Rozszerzenie możliwości pomiarowych ZSIE – hamownia podwoziowa dla pojazdów z silnikami o mocy do 200 kW

28 października w budynku 68 Zakładu Silników i Inżynierii Pojazdów nastąpiło uruchomienie hamowni podwoziowej dla pojazdów z napędem na jedną oś o mocy do 200 kW. Uruchomione urządzenie badawcze wykorzystuje odnowione elementy bezwładnościowej hamowni podwoziowej znajdującej się do niedawna w budynku 20, wzbogacone o elektrowirowy hamulec obciążeniowy oraz inne elementy oraz wyposażenie umożliwiające wykorzystanie hamowni do wyznaczenia przebiegu momentu użytecznego / mocy efektywnej silnika między innymi podczas:

• pracy silnika ze stałym obciążeniem,
• pracy silnika ze stałą prędkością obrotową przy zadanym obciążeniu,
• „jazdy” pojazdu ze stałą prędkością,
• rozpędzania samochodu ze stałym przyspieszeniem do prędkości maksymalnej (metoda powszechnie wykorzystywana do weryfikacji efektów tuningu elektronicznego lub mechanicznego).

Rejestrowane przebiegi mocy użytecznej / momentu obrotowego redukowane są do znormalizowanych warunków odniesienia wg różnych norm (ISO, SAE, DIN). W przyszłości planowane jest wzbogacenie oprogramowania hamowni o możliwość realizacji testów jezdnych, np. testu WLTP.

Fot. 1. Widok samochodu po wjechaniu kołami napędowymi na rolki hamowni


Fot. 2. Widok hamowni podwoziowej oraz studentów podczas prezentacji oprogramowania hamowni

Oprogramowanie hamowni umożliwia nie tylko realizację ww. testów badawczych w celu wyznaczenia przebiegu parametrów użytecznych silnika, ale także po podłączeniu specjalistycznej przystawki pomiarowej uzyskanie dodatkowych informacji pobieranych ze sterownika silnika, np. dotyczących parametrów regulacyjnych pracy silnika (kąt zapłonu / wtrysku, dawka paliwa, ciśnienie i temperatura powietrza doładowania, stopień recyrkulacji spalin itp.) oraz innych wielkości (masa podawanego do cylindrów powietrza, parametry stanu cieplnego silnika, parametry otoczenia itp.) charakteryzujących pracę silnik. Pozwala to na kompleksowe badanie silnika bez potrzeby jego demontażu z pojazdu – ocenę jego właściwości w różnych warunkach pracy.

Fot. 3. Przykładowy przebieg parametrów efektywnych silnika samochodu Ford Transit uzyskany podczas badania na hamowni podwoziowej na rolki hamowni

Unikalnym wyposażeniem pomiarowym, możliwym do wykorzystania podczas badania pojazdów na hamowni jest specjalistyczna aparatura pomiarowa do badania składu spalin, znajdująca się na wyposażeniu Zakładu Silników i Inżynierii Eksploatacji, między innymi licznik cząstek stałych (PM) czy analizator gazów spalinowych typu FTIR, które z uwagi na koszty zakupu nie są stosowane w warsztatach wykorzystujących podobnego typu hamownie podwoziowe podczas tuningu silnika czy optymalizacji procesu dawkowania paliwa dla nowo montowanych (nie zamontowanych fabrycznie) instalacji zasilania gazem (LPG).

Fot. 4. Miernik cząstek stałych na rolki hamowni


Fot. 5. Analizator gazów spalinowych

Przeprowadzone podczas uruchamiania i testowania pomiary wykazały prawidłowe funkcjonowanie hamowni podwoziowej oraz oprogramowania do rejestracji wyników prowadzonych badań.

W przyszłości planuje się wykorzystanie tej hamowni podwoziowej do realizacji zajęć dydaktycznych ze studentami oraz w ramach działalności Koła Naukowego Studentów – Silniki i Napędy „SILNY” oraz w pracach naukowo-badawczych prowadzonych w Zakładzie Silników i Inżynierii Eksploatacji.

W uruchamianiu hamowni uczestniczyli studenci studiów II stopnia specjalności mechatronika i diagnostyka samochodowa, którzy z zainteresowaniem przyglądali się prowadzonym testom. Zostali oni również zapoznani z możliwościami pomiarowymi oprogramowania hamowni. Szczególnie zainteresował studentów pomiar temperatury wybranych elementów hamowni oraz samochodu, dokonany z wykorzystaniem kamery termowizyjnej, rejestrującej promieniowanie podczerwone emitowane przez każde ciało o temperaturze wyższej od temperatury zera bezwzględnego (0 stopni Kelvina) umożliwiające uzyskanie obrazu rozkładu temperatury na powierzchni obserwowanych obiektów. Efekty rejestracji dokonanej za pomocą takiej kamery można zobaczyć na zdjęciu poniżej oraz filmie zamieszczonym na stronie: https://www.youtube.com/watch?v=RKiGmAo-ens.

Fot. 6. Widok z kamery termowizyjnej podczas pomiaru temperatury wybranych elementów hamowni

W najbliższym czasie planowany jest pokaz działania hamowni dla studentów I stopnia oraz określenie możliwości rejestracji parametrów pracy silnika z wykorzystaniem znajdujących się na wyposażeniu Zakładu Silników i Inżynierii Eksploatacji testerów diagnostycznych KTS 540 firmy Bosch oraz Navigator firmy Texa.

Inicjatorami modernizacji hamowni podwoziowej byli doktoranci Szkoły Doktorskiej WAT mgr inż. Grzegorz Szamrej oraz mgr inż. Janusz Chojnowski, którzy uruchomione stanowisko badawczo-dydaktyczne będą wykorzystywać podczas realizacji prac doktorskich. Nadzór merytoryczny nad prowadzonymi pracami sprawował dr inż. Mirosław Karczewski.

Opracowali: dr inż. Mirosław Karczewski, dr inż. Grzegorz Trawiński
Zdjęcia: Mirosław Karczewski, Adrian Trzeciak (ostatnie)