Autor

Samochód VW Passat na stanowisku badawczym Maha LPS 3000

Stanowisko badawcze w Katedrze Inzynierii Pojazdów Politechniki Wrocławskiej umożliwia diagnostykę samochodów osobowych i motocykli przy wykorzystaniu programu do symulacji obciążeń.

Hamowniami podwoziowymi nazywa się stanowiska symulujące ruch samochodu w kierunku wzdłużnym poprzez zastąpienie nieruchomej jezdni poruszającą się bieżnią, która współpracuje ciernie z kołami badanego pojazdu. Na stanowisku badawczym Maha LPS 3000 można badać zarówno auta z przednim lub tylnym napędem, jak i z napędem 4x4. Istnieje również możliwość korzystania z urządzeń dodatkowych, takich jak: miernik zużycia paliwa, analizator spalin itp.

Urządzeniem służącym do odbioru momentu przenoszonego z silnika poprzez koła na rolki jest hamulec, najczęściej elektrowirowy, zamieniający odbieraną energię na ciepło.

Zmierzone parametry są następnie przeliczane automatycznie według norm: DIN70020, EWG80/1269, ISO1585, JISD1001, SAEJ1349 na moc i moment obrotowy. Zainstalowanie hamowni w zamkniętym pomieszczeniu uniezależnia wyniki badań od wpływu czynników atmosferycznych.

Badania diagnostyczne

Diagnozowanie pojazdu na hamowni podwoziowej pozwala ocenić stan techniczny i charakterystykę jego silnika bez demontażu. Metoda ta jest prosta i szybka, a jednocześnie zapewnia wysoką precyzję pomiarów i powtarzalność przeprowadzanych testów.

Stan techniczny silnika ocenia się na podstawie pomiaru jego maksymalnej mocy użytecznej przy określonej prędkości obrotowej wału korbowego. Moc ta może się znacznie zmniejszać z powodu niesprawności poszczególnych podzespołów i mechanizmów silnika (na przykład wskutek zmniejszenia szczelności połączenia tłoków i cylindrów lub zaworów). Tego rodzaju informacji dostarcza analiza krzywej mocy w funkcji prędkości obrotowej wału korbowego.

Wykres mocy i momentu obrotowego w funkcji obrotów wału korbowego dla silnika z usterką

Charakterystyka zewnętrzna silnika jest wykresem przedstawiającym zależności mocy i momentu obrotowego od prędkości obrotowej wału korbowego podczas pracy z całkowitą otwartą przepustnicą i/lub pełnym wtryskiem paliwa. Funkcja przebiegu momentu obrotowego i mocy daje między innymi informacje o zakresie tzw. obrotów użytecznych. Należy wykonywać po kilka takich powtarzanych prób w celu zminimalizowania błędów pomiarowych. Zmierzone wartości wystarczy porównać z fabrycznie określonymi osiągami silnika, by stwierdzić poprawność lub niepoprawność jego pracy.

Przykład praktyczny

Podczas badania pojazdu marki VW Passat z silnikiem benzynowym 1.6 cm³, o fabrycznej mocy 101 KM stwierdzono, iż zmierzona moc silnika wynosiła niecałe 70 KM, czyli o ponad 30% mniej od wartości katalogowej. Następnym krokiem było ustalenie przyczyny tak znacznego spadku mocy. Pojazd ten jest wyposażony w system diagnostyki pokładowej OBD II, więc po podłączeniu testera diagnostycznego wyświetlił się kod błędu 16725, oznaczający problem z czujnikiem wału rozrządu. Jednak po wymianie tegoż czujnika na nowy tester dalej wykazywał ten sam błąd.

Wykres mocy i momentu obrotowego w funkcji obrotów wału korbowego po usunięciu usterki

Tu się skończyły możliwości ustaleń elektronicznego testera, więc przyczyn usterki należało szukać innymi metodami, opartymi głównie na kompetencji i doświadczeniu diagnosty. Okazało się, że z powodu źle przeprowadzonej wymiany paska rozrządu znaczniki na kołach pasowych wału korbowego i wału rozrządu nie pokrywały się. Po poprawnym wykonaniu tej czynności sterownik silnika zaczął rozpoznawać sygnał z czujnika wałka rozrządu i przestał wykazywać błąd z tym związany. Przy powtórnym badaniu pojazdu na hamowni podwoziowej osiągi silnika uległy poprawie. Nadal występowała ich różnica w stosunku do danych fabrycznych, lecz mogło to już być spowodowane eksploatacyjnym zużyciem silnika.

Dodatkowe możliwości badawcze

Hamownia na Politechnice Wrocławskiej umożliwia również dokonanie analizy spalin silników benzynowych bez obciążenia lub pod obciążeniem. Poza zwykłym wykonaniem tego badania można też skorzystać z urządzeń dodatkowych, między innymi z miernika zużycia paliwa, co dostarcza istotnych informacji dla celów przemysłowych, warsztatowych lub sportowych.

Porównanie mocy i momentu obrotowego przy prędkości obrotowej wału korbowego 5000 [obr/min] silnika z usterką i działającego poprawnie

Diagnostyka z użyciem hamowni jest dokładniejsza od przeprowadzanej w trybie prób drogowych. Ma to szczególnie istotne znaczenie przy badaniach samochodów z turbodoładowaniem, gdzie użycie odpowiedniego obciążenia pozwala na sprawdzenie działania układu sterującego doładowaniem.

Hamownia jest wręcz niezbędna przy modyfikacjach elektronicznych systemu zarządzania silnikiem (chiptuningu), gdyż bieżące śledzenie efektów wprowadzanych zmian pozwala na precyzyjne ustawianie tzw. map zapłonu, paliwa albo doładowania w całym zakresie obrotów i obciążeń.

Piotr Haller, Piotr Kardasz

Politechnika Wrocławska

Tweet

Piotr Haller
Politechnika Wrocławska