ΠΕΡΙ ΔΥΝΑΜΟΜΕΤΡΩΝ & ΔΥΝΑΜΟΜΕΤΡΗΣΕΩΝ...

ΠΕΡΙ ΔΥΝΑΜΟΜΕΤΡΩΝ & ΔΥΝΑΜΟΜΕΤΡΗΣΕΩΝ...

Τα δυναμόμετρα είναι σύνθετα μηχανήματα που υπολογίζουν, όπως λέει και η λέξη, δυνάμεις. Υπάρχουν πολλών ειδών δυναμόμετρα αλλά θα ασχοληθούμε με αυτά που μετράνε ισχύς κινητήρων. Όσο τα αυτοκίνητα εξελίσσονται, τόσο εξελίσσεται και το ηλεκτρονικό σύστημα διαχείρισης του κινητήρα τους. Αυτό σημαίνει πως και τα δυναμόμετρα μέρα με τη μέρα
χρησιμοποιούν όλο και περισσότερα δεδομένα για να μας δώσουν αποτελέσματα. Σκεφτείτε για παράδειγμα ένα αυτοκίνητο να επιταχύνει με τέταρτη σχέση σε μια λεωφόρο και το ίδιο αυτοκίνητο να είναι δεμένο σε ένα δωμάτιο 20 τετραγωνικών με ένα ανεμιστήρα της πλάκας να εξομοιώνει τον μετωπικό αέρα στα 170 χιλιόμετρα. Το μόνο σίγουρο είναι πως δεν θα δείτε τα ίδια αποτελέσματα με τα άλογα που δηλώνει ο κατασκευαστής στο manual…Επίσης διαφορετικά δυναμόμετρα μπορεί (είναι σχεδόν σίγουρο) να δώσουν διαφορετικά νούμερα ιπποδυνάμεων για το ίδιο αυτοκίνητο. Άρα γιατί μετράμε τελικά;

Τι ακριβώς είναι η ιπποδύναμη;
Ένας εμπειρικός κανόνας για να καταλάβουμε πόσο ακριβώς είναι ο ένας ίππος, είναι να σκεφτούμε μια δύναμη που μπορεί να ανυψώσει 250 κιλά, με ταχύτητα 30 εκατοστά το δευτερόλεπτο. Για να καταλάβουμε όμως καλύτερα τι ακριβώς και πως μετράνε τα δυναμόμετρα πρέπει πρώτα να καταλάβουμε τι είναι ιπποδύναμη και τι ροπή.

Η ροπή είναι πολύ χονδρικά το περιστροφικό αποτέλεσμα μιας δύναμης που ασκείτε σε μια απόσταση από το σημείο αναφοράς του αντικειμένου. Αν για παράδειγμα ασκήσουμε 30 κιλά δύναμης σε ένα γαλλικό κλειδί μήκους 20 εκατοστών, το παξιμάδι στο τέλος του κλειδιού θα δεχτεί, 300 Newtons x 0.2 meters=60 Nm ροπή. Η ροπή λοιπόν είναι το φυσικό φαινόμενο πίσω από τις “σούζες” ή το “σήκωμα” στα αυτοκίνητα καθώς επίσης και στο “τράβηγμα” που νιώθουμε όταν πατάμε “τέρμα” το γκάζι..

Η ιπποδύναμη από την άλλη, είναι η δύναμη που χρειάζεται να ασκείται για να συνεχίζει να γυρίζει το παξιμάδι, αρχικά με σταθερές στροφές και στη συνέχεια όσο αυτή αυξάνεται με περισσότερες. Πιο απλά, χρειαζόμαστε τη ροπή για να αρχίσει το παξιμάδι να γυρίζει και όταν αυτό γυρνάει, χρειαζόμαστε την ιπποδύναμη για να το περιστρέψουμε γρηγορότερα. Άρα καταλήγουμε πως η ιπποδύναμη είναι το πηλίκο του γινομένου της ροπής επί τις συνολικές στροφές του παξιμαδιού προς τον χρόνο(!!!). Εμπειρικά όμως χρησιμοποιείται ο τύπος Ιπποδύναμη= (ροπή x rpm) / 5252. Από τον τύπο αυτό καταλαβαίνουμε πως όσο αυξάνουν οι στροφές με σταθερή ροπή, η ιπποδύναμη αυξάνεται. Εξού και όλοι οι tuners αλλά και οι κατασκευαστές προσπαθούν να έχουν “ροπή τραπέζι”, δηλαδή σταθερή σε ένα μεγάλο φάσμα στροφών. Τέλος να επισημάνουμε πως μπορούμε να έχουμε την ίδια ιπποδύναμη, με μικρότερη ροπή και περισσότερες στροφές, αλλά και με μεγαλύτερη ροπή και χαμηλότερες στροφές λειτουργίας. Το μόνο που μετράει είναι για τι χρήση θέλουμε τον κινητήρα μας.
Τα είδη των δυναμόμετρων.

Το αδρανειακό.
Είναι το δυναμόμετρο που οδηγούμε το αυτοκίνητό μας κατευθείαν πάνω σε δύο ή τέσσερις μεταλλικούς κυλίνδρους (ράουλα), οι οποίοι αναπαριστούν την κίνηση του δρόμου. Στη συνέχεια το αυτοκίνητο δένεται με ιμάντες για να είναι απολύτως ακίνητο, αλλά και για να μην γίνει ένα με τον τοίχο του κτηρίου, σε περίπτωση που ξεφύγει την ώρα που οι τροχοί του γυρίζουν με 200 χιλιόμετρα την ώρα…Ο υπολογιστής του δυναμόμετρου ενώνεται στη συνέχεια με το αυτοκίνητο μέσω κάποιας θύρας δεδομένων ώστε να παρακολουθούνται οι στροφές λειτουργίας του κινητήρα και η δυναμομέτρηση είναι έτοιμη να ξεκινήσει. Επιλέγεται η κατάλληλη σχέση και ο χειριστής επιταχύνει με τέρμα γκάζι μέχρι τον κόφτη. Το ελαστικό του αυτοκινήτου με τον μεταλλικό κύλινδρο έχουν το “ίδιο” σχήμα αλλά πολύ διαφορετική μάζα.  Αυτό σημαίνει πως το μικρό αντικείμενο χρειάζεται πολύ περισσότερη ροπή για να επιταχύνει το μεγάλο, διότι όπως όλοι θυμόμαστε από το σχολείο. Ροπή = Αδράνεια x Επιτάχυνση. Με αυτό λοιπόν τον τύπο και την αδράνεια του κυλίνδρου γνωστή, υπολογίζουμε τη ροπή του οχήματος και στη συνέχεια προκύπτει και η ιπποδύναμη. Επειδή όλα τα δεδομένα σε αυτό το δυναμόμετρο συλλέγονται από τους τροχούς του οχήματος, όλα τα αποτελέσματα είναι μετρημένα στους τροχούς (wheel horse power-whp) και όχι στον κινητήρα. Αυτά λοιπόν είναι σχεδόν πάντα μικρότερα από τα νούμερα του κατασκευαστή λόγω των απωλειών της δύναμης από τον στρόφαλο μέχρι τους τροχούς (πολλά γρανάζια, άξονες..).

Δυναμόμετρο κινητήρα ή πάγκου.
Σε αυτή την κατηγορία δυναμόμετρων ο κινητήρας πρέπει να βγεί από το αυτοκίνητο και να συνδεθεί κατευθείαν στον μετρητικό και βοηθητικό εξοπλισμό του δυναμόμετρου. Το δυναμόμετρο με τη σειρά του δημιουργεί μια τεχνητή αντίσταση έτσι ώστε να μετρηθεί η μέγιστη περιστροφική δύναμη του κινητήρα σε όλες τις στροφές περιστροφής του. Μιλάμε φυσικά για την πιο αξιόπιστη μέτρηση ιπποδύναμης μιας και δεν υπάρχουν πουθενά τριβές ή “χάσιμο” αλόγων. Ο στρόφαλος του κινητήρα είναι απευθείας συνδεδεμένος με το δυναμόμετρο. Λέγεται επίσης και δυναμόμετρο “πάγκου” διότι ο κινητήρας ήταν παλαιότερα ακουμπισμένος σε πάγκο. Τα αποτελέσματα των μετρήσεων είναι ιπποδύναμη κινητήρα ή αλλιώς brake horsepower (bhp). Φυσικά καταλαβαίνεται πως αυτό το είδος χρησιμοποιείται μόνο από τους κατασκευαστές και είναι και ο συνήθης ύποπτος για τα “πολλά” άλογα που ανακοινώνουν για τα μοντέλα τους.

 Δυναμόμετρο πλήμνης ή μουαγιέ.
Η λογική είναι και εδώ πολύ απλή. Το αυτοκίνητο ενώνεται από τις πλύμνες του με δύο ή τέσσερα (δικίνητο, τετρακίνητο) μηχανήματα που ουσιαστικά είναι υδραυλικά ή ηλεκτρικά φρένα. Ο κινητήρας λοιπόν, καλείται να αντιπαρέλθει αυτά τα φρένα και να γυρίσει τις πλήμνες. Ας πούμε πως ανεβάζουμε τις στροφές του κινητήρα στις 3000. Εκείνη τη στιγμή οι πλύμνες γυρίζουν τους μηχανισμούς του δυναμόμετρου με περίπου 900 στροφές ανά λεπτό. Όταν ο ρυθμιστής θελήσει, ασκεί τα φρένα σε τέτοιο βαθμό ώστε οι στροφές στους μηχανισμούς του δυναμόμετρου να μείνουν σταθερές (στις 900) και πατάει τέρμα το γκάζι. Όταν υπάρξει ισορροπία μεταξύ στροφών και φορτίου, μετριέται η “δύναμη”  που ασκούσε το φρένο. Οι μετρήσεις συνεχίζουν μέχρι τον κόφτη και τέλος, βάση της μέγιστης δύναμης που άσκησε το φρένο, προκύπτουν τιμές για την ροπή και την ιπποδύναμη του οχήματος.

 Διορθωτικοί παράγοντες.
Η ακριβής ιπποδύναμη ενός οχήματος  εξαρτάται από πολλούς παράγοντες. Η ατμοσφαιρική πίεση, θεσμοκρασία και υγρασία του αέρα είναι μερικοί πολύ σημαντικοί από αυτούς. Το ίδιο όχημα μπορεί να μετρηθεί μια μέρα με κρύο και να αποδώσει 120 άλογα και 3 μήνες μετά να ξαναμετρηθεί 117. Αυτό δεν σημαίνει πως το δυναμόμετρο έκανε λάθος, διότι ο υπολογιστής του πάντα κάνει διορθώσεις. Αυτές οι διορθώσεις δεν είναι τίποτε άλλο από μετατροπή των δεδομένων των μετρήσεων σε κανονικές συνθήκες υγρασίας, θερμοκρασίας και πίεσης.
Άρα άμα θέλουμε όσο το δυνατόν ακριβότερες μετρήσεις πάντα χρησιμοποιούμε το ίδιο δυναμόμετρο και περίπου ίδια εποχή ή παρόμοιες κλιματικές συνθήκες.
Ποιο να προτιμήσω;

Τα αδρανειακά δυναμόμετρα έχουν το πλεονέκτημα ότι είναι πολύ πιο απλά από τα υπόλοιπα και έτσι η χρήση τους είναι αρκετά φθηνότερη. Μια δυναμομέτρηση κρατάει δευτερόλεπτα και δίνει αποτελέσματα για όλο το φάσμα στροφών του κινητήρα. Μην ξεχνάμε επίσης πως το αυτοκίνητο απλά ανεβαίνει και κατεβαίνει χωρίς να χρειαστεί καμία μετατροπή ή ετοιμασία. Τέλος τα αδρανειακά μπορούν να υπολογίσουν όλη την δύναμη του συστήματος μετάδοσης και έτσι έχουν μεγαλύτερη ακρίβεια στο τι θα δει ο ιδιοκτήτης του αυτοκινήτου στο δρόμο. Βλέπετε τα ελαστικά και οι ζάντες πρέπει να επιταχυνθούν και αυτά, όταν είμαστε εν κινήσει. Τα δυναμόμετρα πλύμνης από την άλλη μπορούν να δώσουν περισσότερα στοιχεία για να γίνουν βελτιώσεις στην απόδοση του κινητήρα και είναι αυτά που συνήθως χρησιμοποιούν οι προγραμματιστές ECU λόγω της ρυθμισιμότητάς τους.

Οι απώλειες.
Οι περισσότεροι ιδιοκτήτες δυναμόμετρων βάζουν έναν συντελεστή διόρθωσης για να υπολογίζουν την “πραγματική” τιμή της ιπποδύναμης του κινητήρα. Βλέπετε κανείς δεν μπορεί να υπολογίσει τις απώλειες όλων αυτών των μερών που παρεμβάλλονται μεταξύ κινητήρα και δρόμου. Έτσι λοιπόν πολλοί χρησιμοιποιούν συντελεστές 10-22% χονδρικά, αναλόγως αν το αυτοκίνητο είναι δικίνητο ή τετρακίνητο. Είναι όμως σωστό να παίρνουμε ένα τόσο μεγάλο νούμερο για τη δύναμη που χάνεται από τον κινητήρα μέχρι την άσφαλτο;

Ας δούμε ποιες απώλειες συναντάει:

Τριβές στα γρανάζια του κιβωτίου ταχυτήτων.
Κάθε ταχύτητα έχει διαφορετικές τριβές, αλλά συνήθως τις λιγότερες τις έχουν οι ταχύτητες με σχέση 1:1.
Ποιότητα λαδιού στο κιβώτιο ταχυτήτων.
Ο δίσκος στον συμπλέκτη πατινάρει. Ακόμα και ελάχιστα προκαλεί “χάσιμο” ιπποδύναμης.
Γρανάζια διαφορικού. Αν έχουμε περισσότερα του ενός τότε ακόμα περισσότερες τριβές.
Η αδράνεια μεγάλων μερών του συστήματος κίνησης. Για παράδειγμα ο κινητήριος άξονας.
Τριβές και “τέντωμα” των ελαστικών πάνω στους κυλίνδρους.
Ανάλογα το δέσιμο βλέπουμε και διαφορετικά άλογα. Όταν σφίξουμε πολύ τους ιμάντες το αυτοκίνητο ζορίζεται περισσότερο να γυρίσει τους κυλίνδρους και όταν τους σφίξουμε λίγο, μπορεί να κινείται πλευρικά και να χάνουμε άλογα στη μέτρηση.
Μέγεθος ελαστικών.
Ποσότητα αέρα από τον ανεμιστήρα. Μερικά σύγχρονα αυτοκίνητα με εγκεφάλους που κάνουν real time αλλαγές, μπορεί να δείξουν λιγότερα άλογα επειδή “ένιωσαν” λιγότερο αέρα από ότι χρειαζόταν ο κινητήρας.
Πυκνότητα λαδιού κινητήρα.
Φίλε, πόσα άλογα είναι;

Μην ξεχνάτε πως αυτό που φαίνεται σε ένα διάγραμμα δυναμομέτρησης πολλές φορές δεν αντιπροσωπεύει αυτό που το αυτοκίνητο αποδίδει στο δρόμο. Οπότε μην δίνετε μεγάλο βάρος στα νούμερα, χαρείτε το αυτοκίνητό σας και δυναμομετρήστε, μόνο όταν θέλετε να κάνετε κάποια αλλαγή για να συγκρίνετε το πριν και το μετά.
(πηγή dreamcar.gr)