Suprasti automobilio variklio galią yra svarbu tiek renkantis naują transporto priemonę, tiek siekiant optimizuoti esamą. Galia dažniausiai nurodoma dviem dydžiais: kilovatais (kW) ir arklio galiomis (AG). Jei žinomas variklio galingumas kilovatais, apskaičiuoti, kiek tai bus arklio galių, nėra sudėtinga, nes 1 kW lygus 1,36 AG.
Variklio galios didinimo ir matavimo būdai
Automobilio dinamikoje svarbus ne tik galios dydis, bet ir sukimo momentas. Jei automobilio greitis ir dinaminės savybės netenkina, galia gali būti koreguojama. Variklio galią galima padidinti keliais pagrindiniais būdais, tarp kurių populiarus yra "chiptuningas". "Chip" reiškia mikroschemą, o "tuning" - derinimas ar pertvarkymas. Šiuolaikinės modifikacijos atliekamos naudojant specialią programinę įrangą ir prietaisus.
Programuojant variklį, neviršijant gamintojų paliktų rezervų, mikroschemos pertvarkymas variklio eksploatacijos ilgaamžiškumui neturi jokios įtakos. Žinoma, galima galią padidinti daugiau nei 50 proc., tačiau tuomet, siekiant išvengti variklio gedimų ar padidėjusio dūmijimo, būtina pakeisti tam tikrus automobilio mazgus.
Didesnė automobilio variklio galia yra daugelio automobilių entuziastų svajonė. Nemaža dalis jų tai įtraukia į automobilio modifikavimo planus. Vieni apsiriboja tik nauja oro įsiurbimo ar išmetimo sistema, kiti gilinasi į variklio vidų ir keičia jo komponentus. Po visų atliktų darbų, nepaisant jų sudėtingumo, kyla noras sužinoti, kiek papildomų "arklių" atsirado variklyje. Vieni skaičiuoja apytiksliai, pasitikėdami įvairių variklio tiuningo kompanijų techniniais duomenimis, pateiktais apie instaliuotą detalę. Tačiau tai tik teorija, o norisi turėti tikslų skaičių.
Be to, senesni automobiliai dar prieš atliekant variklio galios kėlimo procedūras jau gali būti praradę dalį galingumo. Idealiausias būdas visa tai išsiaiškinti - išmatuoti automobilio variklio galią ant specialaus dinamometrinio galios matavimo stendo.
Dinamometriniai galios matavimo stendai ir jų tikslumas
Net ir išmatavus variklio galią ant Dyno stendo, ji vis tiek ne visuomet bus tiksli, kadangi vienas stendas tam pačiam automobiliui gali parodyti geresnį galios vienetų skaičių, o kitas - prastesnį. Ties gautais rezultatais ir prasideda visas įdomumas. Daugiau galios - skamba geriau, bet realybė gali būti kitokia. Todėl kyla klausimas, kuriuo matavimu tikėti?
Matavimo tikslumui įtakos turi daugybė faktorių, kurie turi būti tikslūs. Tačiau gana dažnai šie parametrai prieš atliekant variklio galios matavimą ant stendo gali būti suvedami tiesiog "iš lempos" arba paliekami pagal nutylėjimą (pagal default'ą), žinant, kokie jie turėtų būti stendui veikiant idealiomis sąlygomis. Svarbi ne tik visa aplinkos būsena (temperatūra, drėgmumas, slėgis), bet svarbus rodiklis yra ir volų rotacinė masė - pasipriešinimo masė. Automobilio variklis, kurio galia matuojama ant stendo, sukdamas automobilio ratus priešinasi stendo volams. Jeigu tas pats automobilis priešintųsi didesniam volų sukuriamam svoriui, negu jis privalo būti konkrečiam automobiliui, tai jo variklio galia būtų išmatuota didesnė, negu yra iš tikrųjų.
Žinant, kokie aplinkos parametrai pakels rezultatus ir privers klientą pasijusti laimingu, galima juos tiesiog įvesti į kompiuterį rankiniu būdu. Tokiu atveju bus netiksliai išmatuota automobilio variklio galia, kurios apskaičiavimas priklauso nuo išvardintų parametrų. Esmė tame, kad matuojama variklio galia turi būti vienoda nepaisant to, ar oro temperatūra yra 2 laipsniai šalčio, ar 15 laipsnių šilumos, ar drėgmė yra 10, ar 50 procentų, ar slėgis aukštas, ar žemas. Anksčiau paminėtas volų rotacinės masės rodiklis taip pat yra labai svarbus - klientas turi, kaip ir kitus, taip ir šiuos duomenis matyti ant atspausdinto rezultatų lapo. Daugumai pigių stendų gamintojų yra per brangu nustatyti šį rodiklį, todėl jo korekcijos leidžiamos programos operatoriui.
Didžioji dauguma Lietuvoje naudojamų galios matavimo stendų neturi hidrometeorologinių stotelių, fiksuojančių aplinkos duomenis, jie yra savadarbiai arba be kokybės sertifikatų, o tai reiškia, kad su jais nepavyks pasiekti tikslumo. Klientui rezultatų lape bus pateikta tik variklio galia ir kreivės, atsižvelgiant į aplinkos temperatūrą ir atliktas korekcijas pagal DIN standartą, bet rodikliai, pagal kuriuos šie skaičiavimai buvo atlikti, labai dažnai nebus paviešinti.
Pasaulyje pripažinti stendai ir jų naudojimas Lietuvoje
Europoje yra žinomi „SuperFlow“, „Piper“, „Maha“, „V-tech“, „DynoDynamics“, „Dynojet“ dinamometrinių stendų bei kitos įrangos automobilių testavimams ar kontrolei gamintojai. Vokietijoje „Maha“ variklių galios matavimo stendą naudoja tokie tiuningo specialistai kaip „Hamann“, „MTM“, „ABT“ ar „PP Performance“. Be to, šiuo stendu pasitiki tokie automobilių gamintojai kaip „Mercedes-Benz“, „BMW“, „Volkswagen“, „Audi“, „Škoda“, „Seat“, „Porsche“.
„Maha“ kompanija savo veiklą pradėjo dar 1968 metais, o dabar yra plačiai žinoma ne tik Europoje, bet ir visame pasaulyje. Jos produkcija naudojama įvairiuose pasaulio regionuose: Kinijoje, JAV, Australijoje, Pietų Afrikos Respublikoje, Prancūzijoje, Turkijoje, Didžiojoje Britanijoje ir kt. Kompanijos gaminius - įvairius įrenginius - naudoja ir Vokietijos (TUV, DEKRA) bei Didžiosios Britanijos (MOT) techninių apžiūrų centrai (stabdžių stendai, žibintų stendai, važiuoklės tikrinimo stendai, emisijos tikrinimo įranga ir t.t.). Taigi tai yra puikiai žinomas ir pripažintas gamintojas visame pasaulyje, todėl ir jo gaminami variklio galios matavimo stendai nekelia jokių abejonių.
Modernią vokišką „Maha“ kompanijos aparatūrą bei įrangą Lietuvoje naudoja techninių apžiūrų centrai. „Maha“ variklių galios matavimo stendą turi Vilniaus Gedimino technikos universitetas (VGTU). „Maha“ dinamometrinį stendą turi ir Kaune įsikūrusios variklių galios tobulinimo dirbtuvės „Startline“. Čia naudojamas itin modernus ir rimtas „Maha LPS 3000 PKW 4x4“ dinamometrinis stendas gali matuoti variklio galingumą tiek dvejais ratais, tiek visais keturiais ratais varomiems automobiliams. Jis turi naujausią programinę įrangą, o hidrometeorologinė stotelė, stebinti aplinką, yra šio stendo sudedamoji dalis.
Įmonės atstovas teigia, kad nemaža dalis klientų, pas juos išsimatavę variklio galią, pasimeta, kadangi rezultatas būna prastesnis, nei anksčiau kitoje vietoje atlikto matavimo rezultatai. Tačiau tokia jau ta tiesa, nes „Maha“ stendas itin tiksliai suskaičiuoja visus „arklius“ ir niutonus. Taigi net ir visiškai naują automobilį, ką tik įsigytą iš įgaliotojo atstovo, drąsiai galima varyti į šias dirbtuves Kaune, pamatuoti jo galią ir įsitikinti, ar automobilio gamintojas ją yra nurodęs teisingai. Ir jeigu rezultatas bus ne toks, koks yra deklaruojamas, klientas turi teisę reikalauti to, už ką moka.
Taigi norint sužinoti tikslią variklio galią tikrai nereikės vykti į Vokietiją - artimiausia vieta, kur galima tai padaryti, yra „Startline“ dirbtuvės Kaune. Čia bus itin tiksliai pamatuota bet kokio automobilio variklio galia, o rezultatų suvestinėje bus ne tik kreivės, kilovatų ir niutonmetrų skaičius, bet ir visi tikslūs aplinkos duomenys, būtent pagal kuriuos tiksliai buvo atlikti variklio galios matavimai. Viskas aiškiai ir be jokių paslapčių išdėstyta ant balto popieriaus lapo. Kažkokioms korekcijoms ar sukčiavimams vietos čia visiškai nebelieka. Kiek „arklių“ automobilis turi, tiek ir yra parodoma. Be to, verta paminėti, kad į variklį įsiurbiamo oro temperatūros duomenis „Maha“ galios matavimo stende esantis daviklis per OBD jungtį ima iš pačio automobilio kompiuterio. Esant tokiam sertifikuotam galios matavimo stendui Lietuvoje, visuomet galima tvirtai įsitikinti, kiek papildomos galios pridėjo viena ar kita automobilio variklio modifikacija ar kompiuterio programavimas.
Kaip automobiliuose matuojama arklio galia
Variklio galios matavimo standartai ir normos
Variklio galia matuojama pagal daugybę normų: CUNA, DIN, ECE, EG, GOST, ISO. Savaime suprantama, skaitinė galios reikšmė priklauso nuo normos apibrėžtų matavimo sąlygų. Todėl, pavyzdžiui, pagal CUNA išmatuota galia yra 5-10 proc. didesnė už DIN dydį. O SAE normos nuo DIN skiriasi nors ir nedaug, tačiau į mažesnę pusę.
Vakarietiškų traktorių variklių galią galima aptikti išmatuotą pagal 10 skirtingų normų: SAE J 1955 3.1, SAE J 1349 4.2.4, ISO TR14396, ECE R24 (ECE R24.03), DIN 70020, EEC 80/1289, EC 8-0/1269, 97/68/EC (EG 97/68), OECD, BS AU 141a: 1971. Tiesa, jų yra ir daugiau. Pavyzdžiui, Same Deutz-Fahr traktorių grupėje galia papildomai nurodoma pagal 2000/25/EC normą. Tačiau dažniausiai galia pateikiama pagal ECE R24, 97/68/EC (EG 97/68), DIN 70020 ir ISO TR14396 normas. Atsižvelgiant į tai, skirtingų gamintojų pateiktų galios skaitinių reikšmių lyginti tiesiogiai negalima.
SAE J 1955 3.1 norma daugiausia naudojama JAV rinkoje. Tai bendroji variklio galia, neįvertinanti jokių papildomų įrenginių (energijos vartotojų) poreikio. Sumontuotas tik variklio aušintuvas. Norma SAE J 1349 4.2.4, atvirkščiai, jau įvertina papildomų įrenginių, išskyrus papildomai montuojamų hidraulinių siurblių ir pneumatinės stabdžių sistemos bei oro kondicionieriaus kompresorių poreikius. Generatorius, nors ir sumontuotas, tačiau sukamas neveikiant apkrovai.
Galia, pateikta pagal ISO TR14396 normą, nurodo bendrą jos dydį, neįvertinus papildomo energijos suvartojimo (net ventiliatoriaus) poreikio. Kadangi variklis skysčio siurblio nesuka, aušinimo skystis tiekiamas išorinio įrenginio. Aušintuvas taip pat nenumatytas. Nors generatorius sumontuotas, tačiau jo rotorius sukasi laisvai. Numatytas tik išmetamųjų dujų slopintuvas.
BS AU 141a: 1971 yra Didžiojoje Britanijoje galiojanti galios matavimo norma. Tai taip pat bendroji galia, neįvertinanti papildomo energijos poreikio. Tačiau reikalavimai aplinkos sąlygoms atitinka vieną griežčiausių europietiškų DIN 70020 normų. Dūmingumas matuojamas, esant 80 proc. variklio apkrovai.
Pagal DIN 70020, kaip ir pagal ECE R24 (ECE R24.03), normą pateikiama variklio galia su papildomos energijos poreikiais, tarp jų su oro valytuvu ir prijungtu skysčio siurbliu. Generatorius taip pat prijungtas, tačiau rotorius sukasi laisvai. Ant variklio neuždėti pneumatinės stabdžių sistemos ir oro kondicionieriaus kompresoriai, nenumatyti papildomi hidrauliniai siurbliai (pvz., vairavimo sistemos stiprintuvo). Ventiliatoriaus visko (klampio) movos įjungimo laipsnis nenustatomas.
ECE R24 (ECE R24.03) norma iš esmės panaši į EC 88/105 normą. Ji buvo sukurta kelių transporto variklių galiai matuoti, tačiau EC 77/537 pakeitimai pritaikė ir žemės ūkio paskirties savaeigių mašinų variklių galiai nustatyti. Atsižvelgiant į pakeitimus, dūmingumas matuojamas, esant ne 100, o 80 proc. variklio apkrovai. Variklio ventiliatorius, jei yra galimybė, išjungiamas. Jei jo pavaroje yra visko (klampio) mova, ji įjungiama iki galo (DIN 70020 - mažiausias klampio movos buksavimo dydis). Skirtingai nuo ECE R24, 97/68EC (EG 97/68) norma neįvertina ventiliatoriaus pavaros pasipriešinimo.
Verta atsiminti, kad galia, išmatuota pagal ISO TR14396 normą, yra iki 8 proc. didesnė už ECE R24 normos skaitinę galios reikšmę. Panašus skirtumas yra ir tarp 2000/25/EC bei ECE R24 normų.
EC 8-0/1269 norma taip pat nurodo variklio galią, įvertinus papildomos energijos suvartojimo poreikius, tačiau jie veikia be apkrovos. Ant variklio sumontuotas oro valytuvas, išmetamųjų dujų slopintuvas, skysčio aušintuvas ir ventiliatorius. Jei ventiliatoriaus pavaroje yra visko (klampio) mova, ji arba išjungiama visiškai, arba iki galo įjungiama. EEC 80/1289 norma nurodo variklio galią su visu papildomos energijos poreikiu, išskyrus hidraulinius siurblius/variklius. Visko (klampio) movos buksavimo laipsnis mažiausias.
Pagal OECD 1-ojo ir 2-ojo kodo normas matuojama ne variklio alkūniniu velenu, o GTV perduodama galia. Savaime suprantama, ši galia įvertina visus papildomos energijos poreikius (išskyrus generatoriaus, kuris sukasi be apkrovos) ir nuostolius GTV pavaroje. Apribojimai taikomi tik oro slėgiui ir didžiausiai temperatūrai.
Variklio galios vertinimo kriterijai
Geriausiai variklio konstrukcijos tobulumą nurodo lyginamasis masės ir galios santykis. Kuo jis mažesnis, tuo variklis, o kartu ir mašina, techniškai pažangesnė. Kuo didesnė variklio litrinė galia, tuo mažesnis šios galios jėgos agregato darbo tūris, gabaritai ir masė. Tai taip pat apibūdina variklyje naudotų technologijų ir montuojamų sistemų pažangumą. Iš principo didesnę litrinę galią nulemia didesnis slėgis cilindruose ir didesnis stūmoklių judėjimo greitis, t. y. faktoriai, apibūdinantys variklio šiluminį ir dinaminį režimus. Slėgį ir stūmoklio greičius galima didinti ribotai, nes padidinama mechaninė alkūninio-stūmoklinio mechanizmo apkrova (didėja slydimo guolių dilimas, alkūninis velenas gali paprasčiausiai sulūžti).
Maždaug iki 1 000 min-1 efektyvioji galia nevaizduojama, nes iki šios ribos variklio mechaniniai ir šiluminiai nuostoliai labai dideli. Didėjant sūkių dažniui, efektyvioji galia didėja tolygiai, kol pasiekia didžiausią vertę. Toliau didėjant alkūninio veleno sūkiams, ji pradeda mažėti. Taip nutinka dėl pablogėjusio cilindrų pripildymo ir labai padidėjusių mechaninių nuostolių.
Vertinant galią (vardinę ar didžiausią), reikia atsižvelgti ne tik į jos dydį, bet ir atkreipti dėmesį į pastovios galios aikštelę. Pastaroji reiškia, kad tam tikrame sūkių diapazone (moderniame variklyje 500-650 min-1 ribose), kuris yra ne mažesnis už darbinių sūkių diapazoną (1 600-2 000 min-1), variklio galia yra ne mažesnė už vardinę.
Antras svarbus vertinimo kriterijus yra norma, pagal kurią išmatuojama galia. Kaip jau aptarėme, skirtumai tarp pagal skirtingas normas išmatuotų variklio galingumų gali siekti 8 ir daugiau procentų. Šis skirtumas tuo didesnis, kuo didesnė variklio galia.
Trečiasis svarbus kriterijus - galios skaidymas į srautus ar jos sumavimas (John Deere, Case IH/New Holland, Landini, McCormic, Valtra). Dominuojant pagrindiniams darbams ir taikant intensyvaus žemės dirbimo technologijas, svarbiausia yra tik ta galia, kuri perduodama transmisijai. Nemažai gamintojų dalį papildomos galios perduoda GTV. Tai racionalus sprendimas, jei dirbama kombinuotais sėjos agregatais, frezomis. Efektyvu, jei traktorius naudojamas transporto darbams atlikti. Tačiau visais likusiais atvejais - ariant, skutant, sėjant (jei nenaudojamas GTV) ir nevažiuojant didesniais greičiais - galios padidėjimas neturi reikšmės. Reikia suprasti, gamintojui toks galios padidinimas naudingas dėl daugelio veiksnių: gaunami geresni lyginamieji rodikliai (masės ir galios, litrinės galios, pagaliau, lyginamasis kainos santykis su galios vienetu). Tačiau nereikia pamiršti, kad šis sprendimas taikomas tik vidutinės galios universalios paskirties traktoriuose, o jiems didinti galią per 180 AG neefektyvu. Pagrindinė priežastis - šios galios grupės traktoriai neturi pakankamos masės didesnei traukos galiai realizuoti.
Ketvirtas kriterijus yra susijęs su optimalia galios atsarga. Racionalu traktorių rinktis, atsižvelgiant į daugiausiai energijos reikalaujančio agregato poreikius. Pastarojo gamintojo pateiktą galią ar jos diapazoną reikia vertinti taip pat lanksčiai. Svarbiausia, nepamiršti įvertinti darbo sąlygų ir apimčių. Nepadarysite klaidos, jei traktorių pasirinksite su 10 proc. vardinės galios atsarga.
tags: #kaip #nustatyt #automobilio #variklio #galingyum1