Vermogen meten

De vermogensbank

Uiteraard is de vermogensbank van essentieel belang bij de ontwikkeling van een goede chip. Squadra Tuning maakt gebruik van een zogenaamde continu geremde bank; ook wel een wervelstroom geremde bank genoemd. Om het voordeel hiervan te begrijpen is het noodzakelijk te weten dat er twee soorten vermogensbanken bestaan;

1) Acceleratie banken
De auto wordt opgespannen met de aangedreven wielen op de rol. De man achter de knoppen schakelt op naar een hogere versnelling (4e of 5e). Eerst wordt de toerenteller gekalibreerd door bij bijvoorbeeld 2000 RPM op de teller de snelheid van de rol te meten. Tenslotte wordt vanaf lage toeren vol gas tot de toerenbegrenzer gegeven. De rol heeft een bepaalde massa traagheid. De snelheid waarmee de rol op gang wordt gebracht is een maat voor het koppel en dus het vermogen. Een meting wordt zo binnen enkele seconden gedaan.

2) Een continu geremde bank
De auto wordt opgespannen met de aangedreven wielen op de rol. Ook wordt weer een toeren/snelheid van de rol ijking gedaan. Vervolgens wordt een bepaald toerental ingesteld en de bank regelt de rol op dit toerental af. Dit terwijl de man achter de knoppen vol gas geeft. De rol wordt met behulp van een elektrische stroom afgeremd. De hoeveelheid stroom is een maat voor het vermogen. De vermogenskromme wordt in stappen gemeten waarbij iedere meting even tijd kost om te stabiliseren. Tijdens het meten kunnen alle belangrijke parameters van de motor in de gaten worden gehouden: motorbelasting, ontsteking, mengsel, inlaattemperatuur, motortemperatuur, turbodruk, uitlaattemperatuur enz.. Een goede meting duurt, afhankelijk van de omstandigheden en de motor, 5 tot 15 minuten soms langer. Men verzamelt direct een schat aan gegevens qua gedragingen van de motor.

               

“Onze” vermogensbank (ook geschikt voor 4-wiel aangedreven auto’s). De testruimte is voorzien van een enorme ventilator die de ruimte continu voorziet van verse buitenlucht. Voor de auto staat een groot luchtkanon om de motor “koel” te houden. Achter de auto staat een zeker zo grote afzuiger om alle uitlaatgassen volledig af te zuigen.  Sinds 2009 maken wij gebruik van een andere 4-wielaangedreven vermogensbank, waarbij ook onder alle omstandigheden gemeten kan worden.

Met een continu geremde bank kan men de motor dus onder ALLE omstandigheden meten; bij ieder toerental en iedere stand van het gaspedaal. Zo kan men dus rijsnelheden nabootsen en precies zien hoe de motor zich op dat moment gedraagt. Ook kan men metingen uitvoeren aan een langer vol belaste motor. Dit is met name belangrijk voor JTD motoren met verstelbare schoepen turbo’s (zonder waste gate) om te controleren of de turbodruk bij langdurige volle belasting niet te hoog oploopt. Bij een acceleratiebank kan dat allemaal niet. Men kan met een continu geremde bank echter wel weer acceleratie meten net als bij een acceleratiebank. Echter wordt bij een dergelijk test niet het vermogen gemeten maar gekeken of de motor goed oppakt en niet pingelt tijdens het accelereren.

Vermogen meten is een vak apart
Een goede meting hangt af van de kwaliteit van de vermogensbank en de man die de knoppen bedient. 9 van de 10 keer wordt dit gedaan op een acceleratiebank. Prima, maar helaas worden dergelijke metingen vaak verkeerd uitgevoerd. Hier wat voorbeelden.

Hierboven twee voorbeelden van een acceleratiebank van een Duits bedrijf. Een maximum koppel van 224 Nm bij (jawel) 200 toeren ??? Oke, als we dat vergeten en vanaf 1600 toeren de lijnen volgen ziet het er aardig uit. Toch is het onbegrijpelijk dat iemand die een vermogenstest uitvoert dit durft mee te geven aan de klant. De grafiek ernaast is van dezelfde auto bij hetzelfde bedrijf. Pas boven de 3000 RPM is er een meting gedaan. Maar als men de gegevens boven de grafiek bekijkt ziet men een inlaattemperatuur van 48 (!) graden. Onder die omstandigheden is het motormanagement al druk bezig de ontsteking te verlaten om de motor tegen pingelen te beschermen. Bovendien is men veel te vroeg gestopt met gas geven, al bij krap 5600 RPM. Wat daarna gebeurt was blijkbaar niet belangrijk…. de vermogenslijn was nog steeds stijgende…. Geen zinvolle meting dus.


Uit België kwam de volgende grafiek. Ook van een Duitse acceleratiebank. Dit was geen 110 Kw 2.0 16v maar een 113 Kw 156 2.0 16v. De man wist niet wat ie op de bank had gezet. Het is ‘m nog even vergeven. Maar wat is dat bij grofweg 83 km/uur? Een schakelmoment, of viel de stroom even uit? Heel fraai. Maar opnieuw onbegrijpelijk dat je dit als vermogenstester durft af te geven. Maar dan de analyse van de cijfers. 114.5 Kw = 155.7 pk. Dat is ongeveer het standaard vermogen. Maar wat schets onze verbazing? Dit wordt al bij 5000 RPM (moeilijk leesbaar) gehaald. Normaal zou dat bij 6300 RPM gehaald moeten worden. Bij de Squadrachip beloven wij 139 pk bij 5000 RPM. Deze meting laat 16 pk meer zien. Dat is wel een heel vreemd resultaat. Kortom, waardeloze meting. Maar dat kan ook niet anders na de “hik” bij 83 km/uur.

Dat het ook beter kan laat het volgende voorbeeld zien. Alleen komt daar een ander nadeel van een acceleratiebank om de hoek kijken.

Een Griekse 155 Q4 met uiteraard een Squadrachip. Op onze vermogensbank goed voor 345 Nm bij 2500-3000 RPM en 235 pk bij 5000 RPM (215 bij 6000 RPM). Helaas zijn de cijfers langs de assen niet leesbaar.

De meetgegevens:

365 Nm bij 3600 RPM
250 pk bij 5100 RPM.

Een mooie inlaattemperatuur voor een Q4 van 27 graden.

Maar…. te veel koppel en te veel vermogen. Dit kan te maken hebben met onjuist ingebrachte grootheden (versnellingsbak en eindreductie) of met het feit dat er een accelererende turbomotor wordt gemeten. Een turbomotor heeft even tijd nodig om volle druk te komen en kent daarna ook een overboost periode. Dit veroorzaakt zeker het hogere koppel bij een hogere toerental dan 2500 RPM. Kortom een acceleratiebank is minder geschikt voor het meten van turbomotoren.

 

Factoren die van invloed zijn op een vermogensmeting:

  • Motortemperatuur: een “koelere” motor levert meestal meer vermogen dan een te hete motor.
  • Inlaattemperatuur: warme lucht bevat minder bruikbare zuurstof dan koude lucht.
  • Luchtvochtigheid: Dit is lastiger. Daar bestaat een bepaalde optimale waarde voor. Vochtige lucht bevat waterdruppeltje die de compressie doen verhogen. Dit geeft meer vermogen. Maar hoe meer vocht hoe minder lucht, dus dan neemt het vermogen weer af.
  • Luchtdruk: Hoe hoger de luchtdruk hoe meer vermogen
  • Rolweerstand en temperatuur van banden: Hoe meer weerstand hoe minder vermogen men meet aan de wielen maar hoe groter de correctie is. Echter dankzij het banden profiel kan een in de rijrichting werkende band minder rolweerstanden hebben dan een afremmende band. En juist die afremming bepaalt de vermogenscorrectie naar de krukas. De bandtemperatuur kent een optimaalwaarde ten aanzien van de rolweerstand en grip. Dat verschilt per band.
  • Versnellingsbaktemperatuur: In de versnellingsbak en aandrijflijn gaat een belangrijk deel van het vermogen verloren. Een hoge olietemperatuur heeft minder wrijving. Tenzij de temperatuur weer te hoog wordt. Ook hier is het zelfde principe van kracht als bij banden. Een aangedreven bak heeft een ander verlies als een remmende bak.
  • Staat van de motor, uiteraard! Hierbij is de inwendige wrijving van de motor en de compressie het belangrijkst. Maar vergeet ook niet de stand en de staat van de nokkenassen. Met name bij motoren met conische nokkenastandwielen luistert de afstelling van de distributie behoorlijk nauw.

Het zal duidelijk zijn dat we slechts een aantal van deze factoren onder controle hebben. En het verklaart ook waarom niet iedere auto hetzelfde vermogen zal leveren.
Bovenstaande toont aan dat het vermogen meten van een motor een heel precies werk is. Daar is aandacht en kennis voor nodig maar uiteraard ook goede apparatuur. Als klant is moeilijk in te schatten of iemand het goed en serieus doet.