Какво е Диностенд ?

Терминът Диностенд или Дино (Dyno) е разговорно название на Динамометър (Dynamometer). Динамометърът е уред за измерване на сила, въртящ момент или мощност (и трите физични величини са функции една от друга). Съществуват различни видове Динамометри, като за автомобилите са от значение Шасидинамометър (с какъвто разполагаме) и Двигателен Динамометър (Engine Dyno). Най-разпространен в сферата на автомобилния тунинг е Шасидинамометъра, който ще наричаме накратко Дино или Диностенд. Диностендът е уред, с който измерваме мощността и въртящия момент на даден автомобил. Автомобила се позиционира върху ролерите (валовете) на диното и ги задвижва. Посредством задвиждването на валовете се измерва мощността на автомобила. 

Вижте примерно видео за онагледяване (Dynojet 424xLC Linx).

Съществуват monoroll и twinroll дионостендове, което означава, че първите са с единичен ролер (monoroll), а другите с двоен ролер (twinroll) . И двата вида си имат предимства и недостатъци. Лидерите на пазара като MAHA, Superflow и Dynojet правят monoroll стендове.

Какво може да се прави с един Диностенд ?

На първо място, с един диностенд можем да измерим колко е силна колата ви. Така, след направен тунинг, сте в състояние да проверите какво сте постигнали. С измерване на дино може да се даде оценка за качеството на направения тунинг, анализ на динографика и локализиране на проблеми в настройката на автомобила. Друго важно нещо е електромагнитната спирачка (ретардер). С ретардер може да се създава натоварване върху автомобила. Ретардера се управлява прецизно от компютър и с него можем да зададем с какво натоварване да влияем на колата, симулираме изкачване на наклонен участък или правим стъпков тест. Чрез ретардера можем да задържим колата продължително време при желани от нас обороти или скорост и то при празлични натоварвания. Всичко това е нужно за качествена диагностика и коректно мапване (промяна на софтуера). Когато сме в състояние да държим колата продължително време в определни (константни) обороти, можем спокойно да видим какво се случва с автомобила, да го анализираме и настроим коректно. Диностенда ни дава възможност да измерим с най-голяма прецизност AFR (air fuel ratio), налягания на въздух и масло, редица температури и т.н.
С други думи, чрез диностенда пресъздаваме движението на автомобила статично, при това много по-прецизно и удобно.

Какъв е принципа на измерване при Диностенда ?

Съществуват няколко различни принципа за измерване на мощност. Най-разпространените са измерване чрез електромагнитна спирачка (eddy current brake) и инерционен принцип (Inertia type) . 

1. Електромагнитен принцип - Електромагнитна спирачка (ретардер) свързана към ролера на диното създава спирачно усилие, което автомобила се опитва да преодолее. Компютър измерва натоварването, което автомобила упражнява върху ретардера и така показва колко мощен е автомобила. Много е важно как е калибриран ретардера. Ако ретардера не е калибриран коректно, се получават големи отклонения на резултатите. Също така умишлена грешна калибрация, може да се използва за манипулация на резултатите от измерването. По време на тест ретардера се нагрява до много високи температури. 

Едва ли някой не е чувал за световно известната тунинг фирма AMS - Performance занимаваща се с тунинг на екзотични автомобили. В официалният Youtube-канал на AMS можете да видите нагледно как се манипулира електромагнитно Дино. Чрез проста калибрация може да се постигнат разлики от 700 коня, без нищо да е пипано по колата. Всички е показано и обяснено на англиийски. 

Такова нещо е невъзможно при Dynojet! Това е една от причините AMS да разполагат и с Dynojet 424xLC2 Dyno , а също и причина Adler Auto да избере Dynojet!


2. Инерционен принцип - Диностендовете, които мерят мощността инерционно, разполагат с голям и тежък ролер (700 - 1000 кг). На ролера е монтиран индуктивен датчик за обороти. Електрониката на диностенда е свързана с автомобила, за да знае какви са оборотите на двигателя. Диностенда измерва за какво време автомобила ускорява тежкият 1 тон ролер и до каква скорост. Или с други думи, мерим каква сила е необходима, за да ускорим 1 тон до определена скорост. 
Всичко това се учи в 8-ми клас по физика във всяко българско училище. Вторият закон на механиката (известен и като втори закон на Нютон) гласи:

F=m.a (силата е равна на масата умножена по ускорението) 
F- е сила (Force) и се измерва в N - нютони 
m - е маса (Mаss)
a - ускорение (acceleration) 

От тази формула излиза, че ако знаем колко е тежък ролера на диното и измерим неговото ускорение, ще разберем каква сила автомобила прилага към диното. Характеристиките на автомобила, които ни интересуват, са въртящ момент и мощност на автомобила. Дефиницията за въртящ момент е: 

M=F.d (Момента е равен на приложената сила, умножена по дължината на рамото към точка на прилагане) 
М - е въртящ момент (Мoment) и се измерва в Nm - нютонметри 
F - е сила (Force) и се измерва в N-нютони 
d - дължина на рамото към точката на прилагане на силата
Измервайки силата, приложена към диностенда, можем да определим и въртящият момент, който автомобила упражнява към диностенда. Тези измервания и пресмятания ги прави самият диностенд.

Накрая идва ред на мощността. Мощността на един автомобил е функция от въртящия момент на мотора и оборотите му. 

P=2.Π.M.n (Мощността е равна на момента умножен по оборотите и 2П) 
P - е мощността на автомобила (Power) и се измерва в W - ват (може и в kW киловат) 
М - е въртящият момент на автомобила (Мoment) и се измерва в Nm-нютонметри 
n - оборотите на двигателя. Във формулата се смятат 1/s (обороти в секунда)
Π= 3.14 известно в математиката от древни времена 

При инерционният тип измерване се получават изключително точни резултати с отлична повтаряемост. А добра повтаряемост статистически означава малка вероятност за грешка. Инерционният тип измерване не може да бъде манипулиран. Всичко е следствие на втори закон на Нютон, толкова просто, колкото и гениално!

Кой принцип на измерване е по-добър?

Няма "по-добър" принцип на измерване. Ако собственика на диното работи коректно, професионално и разполага с качествен стенд , то измерването ще си бъде актуално и точно. Единствения недостатък на меренето с ретардер е, че лесно може да бъде манипулирано с цел заблуда на клиента и очерняне на конкуренти. При инерционния тип няма такава опция. На пазара съществуват различни диностендове със и без ретардер. Ретардера е голяма необходимост при правенето на тунинг софтуер, но това ще бъде описано в друга тема. Много от диностендовете с ретардер мерят само по електромагнитен прицнип. Обратно, има стендове, които мерят само инерционно, защото не разполагат с ретардер. Лидерите в производството на диностендове правят и така наречените хибридни стендове. Това са диностендове, които при просто измерване на мощността действат на инерционен принцип, а към тях има и ретардер, който се използва за Лоад и Степ тестове при настройването на тунинг софтуери. Нашият Dynojet 424xLC Linx измерва мощността инерционно (въпреки, че разполага с ретардер). Така съчетаваме предимствата на двете технологии.

Как правилно да разчетем резултатите от измерването?

Всеки клиент получава Динографика. Това е документ, който показва в графичен вид мощността и въртящия момент на автомобила в целия диапазон на обороти. Главните неща, които трябва да знаем, разбираме и различаваме, когато разглеждаме динографика са:

1. Мощност и въртящ момент на колелата
2. Загуби в трансимисията
3. Мощност и въртящ момент на двигателя
4. Корегиращ фактор
5. Условия на провеждане на теста


1. Мощност и въртящ момент на колелата

Когато говорим за мощност и въртящ момент на даден автомобил, почти винаги става дума за посочените от производителя параметри. Например 1.9 тди мотор с мощност на двигателя 110 конски сили. При всеки автомобил обаче, има загуби на мощността в трансмисията, тоест от двигателя до колелата се губи мощност. При всеки автомобил процента на загубена мощност е различен. С други думи, можем да си мислим, че караме кола мощна 110 коня, но до колелата стигат около 95. Тъй като по време на измерване задвижваме ролера на диното чрез колелата, измерваме мощността и въртящия момент на колелата. Мощността и момента на колелата са винаги по-малки от мощността и момента на мотора.

Следната графика е направена на дизелов мотор.

На тази графика виждаме колко високи са мощността и момента спрямо оборотите. Данните са измерени на колелата!
Сините черти са данните на автомобила в заводско състояние, а червените показват характеристиките след направен чиптунинг. На самата графика виждаме изписани максималните стойности на мощността (Max Leistung) и на момента (Max Drehmoment). От получените данни можем да заключим, че повишението на мощността, вследствие на чипа е 27 конски сили (оригинално 106 коня на колелата, с тунинг 133 коня) и повишението на момента е 68 Нм ( 252 Нм на колелата заводско и 320 Нм с тунинг). От графиката също може да се види, дали мотора разгръща капацитета си константно или има проблеми в определени обороти. Когато графиката е плавна, без да има повтарящи се груби увеличения и спадания на данните, значи всичко е наред. Ако обаче графиката прилича на кардиограма с пропадане на мощността в определени обороти , след което отново се покачва, значи нещо не е наред по колата. 

2. Загуби в трансмисията 

Както вече споменахме, при всеки автомобил има загуба на мощност в трансмисията. Триене в редица части и системи поглъща част от силата на колата , преобразувайки я в топлина. По време на динотест можем да измерим приблизително тези загуби. Как става? В началото на измерването диното мери колко бързо ще го ускорим. В този случай мерим позитивна мощност. Когато мотора е в критични обороти , например дизел на 4800 оборота или бензинов мотор на 7000 оборота, натискаме съединителя и изключваме от скорост. Оставяме колата върху диното да се движи "по инерция". Диното започва да мери колко бързо колата забавя ролера. В този случай мерим негативна мощност. Тъй като сме на свободна предавка, единствено триенето в автомобила (загубите) упражняват обратно усилие върху диното и точно това обратно усилие (забавяне на диното) мерим. Загубите на мощност и въртящ момент нарастват със скоростта на автомобила. На следната графика е показана и негативната мощност.

На графиката виждаме мощността на колелата спрямо скоростта на колата, както и загубите. Вижда се, че при 185 km/h загубите са по-големи отколкото при 140 km/h. Произволно сме натиснали върху 140 km/h . В червено са показани всички данни при тази скорост, а именно мощност 132,24 к.с., въртящ момент 259,93 Нм, загуби на мощността -14,78 к.с. и загуби на въртящия момент -29.00 Нм. Трябва да отбележим, че с повишение на скоростта на автомобила, загубите се повишават. На по-висока предавка мощността на колелата е по-ниска, защото загубите са повече. Мощността на мотора е константна величина. Това също обяснява факта защо резултатите (на колела) при мерене на различни предавки се различават. 

Важно: Обърнете внимание, че графикита на загубите (синя и червена черта) съвпадат! Това е така, защото загубите (триенето в трансмисията) са еднакви преди и след чиптунинга. Съществува грешна представа, че загубите на автомобила са някакви си 15%. Загубите се мерят , а не се нагласят с измислени проценти. Всеки модел автомобил има различна трансмисия , лагери , карета и т.н. Не можем да твърдим, че при всички загубите са 15%. Също така има хора, които твърдят, че загубите са винаги процентно еднакви, тоест, независимо колко е мощна колата, загубите са 15%. Какво не се връзва в това твърдение? Да речем, че имаме кола която е 100 к.с. на колелата. 15% загуби от 100к.с. са 15 к.с. Правим чиптунинг на колата и тя показва вече мощност от 130 к.с. на колелата. Ако загубите пак са 15% от 130к.с излиза, че вече са 19.5 к.с. Тоест, само чрез смяна на софтуера (чиптунинг), ние сме повишили триенето в трансмисията! Но промени в трансмисията не са правени, от което следва, че това няма как да е вярно. На графиката се вижда ясно и отчетливо, че загубите за идентични при двете мощности. 

За да измерим загубите при коли с автоматична скоростна кутия, е нужно при висока скорост да включим на неутрална предавка "N". Това, за съжаление, е вредно за кутията и затова ние избягваме да измерваме загубите при автоматици.

Измерване на загубите е много фина процедура с голяма вероятност на грешка. Ако по време на мерене, натиснем леко спирачките на колата , ще започнем по-бързо да спираме ролера на диното и ще бъде отчетена много по-голяма негативна мощност , което води до неверни резултати.

Въпреки, че този начин за измерване на загубите не е перфектен, това е единствения начин за такова измерване със шасидинамометър (Диностенд). Всички производители като Dynojet, Maha, Superflow използват тази процедура. Резултатите се признават от DEKRA (които мерят с MAHA LPS3000 дино) , Autobild (които пък мерят винаги в Декра), ABT Kempten (МAHA MSR1000 dyno),чиито резултати се признават официално от VW и АУДИ, световният производител на тунинг съединители SPEC ( с Dynojet dyno), Akrapovich ( Superflow) и т.н. 

3. Мощност и въртящ момент на двигателя

Мощността на двигателя е сбора от мощността на колелата, плюс загубите в трансмисията. Произведената от двигателя мощност се разпределя на части като една част отива за преодоляване триенето в трансмисията (загубите), а другата част за задвижване на автомобила (мощност на колелата). Диностенда има възможност да показва мощността на двигателя, като всъщност събира графиката на загубите с мощността на колелата. Следната графика е идентична с горните 2 графики (едно и също замерване), но показва мощността и въртящия момент на двигателя (Clutch Power или Leistung-Kupplung).

4. Корегиращ фактор

Мощността и момента на автомобила се влиаят от редица фактори. Важно значение за силата на двигателя играят атмосферното налягане, температура на въздуха и влажност на въздуха. Електрониката на диното измерва тези показатели по време на теста и ги записва. В долната част на графиката се виждат. 

Температура на въздуха 6.87 °C при първото измерване и 7.41 °C при второто измерване. Атмосферно налягане 935 mbar и влажност на въздуха съответно 58% при първото мерене и 55% при второто. 
Често ни се налага да сравняваме резултати, получени на диностенд. Например искаме да сравним графика на автомобил, тестван лятото във Берлин при 30 °C на въздуха и 990 mbar атмосферно налягане, с графика на същия автомобил, тестван в гр.Годеч зимата при 5 °C и 930 mbar атмосферно налягане. В двата случая колата ще даде различни резултати. 
За да можем обективно да сравним резултатите, използваме корeгиращи фактори. Съществуват няколко системи за мерни единици. DIN, SAE, EG, STD, JIS. Всяка от тези системи има различни опредления за идеалните условия на измерване на мощност. Измерена мощност по немския държавен стандарт (Deutsches Institut für Normung)- DIN, се зачита само, ако теста е направен при 1013 mbar атмосферно налягане и температура на въздуха 20 °C. 
При EG стандарта измерването трябва да стане при 990 mbar и температура на въздуха 25 °C. Когато измерваме кола, в условия, различни от предписаните по DIN , но искаме да сравним резултатите с други, е нужно да използваме Корегиращ фактор по DIN. Дефиницията на DIN-фактора е записана в DIN 70020 и гласи :

K = (1013/p)*((273+t)/273+20)^0,5 
K - корегиращ фактор
p - измереното атмосферно налягане 
t - измерената температура на околния въздух. 

Използвайки корегиращ фактор по DIN , ние всъщност показваме каква мощност би дала измерената от нас кола, при условия 1013 mbar и 20 °C. Дефинициите на всеки вид корегиращ фактор са различни и са регламентирани със закон в съответният регион, за който важат. 
Дефинициите на К-факторите ,НЕ ЗАВИСЯТ от производителя на диностенда.
На следната снимка се вижда К-фактора ограден с червено. 

Когато на графиката стои Kf: Unkorigiert (или Kf:not corrected) означава, че не е използван К-фактор. Тоест на графиката се вижда реалната мощност, която е показал автомобила по реме на измерване. 

Ето и разликата между некорегирана и корегирана по DIN мощност при едно и също измерване.

Първата (некорегираната) графика ни показва какво сме измерили и каква реално е била приложената мощност към ролера на диностенда.
Втората графика (корегирана по DIN) показва какви биха били стойностите на измерването при 1013 mbar атмосферно и 20 °C.

И двете графики са верни и коректни. Принципно, ако ни интересува каква точно мощност е показал автомобила, гледаме некорегираната графика. Ако пък искаме да сравним резултатите си със заводските показатели, тогава трябва да използваме К-фактор и при сравнението задължително да отбележим кой К-фактор използваме (DIN,EG,STD,JIS и т.н.). Всички немски производители на автомобили задават параметрите си измерени по DIN.  От това следва, че ако желаете вашето измерване да бъде съпоставимо с данните на производителя , е нужно да използвате К-фактор DIN.
Съществуват много спорове относно ефективността и коректността на К-факторите. 
Ние като сериозна фирма, първи в България описваме и разясняваме този казус. Така нашите клиенти са информирани и свеждаме до минимум възможността да бъдат излъгани!. Всеки наш клиент трябва да е наясно с това и сам да прецени, как да му бъде представена графиката. Колко ефективни и верни са К-факторите не е наша работа. Ние просто се съобразяваме с международните норми за стандартизация на мерните единици, спазвайки  стриктно условията за точност и повтаряемост! 

5. Условия за провеждане на теста

За да получим реални резултати при измерване, е нужно да бъдат изпълнени някои условия.
Трябва да се подсигури достатъчно охлаждане на автомобила (симулация на вятър). Ако не симулираме вятър с достатъчен обем и скорост, колата започва да грее и ЕКУ-то автоматично намаля мощността на автомобила, за да не прегрее.
Ако има аспирация в помещението за мерене, е нужно отнякъде да влиза свеж въздух, за да се изравни налягането. В противен случай (при мощна аспирация с каквaто разполагаме), може да се симулира спад на атмосферното налягане, което да повлияе негативно на мощността.
В някои фирми охлаждащия въздух се засмуква отвън и посредством голям вентилатор се вкарва в помещението. В такъв случай, е възможно да се получи повишение на налягането в помещението, което също да доведе до неверни резултати.
Факторите охлаждане, налягане и температура са изключително важни за коректното провеждане на един динотест.