Görgős járműfékpadok 2. rész Motorteljesítmény-mérés mérés görgős járműfékpadon dr. Nagyszokolyai Iván, BME Gépjárművek tanszék, 2008.
motorteljesítmény BOSCH FLA (Funktions( Funktions- und Leistungs-Analyse Analyse)
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
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.
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
Effektív motorteljesítmény PGFGF PDFDF Vonóerő függő veszteségek PRFRF Fordulatszám (sebesség) függő veszteségek PGvGv PDvDv PRvRv Mért kerékteljesítmény PK Nyomatékváltó Erőátvitel Gumiabroncs Veszteségek
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)
Sebesség-függő veszteségek Olajkavarás, ventiláció 0,02.Pmotor kb. 2% Gumiabroncs gyúrás (görgőágy!) 0,07 0,2.Pmotor motor kb. 2 20% veszteségteljesítmény sebesség
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).
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
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.
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
2. eljárás: instacioner dinamikai módszer Motorteljesítmény-mérés mérés fékgép nélküli görgős járműfékpadon, instacioner motorüzemben
Az ős BOSCH pad: LPS 002 görgőhossz: 2100 mm görgőátmérő: 268 mm terhelhetőség: 20 kn
BOSCH FLA 203
A gyorsulás és a szabadkifutás β(+) (+) és β(-) = f(vg) függvényei görgő szöggyorsulás β(+) (+) sebesség görgő szöglassulás β(-) Vkmérési max
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)
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
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.
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
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)
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!
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
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.
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
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
P motorteljesítmény kerékteljesítmény Pmmax Pkmax sebesség veszteség-teljesítmény
Születési anyakönyvi kivonat
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
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
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 (+)
Θ = Mx / β(+) Adott ω (n) helyen: β(+) = β (+) β (+) Tehát a teljes vizsgálati forgó rendszer Θ értéke - a próbapaddal együtt - ismert!
Teljesítménykorrekció A számított motorteljesítmény értékét a légköri állapotjellemzők szerint, adott szabvány értelmében, korrigálni kell.
v0 v t0 t idő sebesség