott érték kellő pontosággal nem határozható meg. A diagnosztikai célú teljesítmény ellenőrzéshez minimálisan ±5% 5%-os, elvárhat rhatóan an ±3% 3%-os pontosság szükséges.

6 Veszteségek # Az átvitt nyomaték (vonóerő, teljesítmény) függvényében kialakuló veszteségek # A fordulatszám (sebesség) függvényében kialakuló veszteségek. Peff.motor = Pkerék + Pveszteség Pkerék = Fv. Vg Fv és Vg - görgőn mért jellemzők Pveszteség = (Fk elm* - Fk tényleges). * Kinematikai számítással meghatározott ). Vg

7 Effektív motorteljesítmény PGFGF PDFDF Vonóerő függő veszteségek PRFRF Fordulatszám (sebesség) függő veszteségek PGvGv PDvDv PRvRv Mért kerékteljesítmény PK Nyomatékváltó Erőátvitel Gumiabroncs Veszteségek

8 Vonóerő függő veszteségek Fogkapcsolódási veszteség 0,07.Pmotor kb. 7% Gumiabroncs-görgő szlip veszteség 0,05.Pmotor motor kb. 5% veszteségteljesítmény vonóerő gyorsításnál: MF(+a) lassításnál: MF( F(-a)

9 Sebesség-függő veszteségek Olajkavarás, ventiláció 0,02.Pmotor kb. 2% Gumiabroncs gyúrás (görgőágy!) 0,07 0,2.Pmotor motor kb. 2 20% veszteségteljesítmény sebesség

10 Miként lehet görgős járműfékpadon méréssel meghatározni az effektív motorteljesítményt? Mit kell meghatározni? A sebesség függvényében # teljes motorterhelésnél a kerékteljesítmény értékét, # a hajtáslánc veszteségteljesítményét (motortól a görgőig terjedő szakaszban).

11 1. eljárás: külső hajtás stacioner üzemállapotban (1.rész) nyomaték váltó erőátvitel gumiabroncs próbapad P A sebesség függvényében mért forgatási teljesítmény Pkh Kerék- teljesítmény Pk/vi vi Pkh/vi A külső hajtás teljesítménye v

12 1. eljárás: külső hajtás stacioner üzemállapotban (2.rész) Pmot/vi = Pk/vi + Pkh/vi Vajon maradéktalanul igaz-e a fenti állítás? Nem, mert Pkh/vi < Pveszteség Külső hajtásnál (terheletlenül) kisebb a hajtáslánc vesztesége (kisebb a gumiabroncs veszteség, kisebb a mechanikai veszteség). Pk függvényében korrekciót kell alkalmazni.

13

14 2. eljárás: instacioner dinamikai módszer Gyorsulásban, majd szabadkifutás során megállapított β(+) (+) = f(t) és β(-) = f(t) gyorsulás, s, illetőleg leg lassulásf sfüggvény, valamint a rendszer forgó tehetetlenségi nyomatékának nak az ismeretében a gyorsítási si és s a fékezf kező (lassító) ) teljesítm tmény meghatároz rozása. β(+) β(-) teljes motorterhelés szabadkifutás idő

15 2. eljárás: instacioner dinamikai módszer Motorteljesítmény-mérés mérés fékgép nélküli görgős járműfékpadon, instacioner motorüzemben

16 Az ős BOSCH pad: LPS 002 görgőhossz: 2100 mm görgőátmérő: 268 mm terhelhetőség: 20 kn

17 BOSCH FLA 203

18 A gyorsulás és a szabadkifutás β(+) (+) és β(-) = f(vg) függvényei görgő szöggyorsulás β(+) (+) sebesség görgő szöglassulás β(-) Vkmérési max

19 gyorsítás motor váltó hajtáslánc kerék próbapad szöggyorsulás Θmotor ΣΘjármű ΣΘpad mérés β(+) Mk = ΣΘrendszerΣΘ. β(+) Pk = ΣΘrendszer ΣΘ. ω. β(+) ΣΘrendszerΣΘ = Θmotor + ΣΘi(jármű) ΣΘ + ΣΘ ΣΘi(pad)

20 A Pgyorsító teljesítmény meghatározása: Ismert adatok: a görgős járműfékpad ΣΘ ΣΘi(pad) értéke Mért adatok: a görgős járműfékpad görgőjének szögelfordulás=f(t) adatsora a gyorsulásban Számított adatok: a görgős járműfékpad görgőjének mozgásállapotát gyorsulásban leíró alábbi függvények: ω=f(t), β(+) (+)=f( =f(ω), ωβ(+) (+)=f( =f(ω) Becsült adatok: a gépjárműmotor Θmotor és a gépjármű hajtáslánc ΣΘi(j i(jármű) értéke Pgyorsító = ωg. βg(+). Θ rendszer

21 A Pgyorsító teljesítmény meghatározása: Pgyorsító = ωg. βg(+). Θ rendszer Θ rendszer = Amennyiben Θi(pad) 10 x Θi(jármű), és Θjármű + Θmotor becsült értéke bevihető, esetleg a hajtáselrendezés, kerékméret figyelembe vételével, akkor a kívánt ±5% 5%-os pontosság g elérhet rhető.

22 A gyorsításban a motor effektív teljesítmény dinamikus egyensúlya: 1. a hajtáslánc, kerék és próbapad fordulatszám-független független veszteségeinek legyőzésére fordított részhányad, 2. a hajtáslánc, kerék (gumiabroncs) teljesítmény-függő veszteségei legyőzésére fordított részhányad, 3. a hajtáslánc, kerék (gumiabroncs) és a próbapad fordulatszám (sebesség) függő veszteségei legyőzésére fordított részhányad, 4. a forgó tömegeket gyorsító részhányad. Pmotor = Pgyorsító gyorsító + ΣP P veszteség

23 szabadkifutás motor váltó hajtáslánc kerék próbapad szöglassulás- ΣΘjármű ΣΘpad mérés β(-) Mfékező = ΣΘ rendszerσθ. β(-) Pfékező = ΣΘ rendszer ΣΘ. ω. β(-) ΣΘ rendszerσθ rendszer = ΣΘi(jármű) ΣΘ + ΣΘ ΣΘi(pad)

24 A Pfékező (lassító) teljesítmény meghatározása: 1. rész Pfékező = ωg. βg( g(-). Θ rendszer ΣΘ rendszerσθ rendszer = ΣΘi(jármű) ΣΘ + ΣΘ ΣΘi(pad) ΣΘi(jármű) ΣΘ - a hajtáslánc elemei, a jármű hajtott kerekei (a motor nem!) ΣΘi(pad) ΣΘ görgők, tengelyek, fékgép, lendtömeg ΣΘrendszer ΣΘ értékét a görgőspad tengelyére kell redukálni!

25 A Pfékező (lassító) teljesítmény meghatározása: 2. rész Ismert adatok: a görgős járműfékpad ΣΘ ΣΘi(pad) értéke Mért adatok: a görgős járműfékpad görgőjének szögelfordulás=f(t) adatsora a szabadkifutásban Számított adatok: a görgős járműfékpad görgőjének mozgásállapotát szabadkifutásban leíró alábbi függvények: ω=f(t), β(-)=f( =f(ω), ωβ(-)=f( =f(ω) Becsült adatok: a gépjármű ΣΘ ΣΘi(jármű) értéke Pfékező = ωg. βg( g(-). Θ rendszer

26 A Pfékező (lassító) teljesítmény meghatározása: 3. rész Pfékező = ωg. βg( g(-). Θ rendszer Θ rendszer = Amennyiben Θi(pad) 10 x Θi(jármű) és Θjármű becsült értéke bevihető, esetleg a hajtáselrendezés, kerékméret figyelembe vételével, akkor a kívánt ±5% 5%-os pontosság g elérhet rhető.

27 Fékező (lassító) teljesítmény szabadkifutásban: 1. a hajtáslánc, kerék és próbapad fordulatszám-független független veszteségei 2. a hajtáslánc, kerék (gumiabroncs) és a próbapad átvitt teljesítmény-függő veszteségei 3. a hajtáslánc, kerék (gumiabroncs) és a próbapad fordulatszám (sebesség) függő veszteségei Pfékező (lassító) = ΣP P veszteség

28 Vajon azonos értékű-e e a gyorsítási folyamatban fellépő veszteség teljesítmény és a lassulási folyamatban a fékezőteljesítményt adó veszteségek? Ha igen,, akkor: Pmot (számított effektív) = Pgyorsítási + Pfékező

29 P motorteljesítmény kerékteljesítmény Pmmax Pkmax sebesség veszteség-teljesítmény

30 Születési anyakönyvi kivonat

31

32

33

34 Ha nem, akkor mi az eltérés? Nem azonos a gyorsulási és a lassulási folyamat Θrendszer értéke. Θ rendszer β(+) > Θ rendszer β(-) Szabadkifutásban a rendszerhez nem tartozik a motor. Nem azonos a terhelésfüggő veszteséghányad. A terheléses komponens szabadkifutásban lényegesen kisebb. Az eltérést korrekcióval figyelembe lehet venni. Pmotvalós = Pmotszámított + (0,07..0,1)Pkmért

35

36

37

38 Haszongépjármű-motor motor teljesítménymérésnél nem hanyagolható el a Θjármű értéke, mert nem teljesül l a Θi(pad) 10 x Θi(jármű) feltétel, és nem áll rendelkezésre a Θjármű + Θmotor értéke. Meg kell határozni a Θ rendszer értékét! t! Hozzávalók : fékgéppel rendelkező próbapad, F (M) = állandó terhelésvezérlő karakterisztika

39 Mérési technológia: 1. Teljes motorterhelésű gyorsítás fékgép-gerjesztés gerjesztés nélkül. Mmot =f(n) rendszert =f(n) β (+) (+) = f(v) karakterisztika mentén n gyorsítja a Θ 2. Teljes motorterhelésű gyorsítás állandó nyomatékú (vonóerej erejű) ) fékgf kgép p gerjesztés s (Mx)( ) mellett. Mmot =f(n) [ azonos az előzővel! ] (+) = f(v) karakterisztika mentén gyorsítja a Θ rendszert [azonos az előzővel!] β (+) Mivel Mmot =f(n) azonos, így Θ. β (+) = Mx + Θ. β (+)

40 Θ = Mx / β(+) Adott ω (n) helyen: β(+) = β (+) β (+) Tehát a teljes vizsgálati forgó rendszer Θ értéke - a próbapaddal együtt - ismert!

41 Teljesítménykorrekció A számított motorteljesítmény értékét a légköri állapotjellemzők szerint, adott szabvány értelmében, korrigálni kell.

42

43

44

45

46

47 v0 v t0 t idő sebesség

48

49