Opdracht: Vermogensmeting met de dynamometer Benodigd materiaal: Opstelling dynamometer met benzinemotor Opdracht 1: Controle van de opstelling Op een montageframe bevindt zich de motor en de wervelstroomrem. Op het frame kan zowel een Dieselmotor als een benzinemotor worden gemonteerd. Deze opdracht gaat over de 1 liter benzinemotor van de VW polo, uitgerust met een Monomotronic inspuitsysteem. Op het frame bij de motor is ook een instrumentenpaneel geplaatst. Dit stamt nog uit het verleden toen er een ander type motor was gemonteerd. De meters op het paneel werken. Op het paneel bevindt zich ook OBD-diagnose-connector waarop diagnoseapparatuur zoals de Bosch-KTS kan worden aangesloten. Om metingen met behulp van een oscilloscoop mogelijk te maken zijn tevens een aantal 4 mm connectoren aangebracht. De nummers corresponderen met het elektrische schema. Hiervoor zijn echter aparte opdrachten Een metalen schijf in de wervelstroomrem wordt aangedreven door de motor. De stroom door de spoelen om de schijf veroorzaakt een magnetische veld. Hierdoor worden in de schijf wervelstromen opgewekt waardoor de schijf zwaarder gaat draaien en de motor wordt afgeremd. Door de grootte van de stroom te regelen kan de motor in meerdere of mindere mate worden afgeremd. De wervelstroomrem is luchtgekoeld. Het vermogen wordt berekend uit het opgenomen draaimoment (koppel) en het toerental. Dit gebeurt door de personal computer. Los van het montageframe is er de zgn. power cockpit die met bekabeling is verbonden met het montageframe. Vanuit de power cockpit vindt de bediening van de motor plaats en biedt de cockpit plaats aan de brandstoftanks. Het geheel is voorzien van een eigen brandstofpomp met filter. De brandstofdruk (0-6bar) wordt aangegeven. Op de wervelstroomrem bevindt zich een rode noodstopschakelaar, die in geval van nood de motor stop zet. De derde unit is de Computer Console. Een interface-schakeling (Data-acquisitie box) bevindt zich tussen de wervelstroomrem en de PC. De Personal computer wordt gebruikt voor het (grafisch) weergeven van de metingen. De dynamometer is geschikt voor een remkracht van maximaal 500 Nm en het maximum toerental bedraagt 7000 t/min. Fig. 1 Opstelling van de dynamometer. Geheel links de computer consule, in het middel de power cockpit en rechts het frame met motor en wervelstroomrem.
Fig. 2 Opstelling dynamometer Horizon college De bediening van de wervelstroomrem geschiedt met behulp van de afstandsbediening 11. De regeling van de gasklep is overgenomen door de gashendel. Vragen en opgaven 1. Wat verstaat men onder een wervelstroomrem? 2. Op welke wijze vindt de afremming van de motor plaats? 3. Het vermogen wordt door de computer berekend. Welke twee grootheden zijn hiervoor nodig? 4. Het verband tussen vermogen, toerental en koppel vinden we in de volgende formule: P = M x 2 x 3,14 x n. Hierin is P het vermogen in Watt, M het koppel in N/m en n het toerental in omw/sec. Hoeveel kw zou nu volgens de gegevens de dynamometer maximaal kunnen verwerken? 5. In fig. 2 zijn een aantal componenten genummers van 1 t/m 12. Geef de functie weer van de compenenten: 1, 5, 10, 11 en 12 1 =... 5 =... 10 =... 11 =... 12 =...
Opdracht 2 Het starten en warm draaien van de motor 1. Controle controleer of er voldoende brandstof aanwezig is; controleer het oliepeil van de motor; controleer de koelvloestof van de motor; controleer de aansluiting van de brandstofleidingen (fig.3); controleer de spanning van de batterij. Gebruik de onderstaande tabel en vink af goed niet goed Actie: bijvullen / repareren / laden brandstof oliepeil koelvloeistof brandstof-aansluitingen batterijspanning Fig. 3 Aansluitingen van de brandstoftank 2. Breng de door tussenkomst van een afzuigbak de afzuigslang aan. De afzuigbak voorkomt dat de afzuigslang ten gevolge van de grootte hitte gaat smelten (fig. 4).
Fig. 4 Plaatsing van de afzuigbak voorkomt het smelten van de rubberafzuigslangen. 3. Zet nu de afzuiger aan. De schakelaar bevindt zich in de opslagruimte achter de opstelling (fig. 5). Fig. 5 De schakelaar voor de afzuiger in de opslagruimte achter de dynamometer. 4. Sluit de stekker aan op een 230V contactdoos. Gebruik eventueel een verlengsnoer. 5. Zet de schakelaar van de data-acquisitiebox aan. Het rode ledje licht nu op (fig. 6).
Fig 6 Alvorens de PC aan te zetten moet de schakelaar van de data-box geactiveerd worden. 6. Zet de computer en het beeldscherm aan 7. Start het programma door op het TTE ikoon 'Dyno' te klikken. Het programma toont een scherm volgens fig. 7 Fig. 7 schermafdruk van het programma
8. Controleer of het handgashendel aan de zijkant van de cockpit geheel omhoog staat zodat de gasklep gesloten is. 9. Start de motor en laat de motor warm draaien. 10. Maak jezelf nu tijdens het warmdraaien van de motor vertrouwd met het programma en de afstandsbediening Fig. 8 de afstandsbediening Met de afstandbediening kan in principe met behulp van drukknoppen het toerental worden verhoogd of verlaagd (- Engine +) en kan de motor door de wervelstroom worden belast (Brake). De toerentalfunctie is echter uitgeschakeld. De gasklep dient met behulp van de gashendel te worden ingesteld. a) Draai de Brake knop geheel naar rechts (-) zodat de rem de motor niet belast. b) Probeer nu (toch) het motortoerental met de drukknopen te veranderen. Doordat het systeem is uitgeschakeld gebeurt er weinig. Wel zien we op het computerscherm dat de gaspijl van de verticale gasschijf mee beweegt. Controleer dit. c) Verhoog en verlaag het motortoerental met de gashendel. Controleer of het geheel goed werkt. d) Lees het motortoerental af van het computerscherm. Zonodig moet de meter eerst geactiveerd worden door op het grijze wijzercirkel te drukken. e) De toerenteller heeft een rode en een blauwe wijzer. De rode wijzer geeft het (werkelijke) toerental van de motor aan. Op dit moment letten we niet op de blauwe wijzer. f) Naast de positie van de gasklep staat ook de koelwatertemperatuur vermeld. Controleer ook deze g) Laat vervolgens de motor weer stationair draaien. De wervelstroom is nu klaar voor het gebruik.
Vul in (zie fig. 9) : olietemperatuur... koelvloeistoftemperatuur... oliedrukcontrolelampje... laadstroom controlelampje... Fig. 9 Het instrumentenpaneel van de motor
Opdracht 3 Het meten van het motorkoppel (Handmatige methode) Uitgangspositie: de motor draait stationair en de PC is opgestart en het scherm operationeel a) Draai nu de 'brake knop' in de middenpositie (op de witte stip) b) Beweeg nu de gashendel naar beneden (richting volgas) totdat de gasklep volledig open staat. c) Het toerental is in deze belaste toestand ongeveer 2500 / 3000 t/min. We komen nu niet meer aan gashandel en veranderen alleen de belasting van de motor met de brake knop. Opdracht: a) Zet nu het motortoerental met de brake knop exact op 3000 t/min. en lees het motorkoppel af. Gebruik hiervoor de middelste meter b) Verminder nu de belasting en laat de motor 3500 t/min. draaien. Lees weer het motor koppel af. c) Herhaal dit proces voor 4000 en 4500 t/min. Ga vervolgens teriug naar 2500, 2000 en 1500 t/min. Vul van onderstaande tabel alleen de kolom 'gemeten koppel' in: toerental gemeten koppel berekend vermogen gemeten vermogen 1500 2000 2500 3000 3500 4000 4500 Bereken nu met de formule: P = M x 2 x 3,14 x n het bijbehorende motorvermogen. Vul het berekende vermogen in de tweede kolom in.
Opdracht 4 Het automatisch meten van het koppel en vermogen Uitgangpositie motor draait stationair, zet de brake knop in de middelstand (witte punt). Ga vanuit het programma naar 'testprogramma's' en ga vervolgens naar 'automatische test instellingen'. Vul in : activeer testen van laag naar hoog -starttoerental 2000 t/min -eindtoerental 4500 t/min -in stappen van 500 t/min -tolerantie 25 t/min -log data als toerental stabiel is 2 sec. Opslaan als bijv. VWpolo Sluit het venster af. Er verschijnt een nieuw venster en vul dit in bijv. Motornaam: Polo Mototype: Monojet Testuitvoerder: Hans Horizon Druk op 'OK'. Ga terug naar testprogramma's en kies voor 'starten automatische testprogramma'. Start de motor en zie dat de groene/rode wijzer van de toerenteller op 2000 staat. Dit is het begintoerental van de meting. Draai nu de gashandel vol open en volg de testprocedure Komt de bank bij 4500 t/min dan scherp opletten. Wordt het toerental te hoog dan gashandel terugstellen. Als alles goed gaat loopt het toerental vanzelf terug. Koppel en vermogen zijn nu opgeslagen en worden op het scherm weergegeven. Sla nu de meetgegevens op onder je eigen naam. Print de grafiek en voeg deze toe aan de opdracht. Maak gebruik van de symbolen onder het grafiekgedeelte Noteer nu het gemeten vermogen in de tabel van opdracht 3 en vergelijk deze met het berekende vermogen. Het wissen van de grafiek Gebruik het veegsymbool on de grafiekscherm om de grafiek te wissen