Dinamómetro

Un dinamómetro o "dyno" para abreviar, es un dispositivo para medir simultáneamente el par y la velocidad de rotación (RPM) de un motor, motor u otro motor primario giratorio para que se pueda calcular su potencia instantánea y, por lo general, mostrarla en el propio dinamómetro como kW o bhp.

Además de ser utilizado para determinar las características de par o potencia de una máquina bajo prueba, los dinamómetros se emplean en varios otros roles. En ciclos estándar de pruebas de emisiones, como los definidos por la Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos, se utilizan dinamómetros para proporcionar carga de carretera simulada del motor (utilizando un dinamómetro de motor) o de potencia completa (utilizando un dinamómetro de chasis). Más allá de mediciones simples de potencia y torque, los dinamómetros se pueden utilizar como parte de un testbed para una variedad de actividades de desarrollo de motores, como la calibración de controladores de gestión de motores, investigaciones detalladas sobre el comportamiento de combustión y tribología.

En la terminología médica, los dinamómetros de mano se utilizan para la evaluación rutinaria del agarre y la fuerza de la mano, y para la evaluación inicial y continua de pacientes con traumatismo o disfunción en la mano. También se utilizan para medir la fuerza de prensión en pacientes en los que se sospecha compromiso de las raíces nerviosas cervicales o de los nervios periféricos.

En los ámbitos de la rehabilitación, la kinesiología y la ergonomía, los dinamómetros de fuerza se utilizan para medir la fuerza de la espalda, el agarre, los brazos y/o las piernas de atletas, pacientes y trabajadores para evaluar el estado físico, el rendimiento y las demandas de la tarea. Normalmente, la fuerza aplicada a una palanca o a través de un cable se mide y luego se convierte en un momento de fuerza multiplicándola por la distancia perpendicular desde la fuerza al eje del nivel.

Principios de funcionamiento de los dinamómetros (de absorción) de potencia de par

Un dinamómetro de absorción actúa como una carga impulsada por el motor primario que se está probando (por ejemplo, una rueda Pelton). El dinamómetro debe poder funcionar a cualquier velocidad y cargar a cualquier nivel de par que requiera la prueba.

Los dinamómetros absorbentes no deben confundirse con dinamómetros "inercia", que calculan la potencia únicamente midiendo la potencia necesaria para acelerar un rodillo de unidad de masa conocido y no proporcionan carga variable al motor principal.

Un dinamómetro de absorción generalmente está equipado con algún medio para medir el par de operación y la velocidad.

La unidad de absorción de potencia (PAU) de un dinamómetro absorbe la potencia desarrollada por el motor primario. Esta potencia absorbida por el dinamómetro luego se convierte en calor, que generalmente se disipa en el aire ambiente o se transfiere al agua de refrigeración que se disipa en el aire. Los dinamómetros regenerativos, en los que el motor primario acciona un motor de CC como generador para crear carga, generan un exceso de energía de CC y, potencialmente, utilizando un inversor de CC/CA, pueden devolver energía de CA a la red eléctrica comercial.

Los dinamómetros de absorción pueden equiparse con dos tipos de sistemas de control para proporcionar diferentes tipos de pruebas principales.

Fuerza constante

El dinamómetro tiene un mecanismo de "frenado" Regulador de par: la unidad de absorción de potencia está configurada para proporcionar una carga de par de fuerza de frenado establecida, mientras que el motor primario está configurado para funcionar con cualquier apertura del acelerador, tasa de suministro de combustible o cualquier otra variable que se desee probar. Luego se permite que el motor primario acelere el motor a través de la velocidad o rango de RPM deseado. Las rutinas de prueba de fuerza constante requieren que el PAU se ajuste con un par ligeramente deficiente en relación con la salida del motor primario para permitir cierta tasa de aceleración. La potencia se calcula en función de la velocidad de rotación x el par x la constante. La constante varía según las unidades utilizadas.

Velocidad constante

Si el dinamómetro tiene un regulador de velocidad (humano o ordenador), el PAU proporciona una cantidad variable de fuerza de frenado (torque) que es necesario para que el motor principal funcione a la velocidad de prueba única deseada o RPM. La carga de frenado PAU aplicada al motor principal puede ser controlada manualmente o determinada por un ordenador. La mayoría de los sistemas emplean cargas de corriente eddy, hidroeléctrica o motor DC producidas debido a sus capacidades lineales y rápidas de cambio de carga.

La potencia se calcula como el producto de la velocidad angular y el par.

Un dinamómetro de motor actúa como un motor que impulsa el equipo bajo prueba. Debe poder impulsar el equipo a cualquier velocidad y desarrollar cualquier nivel de par que requiera la prueba. En el uso común, se utilizan motores de CA o CC para accionar el equipo o "cargar" el equipo. dispositivo.

En la mayoría de los dinamómetros la potencia (P) no se mide directamente, sino que debe calcularse a partir del par (τ) y la velocidad angular (ω ) valores de fuerza (F) y velocidad lineal (v):

P=τ τ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ {displaystyle P=tau cdot omega }

o

P=F⋅ ⋅ v{displaystyle P=Fcdot v}

Donde

P es el poder en watts

τ es el par de metros de Newton

⋅ es la velocidad angular de los radianos por segundo

F es la fuerza en Newtons

v es la velocidad lineal en metros por segundo

Es posible que sea necesaria la división por una constante de conversión, dependiendo de las unidades de medida utilizadas.

Para unidades imperiales o habituales de EE. UU.,

Php=τ τ lb⋅ ⋅ ft⋅ ⋅ ⋅ ⋅ RPM5252{displaystyle P_{mathrm {hp} }={tau _{mathrm {lbcdot ft}cdot omega _{mathrm {RPM} over 5252}

Donde

P_hp es el poder del caballo

τ_lb·ft es el par en la libra-feet

⋅_RPM es la velocidad de rotación en revoluciones por minuto

Para unidades métricas,

PW=τ τ N⋅ ⋅ m⋅ ⋅ ⋅ ⋅ {displaystyle P_{mathrm {W}=tau _{mathrm {Ncdot m}cdot omega }

Donde

P_W es el poder en Watts (W)

τ_N·m es el par de metros de Newton (Nm)

⋅ es la velocidad de rotación en radianos/segundo (rad/s)

ω = ωRPM. π / 30

Descripción detallada del dinamometro

Un dinamómetro consta de una unidad de absorción (o absorbente/impulsor) y normalmente incluye un medio para medir el par y la velocidad de rotación. Una unidad de absorción consta de algún tipo de rotor en una carcasa. El rotor está acoplado al motor u otro equipo bajo prueba y puede girar libremente a cualquier velocidad requerida para la prueba. Se proporcionan algunos medios para desarrollar un par de frenado entre el rotor y la carcasa del dinamómetro. Los medios para desarrollar el par pueden ser friccionales, hidráulicos, electromagnéticos o de otro tipo, según el tipo de unidad de absorción/impulsor.

Un medio para medir el torque es montar la carcasa del dinamómetro de modo que pueda girar libremente excepto si está restringido por un brazo de torque. Se puede hacer que la carcasa gire libremente utilizando muñones conectados a cada extremo de la carcasa para soportarla en cojinetes de muñón montados en pedestal. El brazo de torsión está conectado a la carcasa del banco de pruebas y se coloca una báscula de modo que mida la fuerza ejercida por la carcasa del banco de pruebas al intentar girar. El par es la fuerza indicada por la escala multiplicada por la longitud del brazo de par medida desde el centro del dinamómetro. Se puede sustituir las básculas por un transductor de celda de carga para proporcionar una señal eléctrica que sea proporcional al par.

Otra forma de medir el par es conectar el motor a la dinamo a través de un acoplamiento sensor de par o un transductor de par. Un transductor de par proporciona una señal eléctrica que es proporcional al par.

Con las unidades de absorción eléctrica, es posible determinar el par midiendo la corriente consumida (o generada) por el absorbente/impulsor. Este es generalmente un método menos preciso y no se practica mucho en los tiempos modernos, pero puede ser adecuado para algunos propósitos.

Cuando las señales de par y velocidad están disponibles, los datos de la prueba se pueden transmitir a un sistema de adquisición de datos en lugar de registrarlos manualmente. Las señales de velocidad y par también pueden registrarse mediante un registrador gráfico o un trazador.

Tipos de dinamómetros

Además de la clasificación como absorción, motorización o universal, como se describió anteriormente, los dinamómetros también se pueden clasificar de otras maneras.

Un banco de pruebas que está acoplado directamente a un motor se conoce como dinamómetro de motor.

Un banco de pruebas que puede medir el par y la potencia entregados por el tren de potencia de un vehículo directamente desde la rueda o ruedas motrices sin quitar el motor del bastidor del vehículo), se conoce como banco de pruebas de chasis.

Los dinamómetros también se pueden clasificar por el tipo de unidad de absorción o absorbente/conductor que usan. Algunas unidades que son capaces de absorción sólo se pueden combinar con un motor para construir un amortiguador o dinamómetro "universal".

Tipos de unidades de absorción

• Eddy current (absorption only)
• Freno de polvo magnético (absorción solamente)
• Freno de la histeria (absorción solamente)
• Motor/generador eléctrico (absorb o unidad)
• Freno de ventilador (absorción solamente)
• Freno hidráulico (absorción solamente)
• Freno de fricción de aceite lubricado (absorción solamente)
• Freno de agua (absorción solamente)
• Dino compuesto (generalmente un disno de absorción en tándem con un dino eléctrico/motor)

Absorbedor tipo corrientes de Foucault

Los dinamómetros de corrientes parásitas (EC) son actualmente los amortiguadores más comunes utilizados en los dinamómetros de chasis modernos. Los absorbentes EC proporcionan una tasa de cambio de carga rápida para una rápida estabilización de la carga. La mayoría están refrigerados por aire, pero algunos están diseñados para requerir sistemas externos de refrigeración por agua.

Los dinamómetros de corrientes parásitas requieren un núcleo, eje o disco eléctricamente conductor que se mueve a través de un campo magnético para producir resistencia al movimiento. El hierro es un material común, pero también se pueden utilizar cobre, aluminio y otros materiales conductores.

En las aplicaciones actuales (2009), la mayoría de los frenos EC utilizan discos de hierro fundido similares a los rotores de freno de disco de los vehículos y utilizan electroimanes variables para cambiar la intensidad del campo magnético para controlar la cantidad de frenado.

El voltaje del electroimán generalmente es controlado por una computadora, utilizando cambios en el campo magnético para igualar la potencia de salida que se aplica.

Los sofisticados sistemas EC permiten un funcionamiento en estado estable y con una tasa de aceleración controlada.

Dinamómetro de polvo

Un dinamómetro de polvo es similar a un dinamómetro de corrientes parásitas, pero se coloca un polvo magnético fino en el espacio de aire entre el rotor y la bobina. Las líneas de flujo resultantes crean "cadenas" de partículas metálicas que se construyen y rompen constantemente durante la rotación, creando un gran torque. Los dinamómetros de polvo suelen estar limitados a RPM más bajas debido a problemas de disipación de calor.

Dinamómetros de histéresis

Los dinamómetros de histéresis utilizan un rotor magnético, a veces de aleación de AlNiCo, que se mueve a través de líneas de flujo generadas entre piezas polares magnéticas. La magnetización del rotor gira así alrededor de su característica B-H, disipando energía proporcional al área entre las líneas de ese gráfico mientras lo hace.

A diferencia de los frenos de corrientes parásitas, que no desarrollan par en reposo, el freno de histéresis desarrolla un par prácticamente constante, proporcional a su corriente magnetizante (o fuerza del imán en el caso de unidades de imán permanente) en todo su rango de velocidad. Las unidades suelen incorporar ranuras de ventilación, aunque algunas tienen disposiciones para refrigeración por aire forzado desde un suministro externo.

Los dinamómetros de histéresis y corrientes parásitas son dos de las tecnologías más útiles en dinamómetros pequeños (200 hp (150 kW) y menos).

Dinamómetro de motor/generador eléctrico

Los dinamómetros de motor/generador eléctrico son un tipo especializado de accionamiento de velocidad ajustable. La unidad de absorción/impulsor puede ser un motor de corriente alterna (CA) o un motor de corriente continua (CC). Un motor de CA o un motor de CC puede funcionar como un generador impulsado por la unidad bajo prueba o como un motor que impulsa la unidad bajo prueba. Cuando están equipados con unidades de control adecuadas, los dinamómetros de motor/generador eléctrico se pueden configurar como dinamómetros universales. La unidad de control de un motor de CA es un variador de frecuencia, mientras que la unidad de control de un motor de CC es un variador de CC. En ambos casos, las unidades de control regenerativo pueden transferir energía desde la unidad bajo prueba a la red eléctrica. Cuando esté permitido, el operador del dinamómetro puede recibir un pago (o crédito) de la empresa de servicios públicos por la energía devuelta mediante medición neta.

En las pruebas de motores, los dinamómetros universales no solo pueden absorber la potencia del motor, sino que también pueden impulsarlo para medir la fricción, las pérdidas de bombeo y otros factores.

Los dinamómetros de motor/generador eléctrico son generalmente más costosos y complejos que otros tipos de dinamómetros.

Freno del ventilador

Se utiliza un ventilador para soplar aire y proporcionar carga al motor. El par absorbido por el freno de un ventilador se puede ajustar cambiando el engranaje o el propio ventilador, o restringiendo el flujo de aire a través del ventilador. Debido a la baja viscosidad del aire, esta variedad de dinamómetro está inherentemente limitada en la cantidad de torque que puede absorber.

Freno de cizallamiento con aceite lubricado por fuerza

Un freno de cizallamiento de aceite tiene una serie de discos de fricción y placas de acero similares a los embragues de la transmisión automática de un automóvil. El eje que transporta los discos de fricción está unido a la carga mediante un acoplamiento. Un pistón empuja la pila de discos de fricción y placas de acero entre sí creando un corte en el aceite entre los discos y las placas aplicando un par. El par se puede controlar de forma neumática o hidráulica. La lubricación forzada mantiene una película de aceite entre las superficies para eliminar el desgaste. La reacción es suave hasta cero RPM sin stick-slip. Se pueden absorber cargas de hasta cientos de caballos de fuerza térmica a través de la unidad de refrigeración y lubricación de fuerza requerida. En la mayoría de los casos, el freno está conectado a tierra cinéticamente a través de un brazo de torsión anclado por un medidor de tensión que produce una corriente bajo carga alimentada al control del dinamómetro. Las válvulas proporcionales o de servocontrol se utilizan generalmente para permitir que el control del dinamómetro aplique presión para proporcionar la carga de par del programa con retroalimentación del extensímetro que cierra el circuito. A medida que aumentan los requisitos de par, existen limitaciones de velocidad.

Freno hidráulico

El sistema de freno hidráulico consta de una bomba hidráulica (generalmente una bomba de engranajes), un depósito de líquido y una tubería entre las dos partes. Insertada en la tubería hay una válvula ajustable, y entre la bomba y la válvula hay un manómetro u otro medio para medir la presión hidráulica. En términos más simples, el motor se eleva a las RPM deseadas y la válvula se cierra gradualmente. Como la salida de la bomba está restringida, la carga aumenta y el acelerador simplemente se abre hasta alcanzar la apertura deseada. A diferencia de la mayoría de los otros sistemas, la potencia se calcula factorizando el volumen de flujo (calculado a partir de las especificaciones de diseño de la bomba), la presión hidráulica y las RPM. La potencia del freno, ya sea calculada con presión, volumen y RPM, o con un banco de pruebas de freno de tipo celda de carga diferente, debería producir cifras de potencia esencialmente idénticas. Los dinamómetros hidráulicos son famosos por tener la capacidad de cambio de carga más rápida, superando ligeramente a los absorbentes de corrientes parásitas. La desventaja es que requieren grandes cantidades de aceite caliente a alta presión y un depósito de aceite.

Absorbedor tipo freno de agua

El dinamómetro hidráulico (también conocido como amortiguador de frenos de agua) fue inventado por el ingeniero británico William Froude en 1877 en respuesta a una solicitud del Almirantazgo de producir una máquina capaz de absorber y medir la potencia de grandes motores navales. Los amortiguadores de frenos de agua son relativamente comunes en la actualidad. Se destacan por su alta capacidad de potencia, tamaño pequeño, peso ligero y costos de fabricación relativamente bajos en comparación con otros "absorbedores de energía" de reacción más rápida. tipos.

Sus desventajas son que pueden tomar un período de tiempo relativamente largo para "estabilizar" su cantidad de carga, y que requieren un suministro constante de agua a la "carcasa del freno de agua" para enfriar. Las regulaciones ambientales pueden prohibir el "flujo" agua, en cuyo caso se instalan grandes tanques de agua para evitar que el agua contaminada entre al medio ambiente.

El esquema muestra el tipo más común de freno de agua, conocido como freno de "nivel variable" tipo. Se agrega agua hasta que el motor se mantiene a unas RPM constantes contra la carga, y luego el agua se mantiene en ese nivel y se reemplaza con un drenaje y llenado constantes (que es necesario para eliminar el calor creado al absorber los caballos de fuerza). La carcasa intenta girar en respuesta al par producido, pero está restringida por la escala o la celda medidora de par que mide el par.

Dinamómetros compuestos

En la mayoría de los casos, los dinamómetros para automóviles son simétricos; un dinamómetro de CA de 300 kW puede absorber 300 kW, al igual que un motor de 300 kW. Este es un requisito poco común en las pruebas y el desarrollo de motores. A veces, una solución más rentable es acoplar un dinamómetro de absorción más grande a un dinamómetro de motor más pequeño. Alternativamente, se pueden usar de manera similar un dinamómetro de absorción más grande y un motor simple de CA o CC, con el motor eléctrico solo proporcionando potencia cuando sea necesario (y sin absorción). El dinamómetro de absorción (más barato) está dimensionado para la absorción máxima requerida, mientras que el dinamómetro de motor está dimensionado para motorización. Una relación de tamaño típica para los ciclos de prueba de emisiones comunes y la mayoría de los desarrollos de motores es de aproximadamente 3:1. La medición del par es algo complicada ya que hay dos máquinas en tándem; en este caso, el método preferido para medir el par es un transductor de par en línea. Una configuración de este tipo comúnmente utilizada es un dinamómetro de corrientes parásitas o de freno de agua, con control electrónico combinado con un variador de frecuencia y un motor de inducción de CA. Las desventajas incluyen la necesidad de un segundo conjunto de servicios de celda de prueba (energía eléctrica y refrigeración) y un sistema de control un poco más complicado. Se debe prestar atención a la transición entre motorización y frenado en términos de estabilidad del control.

Cómo se utilizan los dinamómetros para probar motores

Los dinamómetros son útiles en el desarrollo y perfeccionamiento de la tecnología de motores modernos. El concepto es utilizar un banco de pruebas para medir y comparar la transferencia de potencia en diferentes puntos de un vehículo, permitiendo así modificar el motor o la transmisión para obtener una transferencia de potencia más eficiente. Por ejemplo, si un banco de pruebas de motor muestra que un motor en particular alcanza 400 N⋅m (295 lbf⋅ft) de torque, y un dinamo de chasis muestra solo 350 N⋅m (258 lbf⋅ft), se sabría que las pérdidas del tren motriz son nominales. Los dinamómetros suelen ser equipos muy costosos y, por lo tanto, normalmente se usan solo en ciertos campos que dependen de ellos para un propósito particular.

Tipos de sistemas dinamométricos

Un dinamómetro 'brake' aplica carga variable en el motor principal (PM) y mide la capacidad del PM para mover o mantener el RPM como relacionado con la "fuerza de freno" aplicada. Generalmente está conectado a un ordenador que registra el par de frenado aplicado y calcula la potencia del motor basado en la información de una "célula de carga" o " medidor de tren" y un sensor de velocidad.

Una 'inercia' El dinamómetro proporciona una carga de masa inercial fija, calcula la potencia necesaria para acelerar esa masa fija y conocida y utiliza una computadora para registrar las RPM y la tasa de aceleración para calcular el par. El motor generalmente se prueba desde algo por encima del ralentí hasta sus RPM máximas y la potencia se mide y se representa en un gráfico.

Un 'automovilismo' El dinamómetro proporciona las características de un sistema de banco de pruebas con freno, pero además, puede "alimentar" un banco de pruebas. (generalmente con un motor de CA o CC) el PM y permiten probar salidas de potencia muy pequeñas (por ejemplo, duplicar velocidades y cargas que se experimentan al operar un vehículo que viaja cuesta abajo o durante las operaciones de encendido/apagado del acelerador).

Tipos de procedimientos de prueba en dinamómetro

Existen esencialmente 3 tipos de procedimientos de prueba con dinamómetro:

1. Estado de seguridad: donde el motor se mantiene en un RPM especificado (o serie de RPMs normalmente secuenciales) por una cantidad deseada de tiempo por la carga de freno variable según lo dispuesto por la PAU (unidad de absorción de potencia). Estos se realizan con dinamómetros de freno.
2. Prueba de sudor: el motor se prueba bajo una carga (es decir, inercia o carga de freno), pero se permite "suministrar" en RPM, de manera continua, desde un RPM inferior especificado hasta un RPM "final" especificado. Estas pruebas se pueden realizar con inercia o dinamómetros de freno.
3. Prueba transitoria: generalmente realizada con dinamómetros AC o DC, la potencia del motor y la velocidad son variadas a lo largo del ciclo de prueba. Se utilizan diferentes ciclos de prueba en diferentes jurisdicciones. Los ciclos de prueba de Chasis incluyen UDDS de servicio ligero, HWFET, US06, SC03, ECE, EUDC y CD34, mientras que los ciclos de prueba de motores incluyen ETC, HDDTC, HDGTC, WHTC, WHSC y ED12.

Tipos de pruebas de barrido

1. Barrido inercia: un sistema inercia dyno proporciona un volante de masa inercial fijo y calcula la potencia necesaria para acelerar el volante (la carga) desde el comienzo hasta el final de RPM. No se conoce la masa rotativa real del motor (o motor y vehículo en el caso de un tino de chasis) y la variabilidad de incluso la masa de los neumáticos hará que los resultados de la potencia. El valor inercia del volante es "fijo", por lo que los motores de baja potencia están bajo carga durante mucho más tiempo y las temperaturas internas del motor son generalmente demasiado altas para el final de la prueba, haciendo que los ajustes óptimos "dino" de ajuste lejos de la configuración de ajuste óptima del mundo exterior. Por el contrario, los motores de alta potencia generalmente completan una prueba de "4o barrido de engranajes" en menos de 10 segundos, que no es una condición de carga confiable en comparación con la operación en el mundo real. Al no proporcionar suficiente tiempo bajo carga, las temperaturas internas de la cámara de combustión son poco realistas y las lecturas de potencia - sobre todo pasadas el pico de potencia - se asientan al lado bajo.
2. Barrido cargado, del tipo de disno de freno, incluye:
   1. Barrido de carga fijo simple: una carga fija - de algo menos que la salida del motor - se aplica durante la prueba. Se permite que el motor se acelere desde su RPM inicial hasta su RPM final, variable a su propia velocidad de aceleración, dependiendo de la potencia de salida a cualquier velocidad de rotación particular. La potencia se calcula utilizando (velocidad rotacional x torque x constante) + la potencia necesaria para acelerar la masa giratoria del dino y del motor/vehículo.
   2. Barrido de aceleración controlado: similar en el uso básico como la prueba de barrido simple de carga fija, pero con la adición de control de carga activo que apunta a una tasa específica de aceleración. Comúnmente, se utilizan 20 fps/ps.
3. Tasa de aceleración controlada: la velocidad de aceleración utilizada se controla desde motores de baja potencia hasta motores de alta potencia, y se evita la sobreextensión y contracción de "duración de prueba", proporcionando pruebas más repetibles y resultados de ajuste.

En cada tipo de prueba de barrido, sigue existiendo el problema de error potencial de lectura de energía debido a la masa giratoria variable motor/dino/vehicle total. Muchos modernos sistemas de disno de freno controlados por ordenador son capaces de derivar ese valor de "masa inercial", para eliminar este error.

Una "prueba de barrido" casi siempre será sospechoso, ya que muchos "barren" Los usuarios ignoran el factor de masa giratoria y prefieren utilizar un "factor" en cada prueba en cada motor o vehículo. Los sistemas de dinamómetro de inercia simples no son capaces de derivar "masa inercial" y, por lo tanto, se ven obligados a utilizar la misma (supuesta) masa inercial en todos los vehículos probados.

El uso de pruebas de estado estacionario elimina el error de masa inercial giratoria de una prueba de barrido, ya que no hay aceleración durante este tipo de prueba.

Características de la prueba transitoria

Los movimientos agresivos del acelerador, los cambios de velocidad del motor y el funcionamiento del motor son características de la mayoría de las pruebas transitorias del motor. El objetivo habitual de estas pruebas es el desarrollo y homologación de emisiones de vehículos. En algunos casos, el dinamómetro de corrientes parásitas de menor costo se utiliza para probar uno de los ciclos de prueba transitorios para el desarrollo y la calibración tempranos. Un sistema de banco de pruebas de corrientes parásitas ofrece una respuesta de carga rápida, lo que permite un seguimiento rápido de la velocidad y la carga, pero no permite el motor. Dado que la mayoría de las pruebas transitorias requeridas contienen una cantidad significativa de operación del motor, un ciclo de prueba transitoria con un banco de pruebas de corrientes parásitas generará diferentes resultados de pruebas de emisiones. Es necesario realizar los ajustes finales en un banco de pruebas con capacidad para motor.

Dinamómetro de motor

Un dinamómetro del motor mide la potencia y el par directamente del crankshaft del motor (o volante), cuando el motor se retira del vehículo. Estos dinos no explican las pérdidas de energía en la transmisión, como la caja de cambios, la transmisión y el diferencial.

Dinamómetro Chassis (vía de marcha)

Un dinamómetro de chasis, a veces conocido como una carretera rodante, mide la potencia entregada a la superficie del "rollo de deriva" por las ruedas de la unidad. El vehículo es a menudo atado en el rodillo o los rodillos, que el coche entonces se gira, y la salida medido por lo tanto.

Los modernos sistemas de chasis de tipo rodillo utilizan el rodillo "Salvisberg", que mejora la tracción y repetibilidad, en comparación con el uso de rodillos de tracción suaves o amasados. Los dinamómetros de chasis pueden ser fijos o portátiles, y pueden hacer mucho más que mostrar RPM, potencia y par. Con electrónica moderna y sistemas de dyno de baja inercia, ahora es posible sintonizar el mejor poder y las carreras más suaves en tiempo real.

Hay disponibles otros tipos de dinamómetros de chasis que eliminan la posibilidad de que las ruedas patinen en los rodillos motrices de estilo antiguo, y se conectan directamente a los cubos del vehículo para medir el torque directamente desde el eje.

Los sistemas de prueba de dinamométricos de desarrollo de emisiones de vehículos motorizados y homologación suelen integrar muestreo de emisiones, medición, velocidad del motor y control de carga, adquisición de datos y monitoreo de seguridad en un sistema completo de células de prueba. Estos sistemas de prueba suelen incluir equipos complejos de muestreo de emisiones (como muestras de volumen constante y sistemas de preparación de muestras de gases de escape) y analizadores. Estos analizadores son mucho más sensibles y mucho más rápido que un típico analizador de gases de escape portátil. Los tiempos de respuesta de pozos inferiores a un segundo son comunes, y son requeridos por muchos ciclos de prueba transitorios. En los entornos minoristas también es común sintonizar la relación entre el aire y el combustible usando un sensor de oxígeno de banda ancha que se grafica junto con el RPM.

La integración del sistema de control del dinamómetro con herramientas de calibración automática para la calibración del sistema del motor se encuentra a menudo en el desarrollo de sistemas de células de prueba. En estos sistemas, la carga del dinamómetro y la velocidad del motor varían en muchos puntos de funcionamiento del motor, mientras que los parámetros seleccionados de gestión del motor varían y los resultados se registran automáticamente. El análisis posterior de estos datos se puede utilizar para generar datos de calibración del motor utilizados por el software de gestión del motor.

Debido a las pérdidas mecánicas y por fricción en los diversos componentes del tren motriz, la potencia medida al freno de las ruedas es generalmente entre un 15 y un 20 por ciento menor que la potencia medida al freno medida en el cigüeñal o el volante en un dinamómetro de motor.

Historia

El dinamómetro Graham-Desaguliers fue inventado por George Graham y mencionado en los escritos de John Desaguliers en 1719. Desaguliers modificó los primeros dinamómetros, por lo que el instrumento pasó a ser conocido como dinamómetro Graham-Desaguliers.

El dinamómetro Regnier fue inventado y hecho público en 1798 por Edmé Régnier, un fabricante e ingeniero de rifles francés.

Se emitió una patente (dated June 1817) a Siebe y Marriot de Fleet Street, Londres para una máquina de pesaje mejorada.

Gaspard de Prony inventó el freno de Prony en 1821.

El indicador de carreteras de Macneill fue inventado por John Macneill a finales de la década de 1820, desarrollando aún más la báscula patentada de Marriot.

Froude Ltd, de Worcester, Reino Unido, fabrica dinamómetros para motores y vehículos. Le dan crédito a William Froude por la invención del dinamómetro hidráulico en 1877, y dicen que los primeros dinamómetros comerciales fueron producidos en 1881 por su empresa predecesora, Heenan & Froude.

En 1928, la empresa alemana "Carl Schenck Eisengießerei & Waagenfabrik" construyó los primeros dinamómetros de vehículos para pruebas de frenos que tienen el diseño básico de los bancos de pruebas de vehículos modernos.

El dinamómetro de corrientes parásitas fue inventado por Martin y Anthony Winther alrededor de 1931, pero en ese momento, los dinamómetros de motor/generador de CC se habían utilizado durante muchos años. Una empresa fundada por los hermanos Winthers, Dynamatic Corporation, fabricó dinamómetros en Kenosha, Wisconsin hasta 2002. Dynamatic fue parte de Eaton Corporation de 1946 a 1995. En 2002, Dyne Systems de Jackson, Wisconsin adquirió la línea de productos de dinamómetros Dynamatic. A partir de 1938, Heenan &Amp; Froude fabricó dinamómetros de corrientes parásitas durante muchos años bajo licencia de Dynamatic y Eaton.