A motor forgatónyomatékának mérésére szolgáló módszerek
Mind az iparban, mind a háztartásokban számos helyen alkalmaznak villamos motorokat, illetve egybeépített motor-munkagép egységeket.
Ezen eljárásokkal főleg motorok forgatónyomatéka és mechanikai teljesítménye mérhető.
A módszerek lényege hogy a gépek teljesítménye a nyomaték és a fordulatszám szorzatával arányos.
[W] = 0,1047 · M [Nm] · n [1/min]
A nyomaték érzékelését a nyomásérzékeléshez hasonlóan nem közvetlenül, hanem erő vagy deformáció, illetve adott esetben torziós hatás mérésével oldják meg.
Motorfelni tudnivalók BMW tulajoknak
Kétféle módszert ismertetünk: az örvényáramú fék és a mérleggépes módszert.
Nyomatékmérés erőmérő cellákkal
Az erőmérő cellás nyomatékmérés az erőmérés részben bemutatott mérőcellák közül a nyomatékmérésre alkalmasak csavaró igénybevételével történik.
A magnetoelasztikus átalakítók és a piezoelektromos érzékelők nem csak nyomó, vagy húzó feszültségre szolgáltatnak arányos villamos jelet, hanem a csavaró erőhatásokra is, így ezek alkalmasak közvetlenül nyomatékmérésre.
Ritka esetben alkalmaznak nyúlásmérő bélyegeket is nyomatékmérésre. Ilyenkor mérőtestként torziós rudat használunk, ami tengelyében ébred a csavaró hatás. Ennek a rúdnak a felületére ragasszák a mérőbélyegeket, amik a csavarodás hatására megnyúló külső felületet követve változtatják ellenállásukat.
Az izommechanikai labor a főépület alagsorában található.
V70 tanksapka ajtó motor javítás
A nyomaték mérés négy nyúlásmérő bélyeg segítségével történik (érzékenység: 0.5 Nm, maximális nyomaték: 500 Nm).
A nyúlásmérő bélyegek a szervomotor celláiban szimmetrikusan kerültek felhelyezésre.
A forgatónyomaték adatokat a program minden esetben korrigálja a gravitáció (a mozgatott szegmens és a motor karjának súlya) következtében fellépő forgatónyomaték értékekkel.
Nyomatékmérés erősáramú eszközökkel
Erősáramú eszközökkel is mérhetünk forgatónyomatékot.
Örvényáramú fék
Az örvényáramú fék a mérlegkaros fékes nyomatékmérő eszközök közé tartozik.
Chiptuning a Mercedes E 270 CDI-hez
Az örvényáramú fék esetében a vizsgálandó motor tengelyére erősített alumínium vagy réztárcsa gerjesztett elektromágnesek pólusai között forog. Ezek ugyancsak forgathatólag vannak elhelyezve a motor tengelyével koaxiálisan.
A tárcsában forgáskor indukált örvényáramok az elektromágnest magukkal akarják forgatni, amelyet egy ismert hosszúságú karon támadó F erővel akadályozunk meg.
A szabályozás a gerjesztőáram változtatásával történik.
A görgős gépjárműfékpadokon ma általánosan elektromos örvényáramú fékgépet használnak.
A mindenkor szükséges fékezőnyomatékot a gerjesztőáram változtatásával egyszerűen be lehet állítani és a karakterisztikák is ezen a módon képezhetőek.
Az elektromos örvényáramú gép állórészének kerületén helyezkednek el az egyenáramú gerjesztőtekercsek.
A gerjesztőtekercsek pólusai előtt, tehát mindkét oldalon, öntöttvas tárcsák forognak, melyeket az ún. fékezett (a gépjármű ráállása szerinti első) görgők tengelye forgat.
A tárcsa forgása közben metszi az áramjárta gerjesztőtekercsek mágneses terének erővonalait, így a tárcsában feszültség indukálódik.
A tárcsa rövidrezárt vezető, melyben a feszültség áramot, ún. örvényáramot kelt, amely létrehozza saját mágneses terét.
A két mágneses tér egymásra hatásaként a forgó tárcsa nyomatékot fejt ki az állórészre, azt magával akarja vinni.
A csapágyazott állórész elfordulását azonban megakadályozzuk egy erőmérő cellára támaszkodó karral.
A tárcsa hőmérséklete több száz oC is lehet, emiatt abban hűtő ventilátor lapátozást alakítottak ki.
A mérés során a görgő fordulatszámának mérésére is szükség van, amelyből a görgő kerületi sebessége (azaz járműsebesség-érték) is képezhető.
A keréken leadott teljesítmény számítása egyenlet alapján végezhető el.
Az örvényáramú fékgép jellegmezője az alábbi ábrán látható.
Ennek határoló görbéi:
- A gerjesztőáram nulla esetében az üresjárati határkarakterisztikát a tárcsa légkavarása adja.
- A járműsebesség-határ (ezt a kezelőnek be kell tartania).
- A maximális teljesítmény
- A maximális vonóerő (vagy nyomaték) és
- a maximális teljesítmény szakaszok határolják.
A görgős járműfékpadok általában az alábbi terhelő karakterisztikák szerint tudnak fékezni:
- Az A jelű karakterisztika meredeksége változtatható, mely ezzel a légellenállási együtthatónak megfelelő karakterisztika (F~v2) beállítását teszi lehetővé. Ez a terhelés alkalmas pl. tüzelőanyag-fogyasztás mérésére.
- A B jelű karakterisztika a v vagy n állandó karakterisztika, melynek helyzete az x-tengely mentén eltolható, azaz változtatható a megadott sebesség. Olyan mérések végzésére alkalmas, ahol a fordulatszám-változás hatását ki kell zárni.
- A C jelű karakterisztika vonóerő állandósító karakterisztika, mely például motorparaméter-optimalizálási feladatoknál lehet szükséges.
A mérlegkaros fékkel történő nyomatékmérések esetében a fékek a mérendő motor által leadott mechanikai teljesítményt teljes egészében felemésztik, az meleg alakjában elvész. Ez a körülmény viszonylag csak kis teljesítményekre korlátozza alkalmazásukat.
Mérleggép
Mérleggépet leginkább egyenáramú generátorból alakítanak ki úgy, hogy annak a forgórészét is csapágyazzák, így az elforgatható lesz a felfogatási ponthoz képest.
Mivel a forgórész az állórészhez képest nyomatékot továbbít, így az állórész elfordulását megakadályozva mérni tudjuk a nyomatékot.
A fékezéskor keletkező villamos energiát terhelő ellenálláson emésztjük fel.
A mérleggépeket a mérlegkar végére helyezett súlyokkal egyensúlyozzuk ki (a kart a súlyokkal vízszintes helyzetbe hozzuk).
M = G·l
Pontosabb mérésekhez ismernünk kell a mérleggép veszteségeit is, amik a csapágyak súrlódásából és a forgórész ventillációjából adódnak.
Korszerű mérleggépekre fordulatszám jeladót építenek, a súlyozás helyett pedig erőmérő cellákat helyeznek a mérlegkar végére.