Как измерить мощность двигателя без стенда

Лада 2113 просто Cупер-авто › Бортжурнал › Как оценить мощность двигателя без стенда

Для чего это собственно… дело в том, что регламенты некоторых любительских чемпионатов, зачастую построены на ограничении мощности автомобилей в том или ином классе. В регламенте LADA Time Attack Cup’2018 (на примере которого я буду повествовать), мощность двигателя для класса Extra Light не должна превышать 100л.с., для класса Light – 130л.с., для класса Race – 160л.с., всё что больше – в Unlim. В топе вопросов по регламенту у частников (как начинающих, так и опытных) – а как вы собираетесь измерять мощность?

Начнем с того, что в измерении мощности поголовно у всех автомобилей в любительском чемпионате вроде LTAC, разумеется, нет совершенно никакой необходимости. Измерениям целесообразно подвергать лишь отдельные автомобили, результаты которых по какой-то причине выше, чем едет основная масса класса, либо те автомобили, на которые подан протест. В некоторых случаях замеры в профилактических целях можно проводить на автомобилях по субъективному выбору организаторов, например, исходя из предварительного анализа времен круга или хронометража по секторам трека.

Мощность автомобиля даже в условиях отсутствия колесного стенда можно определить по двум принципам:
1. Качественно – это насколько больше или меньше мощность в сравнении с некоторой «эталонной» машиной.
2. Количественно – это числовое значение максимальной мощности в л.с. и кВт.
И первое и второе позволяет делать Racelogic Perfomancebox и тому подобные приборы, а также это можно рассчитать онлайн, зная массу авто и его разгон до 100км/ч.

«Всё это очень неточно», как считают многие. Здесь надо понять и принять следующее — во-первых, по большому счету не особенно важна абсолютная точность показаний, поскольку автомобиль мы оцениваем не в вакууме, а в достаточно строгих рамках, относительно определенного зачетного класса. Поэтому гораздо более важными являются сравнительные цифры. А во-вторых, по моему личному опыту, точность подобных методов измерения не настолько уж и плоха в сравнении с теми же колесными стендами, но повторюсь – это всё не столь важно для описываемых в данном посте целей.

Так вот, в подавляющем большинстве случаев, на мой взгляд, более чем достаточно определить именно качественную (сравнительную) мощность. Для этого в одной или нескольких зачетных попытках ставим на автомобиль Racelogic, или в крайнем случае телефон с приложением Racechrono. Запись телеметрии является более объективной для оценки как навыков пилота, так и в не меньшей степени потенциальных возможностей автомобиля. Далее анализируем графики скорости (ускорений) на прямых, а также скорости на выходах из поворотов, и максимальные скорости, достигаемые к концу прямиков у двух автомобилей (оцениваемого и «эталонного»).

Оцениваемый автомобиль – это потенциальный читер, или же реально быстрый пилот на качественно подготовленном авто. За «эталонный» автомобиль в младших классах может быть принят любой автомобиль, показывающий на данном треке более или менее стабильные результаты. В идеале «эталонный» автомобиль с заведомо известной стоковой или околостоковой конфигурацией мотора, априори вписывающейся в требования класса.

Как именно производить сопоставление и анализ графиков скорости (ускорений) двух автомобилей, сейчас подробно рассматривать не будем, нюансов хватит на отдельный пост. Но при некотором опыте, и с точностью достаточной для «Кубков водокачек», выявить читерский по мотору таз, а в некоторых случаях даже +/- назвать его мощность абсолютно реально! Кроме того, для каждого класса у нас уже имеется обширная база телеметрии со всех треков. Другими словами, уже давно известны примерные максимальные скорости и ускорения на длинных прямых разных гоночных трасс и для машин разной массы и мощности. Необходимо будет набрать статистику для обновленного Мячково, но это вопрос 1-2 групповых выездов.

Пример: имеем телеметрию со Смоленского кольца стокового автомобиля Лада Калина Спорт мощностью 118л.с. с прошивкой и декатом, массой 1100кг. Думаю, без грубой ошибки мощность такого авто можно назвать 122-125л.с., что уже недалеко от верхней границы в 130л.с. класса Light. Скорость выхода данного автомобиля на финишную прямую 112км/ч, в конце прямой автомобиль достигает 155км/ч. Имеем второй автомобиль Лада Калина примерно такой же массы, по заверениям владельца с некими распредвалами (типа предыдущий владелец кинул какие-то палки, но башка не пилена). Телеметрия данного авто показывает выход на финишную прямую на скорости 97км/ч, а максималку в конце прямой 163км/ч…

В принципе, даже без глубокой аналитической работы с графиками, уже с 98% вероятностью можно сказать (2% оставим на всякий…), что второй автомобиль выходит за рамки класса по мощности. И не особо важно сколько конкретно у него сил в пике, 135 или 159… хотя и конкретные цифры мощности рейслоджик тоже может показать при необходимости (об этом будет ниже). В любом случае, практически очевидно, что второй автомобиль везет своего пилота к тумбе или к хорошим очкам только «на моторе». Имхо, уже серьезный аргумент для перевода автомобиля на класс выше. Но в реальных условиях, при меньшем различии максимальных скоростей, или при спорных ситуациях, не составит труда провести и чуть более детальный и объективный анализ.

Можно ли обмануть телеметрию?
Обмануть телеметрию, имхо, почти невозможно. Ведь чтобы снизить показатели максимальной скорости и ускорения придется на прямых либо сбрасывать, либо изначально недожимать педаль акселератора. А малейший сброс газа мгновенно отразится переломом на графике скорости и ускорения, что разумеется будет выглядеть весьма противоестественно для автомобиля, вышедшего из поворота на длинную прямую.
В случае изначального плавного недожима акселератора к концу прямой вы получите неестественно низкую максимальную скорость, и продублировать совершенно одинаковый недожим акселератора подряд на 3-5 боевых кругах будет затруднительно, при наложении одного круга на другой будут явные труднообъяснимые несовпадения графика. Но самое главное, сброс или недожим газа, ровно как и смена прошивки на менее «злую», сразу приведет к существенному ухудшению времени круга. В этом случае, только значительно более высокие скорости в поворотах могли бы более или менее уровнять (либо улучшить) времена круга в сравнении с «эталонным» автомобилем. Если преимущества по скорости в поворотах при анализе телеметрии оцениваемого автомобиля также не наблюдается, то можно делать практически однозначный вывод, что автомобиль не соответствовал заявленному классу в предыдущем существенно более быстром заезде. Отметаем вероятность того, что у данного авто внезапно прямо вот к данному заезду что-то дриснуло в подвеске, и он стал существенно медленнее в поворотах

Если всё же по какой-либо причине записать телеметрию с трека на оцениваемом автомобиле не удалось, либо телеметрия не дала внятного ответа о сравнительной мощности (что маловероятно, выше я на это отвел условные 2%), то прибор Racelogic Perfomancebox позволяет оценивать колесную мощность зная точную массу автомобиля (весы имеются на каждом этапе). Измерение проводится несколько раз на любом горизонтальном участке дороге по максимальному ускорению на 2й или 3й передаче (в зависимости от ряда кпп). Опять же стоит оговорится, что нет необходимости с точностью до 1л.с. определять мощность. Если мощность после измерения покажется малореальной, то на этом же самом участке с целью тарировки можно провести измерение на любом другом стоковом автомобиле с заведомо известной мощностью.

Также при замере мощности рейслоджик производит оценку сопротивления качения и сопротивления воздуха по величине отрицательного ускорения в момент выжима сцепления в самом конце замера. В целом подобный замер мощности дает вполне удовлетворительную точность для оценочно-сравнительных целей, а погрешность при тщательном соблюдении методики измерения обычно не превышает +/-5%, т.е. возможный разброс в 10л.с. относительно 100л.с. необходимо учитывать.

Как определить мощность, частоту вращения, начало и конец обмоток двигателя без бирки.

Что делать, если вы купили или достали каким-то образом эл.двигатель, на котором отсутствует бирка или шильдик с обозначением его мощности, частоты вращения и т.п.?

Либо на старом движке эти данные стерлись и стали нечитабельны.

При этом паспорта или какой-то другой технической документации у вас под рукой нет. Можно ли в этом случае узнать параметры двигателя самостоятельно?

Конечно же да, причем несколькими способами. Давайте рассмотрим самые популярные из них.

Первоначально для точного определения мощности потребуется выяснить синхронную частоту вращения вала, а перед этим узнать, где у нас начало каждой обмотки, а где ее конец.

По ГОСТ 26772-85 обмотки трехфазных асинхронных двигателей должны маркироваться буквами:

По старому госту обозначение было несколько иным:

Еще раньше можно было встретить надписи Н1-К1 (начало-конец обмотки №1), Н2-К2, Н3-К3.

На некоторых движках для облегчения распознавания концов обмоток их выводят из разных отверстий на одну или другую сторону. Как например на фото снизу.

Но не всегда можно доверять таким выводам. Поэтому проверить все вручную никогда не помешает.

Если никаких обозначений и букв на барно нет, и вы не знаете, где у вас начало, а где конец обмотки, читайте инструкцию под спойлером.

В помощники берете мультиметр и устанавливаете его в режим замера сопротивления.

Одним щупом дотрагиваетесь до любого из шести выводов, а другим поочередно прикасаетесь к остальным пяти проводам, тем самым, ища соответствующую пару.

При ее нахождении на табло мультиметра должна высветиться цифра, показывающее некое сопротивление в Омах.

В остальных случаях с другими проводами сопротивление будет равняться бесконечности (обрыв).

Отмечаете данную обмотку бирками и переходите к оставшимся проводам. Таким нехитрым способом буквально за одну минуту можно «вызвонить» концы всех обмоток.

Однако это еще не все. Главная проблема заключается в том, что вы пока не знаете, какой из двух выводов является началом обмотки, а какой ее концом.

Для того, чтобы это выяснить, соединяете между собой по два вывода от разных обмоток. То есть, условное начало V1 первой обмотки, соединяем с условным концом второй обмотки — U2.

При этом у вас пока нет точной информации начало это или конец. Вы их сами так промаркировали для себя, чтобы сделать последующие замеры.

На другие концы этих двух обмоток (U1 и V2) подаете переменное напряжение 220В или меньше. Зависит это от того, на какое напряжение рассчитан ваш движок.

Смысл всего этого действия – замерить какое напряжение появится на концах третьей обмотки W1-W2. Это так называемый метод трансформации.

Если между W1-W2 будет какое-то значение (10-15В или больше), значит первые две обмотки у вас включены согласовано, то есть правильно. Все подписанные концы V1-V2, U1-U2 вы угадали верно.

Бирки на них менять не нужно.

Если же напряжение между W1-W2 будет очень маленьким или его вообще не будет, то получается, что первые две обмотки вы включили по встречной схеме (неправильно). Бирки на одной из обмоток придется поменять местами.

Разобравшись с двумя фазами переходим к третьей. Здесь процедура та же самая. Соединяете между собой условные начало и конец W1 и U2, а на U1 и W2 подаете 220V.

Замеры делаете между выводами V1 и V2. Если угадали, то двигатель может даже запуститься на двух фазах, ну или по крайней мере между V1 и V2 будет несколько вольт.

Если нет, то просто поменяйте местами бирки W1 и W2.

Второй метод определения начала и конца обмоток еще более простой.

Сперва находите три разные обмотки, как было указано выше. Соединяете их последовательно (условный конец первой с началом второй U2-V1, а конец второй с началом третье V2-W1).

На два оставшихся вывода U1-W2 подаете напряжение 220В. После этого поочередно подносите лампочку к концам каждой из обмоток (U1-U2, V1-V2, W1-W2).

Если она горит везде с одинаковой яркостью, то вы угадали со всеми выводами.

Если яркость будет отличаться, это говорит о том, что данная обмотка перевернута по отношению к двум другим.

На ней бирки нужно поменять местами. Вообще-то по ТБ с лампочкой в качестве контрольки уже давно запрещено работать, поэтому вместо нее лучше используйте мультиметр с функцией замера напряжения.

Для определения частоты по первому способу вам потребуется обычный китайский стрелочный мультиметр (аналоговый, не электронный!).

Определять частоту нужно при положении переключателя мультиметра в режиме измерения тока (100мА). Далее подключаете измерительные щупы в соответствующие разъемы:

Где и как замерить мощность двигателя?

Опции темы

• Подписаться на эту тему…