TESTAPPARATUUR EN DIAGNOSE - ECMD
TESTAPPARATUUR EN DIAGNOSE - ECMD
TESTAPPARATUUR EN DIAGNOSE - ECMD
You also want an ePaper? Increase the reach of your titles
YUMPU automatically turns print PDFs into web optimized ePapers that Google loves.
Hoofdstuk 8<br />
<strong>TESTAPPARATUUR</strong> <strong>EN</strong><br />
<strong>DIAGNOSE</strong><br />
8. I INLEIDING<br />
Bij storingen in de aandrijflijn kunnen met voldoende inzicht in de opbouwen werking<br />
van de functiegroepen en met voldoende ervaring uit de verschijnselen veel fouten<br />
direct worden afgeleid. Niet alle fouten zijn echter eenvoudig te diagnostiseren.<br />
Soms is een uitgebreide proefrit of een test op een vermogensrollentestbank noodzakelijk.<br />
Storingen in de aandrijflijn kunnen ontstaan door slijtage, door verkeerde afstellingen,<br />
ten gevolge van verkeerd gebruik of ten gevolge van andere storingen. Als tot<br />
reparatie of vervanging wordt overgegaan, is het tevens van belang te weten wat de<br />
oorzaak van de storing was en dient ook deze oorzaak opgeheven te worden. Kunnen<br />
meer fouten de oorzaak zijn van de storing, dan moeten al deze fouten worden gelokaliseerd.<br />
Daarbij is ten behoeve van de aandrijfiijn als geheel weinig of geen meet- en<br />
testapparatuur beschikbaar. Men is hier sterk atbankelijk van de ervaring en het vakmanschap<br />
van degene die de diagnose stelt. Is de storing eenmaal gelokaliseerd, dan<br />
kan de definitieve fout worden vastgesteld nadat het onderdeel is gedemonteerd en<br />
afzonderlijk gecontroleerd, getest of nagemeten.<br />
Voor het demonteren, het nameten, het testen en weer monteren van onderdelen van<br />
de aandrijfiijn zijn behalve het algemene gereedschap vaak bijzondere garagehulpmiddelen<br />
beschikbaar. Soms zijn deze speciale gereedschappen zelfs noodzakelijk<br />
om demontage en montage mogelijk te maken. Deze gereedschappen zijn merk- en<br />
modelgebonden en komen daarom in dit boek niet aan de orde. Uitsluitend algemene<br />
hulpmiddelen worden in dit hoofdstuk beschreven (zie 8.3), terwijl ook aandacht<br />
wordt besteed aan de vermogensrollentestbank (8.4). Voor het vaststellen van veel<br />
defecten is echter eerst een proefrit gewenst (8.2.1). Na de proefrit of aan de hand van<br />
verkregen gegevens over een storing in de aandrijfiijn kan het stellen van de diagnose<br />
in de werkplaats worden voortgezet (8.2.2).<br />
8.2 <strong>DIAGNOSE</strong><br />
8.2. I De proefrit<br />
Voor de meeste garagebedrijven is de proefrit nog steeds het middel om een auto te<br />
testen op de prestaties van de motor en op de werking van de motor en de functiegroepen<br />
in de aandrijflijn.<br />
429
Het is tegenwoordig niet gemakkelijk, vooral in en om de grotere steden, geschikte<br />
wegen voor dit doel te vinden. Om tot goede tests van verschillende functies te komen,<br />
moeten er verschillende soorten wegen beschikbaar zijn. Om deze wegen te<br />
bereiken, moeten dan vaak grote afstanden worden afgelegd hetgeen veel tijd vergt<br />
en risico's met zich meebrengt.<br />
De conclusie bij het testen van het motorvermogen tijdens een proefrit is bovendien<br />
sterk afhankelijk van degene die de proef uitvoert. Een beeld kan worden verkregen<br />
door een acceleratieproef met stopwatch of door de maximaal haalbare snelheid te<br />
bepalen. Dat levert echter niet alleen gevaarlijke situaties op maar is, gezien de wettelijk<br />
voorgeschreven beperking van de maximale snelheid, ook strafbaar.<br />
Daarentegen kan het motor- of wielvermogen objectief met een vermogensrollentestbank<br />
(zie 8.4) worden vastgesteld. Ook is het daarmee vaak mogelijk de verliezen in<br />
de aandrijflijn vast te stellen. Verschillende andere functies zijn wél door een proefrit<br />
te testen.<br />
De koppeling kan worden gecontroleerd op het goed vrijkomen als het pedaal volledig<br />
is ingetrapt. Het aangrijpen moet zonder schokken of stoten plaatsvinden. Er<br />
wordt gecontroleerd of de koppeling niet slipt. De bediening van de koppeling wordt<br />
getest en tevens wordt er geluisterd of de koppeling dan wel het ontkoppelingslager<br />
geluiden produceert in gekoppelde of ontkoppelde toestand.<br />
De wisselbak met handbediening wordt gecontroleerd op bijgeluiden, eventueel bij<br />
ontkoppelde en gekoppelde koppeling. De synchroniseerinrichtingen worden op<br />
goed functioneren gecontroleerd en de wissel bak moet soepel schakelen. De bedienings-<br />
en schakelinrichting moet op trillingen en spelingen worden gecontroleerd.<br />
De aandrijfas moet op trillingen door spelingen in kruiskoppelingen, schuifstukken,<br />
ophanglagers en door onbalans worden gecontroleerd.<br />
De eindaandrijving (eindreductie en differentieel) wordt tijdens de testrit gecontroleerd<br />
op bijgeluiden zowel tijdens vooruit- en achteruitrijden, als in een bocht.<br />
Het spreekt vanzelf dat tijdens een proefrit meer voertuigdelen aandacht krijgen zoals<br />
de motor, de remmen, de stuurinrichting, de vering en wielgeleiding, de schokdempers,<br />
'carrosserie-rammeltjes', de instrumenten enzovoort. Storingen aan deze<br />
functiegroepen vallen echter buiten het bestek van dit Steinbuch-deel. Ook is het<br />
mogelijk dat de fabrikant of importeur in het werkplaatshandboek speciaal wijst op<br />
bepaalde facetten tijdens de proefrit.<br />
8.2.2 Inspectie van de aandrijftijn<br />
Het is niet altijd mogelijk door een proefrit de oorzaak van de storing vast te stellen.<br />
Daarom is het vaak nodig het onderzoek in de werkplaats, bij voorbeeld op een hefbrug,<br />
voort te zetten om de juiste diagnose te stellen. De oorzaak van een aantal<br />
storingen in de aandrijflijn kan worden vastgesteld zonder dat tot uitbouwen en uit<br />
elkaar nemen (demonteren) wordt overgegaan. In deze sub paragraaf wordt nader<br />
ingegaan op het stellen van een diagnose zonder demonteren. Verder zij hier verwezen<br />
naar de laatste paragrafen van de hoofdstukken 3 tot en met 7.<br />
Een slippende koppeling kan onder andere worden veroorzaakt doordat het ontkoppelingslager<br />
blijft aanlopen (geen vrije slag). Bij een mechanische bedieningsinrichting<br />
van de koppeling kan dan de vrije slag van het pedaal worden gecontroleerd en bij<br />
een hydraulische bediening moet de bedieningshefboom bij de werkcilinder enige<br />
430
vrije slag maken (bij zelfinstel1ende koppelingen is meestal geen vrije slag aanwezig).<br />
Ook kan worden gecontroleerd of de bedieningsinrichting soepel werkt door te kijken<br />
of al1e delen op het juiste moment meebewegen. De omgeving van de koppeling moet<br />
droog (vrij van olie en vet) zijn.<br />
Komt de koppeling niet of niet goed vrij, dan wordt gecontroleerd of de vrije slag te<br />
groot is. Is een hydraulische bedieningsinrichting toegepast, dan kan de zuiger van de<br />
bedieningscilinder of de werkcilinder lek zijn; er kan ook lucht in het systeem zitten.<br />
Door het pedaal één keer, of meer keren achter elkaar, snel in te trappen, ontstaat<br />
een duidelijke indicatie: de lucht wordt dan gecomprimeerd en de bediening wordt<br />
merkbaar beter. Spelingen in een mechanische bediening kunnen visueel of met de<br />
hand worden gecontroleerd.<br />
Van de wisselbak met handbediening zijn spelingen in de scharnieren van de uitwendige<br />
bedieningsinrichting zichtbaar en met de hand voelbaar. Deze spelingen veroorzaken<br />
vaak tril1ingen in de bedieningshendel. Voor diagnose aan het inwendige van<br />
de wisselbak moet tot demontage worden overgegaan. Door de smeerolie afte tappen<br />
en deze te controleren op metaaldeeltjes kan een indicatie worden verkregen over<br />
inwendige slijtage; ook de (magnetische) aftapplug moet hierbij worden gecontroleerd.<br />
Het lager van de uitgaande as wordt op speling gecontroleerd door er aan te<br />
voelen. Een lekkende keerring veroorzaakt een vochtig wisselbakhuis.<br />
Spelingen in kruiskoppelingen, schuifstukken en ophanglagers van de aandrijfas kunnen<br />
worden vastgesteld door eraan te voelen. Tril1ingen worden soms ook veroorzaakt<br />
doordat de aandrijfas gedeukt of krom is; dit kan visueel worden vastgesteld.<br />
Controleer plooimanchetten op scheuren als het smeermiddel bij homokinetische<br />
koppelingen weglekt.<br />
Geluiden in de eindaandrijving worden vaak door overmatige slijtage veroorzaakt.<br />
Door het smeermiddel af te tappen en te controleren op de aanwezigheid van metaaldeeltjes<br />
(bekijk ook de aftapplug) kan mogelijk een diagnose worden gesteld. Indien<br />
de pignonas en de uitgaande assen bereikbaar zijn, kan een eventuele speling worden<br />
gevoeld. Lekkage van het huis van de eindaandrijving kan visueel worden vastge- I<br />
steld; controleer het oliepeil.<br />
8.3 SPECIAAL GEREEDSCHAP<br />
Koppel ingsge reedschap<br />
Speciaal gereedschap voor demontage, montage en controle van de koppeling is er<br />
weinig.<br />
Na demontage kan de koppelingsplaat op slingeren worden gecontroleerd met een<br />
meetklok (zie hoofdstuk 3, afb. 3.51) en de drukplaat wordt op vlakheid gecontroleerd<br />
met een rei (een zuiver vlakke meetlat) en een voelmaat (afb. S.la).<br />
De drukplaat kan op een speciale vlakbank die in gespecialiseerde bedrijven aanwezig<br />
is, worden gevlakt.<br />
De kracht van de schotelveer of de schroefveren van de drukgroep wordt met een<br />
veertester gemeten, dezelfde die ook voor het testen van klepveren van de verbrandingsmotor<br />
wordt gebruikt (zie deel 7 van de Steinbuch-serie).<br />
Voor het centreren van de koppelingsplaat bij het monteren van de koppeling gebruikt<br />
men een centreerdoorn (ook wel 'klutspiloot' genoemd, naar het Engelse<br />
431<br />
\<br />
)
a<br />
Afb. 8.J. Speciaal gereedschap voor de koppeling (Volkswagen)<br />
a controle van de drukplaat op vlakheid met een rei en een voelmaar<br />
b koppelingsmontage met een centreerdoom<br />
Afb. 8.2. Speciaal gereedschap voor de wisselbak (Volkswagen)<br />
a universele tandwieltrekker (buirentrekker)<br />
b mestrekker voor tandwielen en lagers<br />
'c1utch pilot') (afb. 8.lb). Behalve dergelijke per koppelingstype verschillende centreerdoorns<br />
bestaat er ook universeel centreergereedschap.<br />
De revisie van de hydraulische bedieningsinrichting verloopt op dezelfde wijze en met<br />
hetzelfde gereedschap als bij het hydraulisch remsysteem (zie deel 4 van de Steinbuch-serie)<br />
.<br />
Wisselbakgereedschap<br />
Behalve van het normale handgereedschap maakt men in de garage voor het demonteren<br />
en monteren van de wisselbak gebruik van een montagehamer, een doorslag,<br />
een pendrijver of drevel, een veerringtang, een universele binnen- en buitentrekker,<br />
een slagtrekker , een splijt- of mestrekker , een keerringtrekker en een hydraulische pers<br />
met stempels voor het monteren van keerringen (afb. 8.2).<br />
432<br />
b
Voor het verrichten van controlemetingen gebruikt men de schuifmaat, de schroeF<br />
maat, de meetktok (al dan niet met hulpstukken of magnetisch statief), de dieptemaat<br />
en de voetmaat (afb. 8.3). Afhankelijk van het automerk en het model is het dealerbedrijf<br />
bovendien uitgerust met speciaal gereedschap. Daarbij zal in ieder geval een<br />
montagebok niet ontbreken; daarin kan de wisselbak tijdens de montagewerkzaamheden<br />
worden opgehangen.<br />
a b<br />
Afb. 8.3. Enke/e contro/emetingen aan de wisse/bak (Vo/kswagen)<br />
a mer een diep/emaar<br />
b mer een meerk/ok<br />
Gereedschappen voor de aandrijfas<br />
Voor demontage en montage van de kruisstukken van de cardankoppelingen is gereedschap<br />
nodig om de borgveren te verwijderen. Het demonteren en monteren van<br />
de rubber stofhoezen bij homokinetische koppelingen gebeurt met speciaal gereedschap.<br />
Om de naaldlagerbussen te verwijderen en later weer te monteren, is een hydraulische<br />
pers onontbeerlijk.<br />
Het balanceren van een aandrijfas geschiedt op een speciale machine die in garagebedrijven<br />
niet aanwezig is.<br />
Gereedschap voor de eindaandrijving<br />
Het belangrijkste gereedschap dat gebruikt wordt bij werkzaamheden aan de eindaandrijving<br />
is nodig om de pignon op de juiste diepte af te stellen en het kroonwiel<br />
hierop in te stellen met het juiste tandcontact en de juiste voorspanning van de lagers.<br />
Verder is het bekende sleutel-, slag-, trekker- en persgereedschap voor tandwielen en<br />
lagers benodigd (afb. 8.4a; zie ook onder 'Wisselbakgereedschap').<br />
Voor het vaststellen van dikten voor het afstellen van de pignondiepte wordt vaak een<br />
meetdoorn met hulpstukken en een meetklok gebruikt (zie afb. 6.12). Het moment,<br />
nodig om een ingesteld kroonwiel te roteren, wordt gemeten met een universele momentmeter<br />
(afb. 8.4b). De tandflankspeling meet men met een meetklok (zie afb.<br />
6.13) en het tandflankencontact wordt zichtbaar gemaakt door de flanken met toucheerverf<br />
(zie 6.4) in te smeren en daarna het kroonwiel te verdraaien.<br />
433
a b<br />
Afb. 8.4. Speciaal gereedschap voor de eindaandrijving (Volkswagen)<br />
a universele binnentrekker<br />
b universele momentmeter voor het bepalen van de wrijvingsweerstand van het kraallwiel<br />
8.4 DE ROLL<strong>EN</strong>TESTBANK<br />
8.4.1 Soorten en meetprincipe<br />
Als vervanging van de proefrit is de rollentestbank (afb. 8.5) een uitstekend gereedschap,<br />
niet alleen om vermogensmetingen te doen. Er zijn bijzondere mogelijkheden<br />
omdat verschillende functiegroepen onder belasting getest kunnen worden, terwijl<br />
onderwijl functiegroepen bekeken en beluisterd kunnen worden, zeker wanneer de<br />
auto ook aan de onderzijde toegankelijk is, zoals bij een combinatie van een rollentestbank<br />
en een werkkuil.<br />
Met sommige banken kunnen de op de weg optredende weerstanden zoals voertuiggewicht,<br />
rol- en luchtweerstand en zelfs de helling- of stijgingsweerstand worden nagebootst.<br />
Ook kunnen bepaalde ritten (zoals de stadsrit bij de ECE-test ten behoeve<br />
van uitlaatgasmetingen) worden gesimuleerd.<br />
De vermogenstestbank kan in combinatie met allerlei andere test- en meetapparatuur<br />
worden gebruikt (diagnosetester , oscilloscoop, brandstofverbruiksmeter , uitlaatgasemissiemeters<br />
enzovoort).<br />
Dat de vermogenstestbank nog lang niet algemeen in garagebedrijven wordt toegepast,<br />
valt te verklaren uit de aanzienlijke investering die moet worden gedaan. Toch<br />
kunnen de technisché voordelen van betekenis zijn, maar er moet een economisch<br />
rendement haalbaar zijn. Vindt een remmen testbank (ook met rollen) steeds meer<br />
toepassing, vooral ingegeven door de verplichte Algemene Periodieke Keuring<br />
(APK), bij de aanschaf van vermogenstestbanken blijft er aarzeling, ondanks het feit<br />
dat er intussen banken op de markt zijn voor de prijs van een remmentestbank, waarmee<br />
ook vermogensmetingen kunnen worden gedaan.<br />
Er zijn drie soorten rollentestbanken: de vermogenstestbank, de functietestbank en<br />
de gecombineerde vermogens-functietestbank.<br />
Met een vermogenstestbank (zie 8.4.2 en 8.4.3) kan het vermogen worden gemeten<br />
door met een rem de aangedreven wielen over een breed motorrotatiefrequentiegebied<br />
of omtreksnelheidsgebied van de wielen af te remmen. De wielen worden daar-<br />
434<br />
.,<br />
1 i \ jo{<br />
V'<br />
(
toe op rollensets geplaatst, waarvan er één geremd wordt en de andere vrij meedraait<br />
en ervoor zorgt dat het wiel en dus de auto op zijn plaats blijft. Elke meting wordt bij<br />
een constante snelheid verricht.<br />
De fllnctietestbank is niet voorzien van een reminrichting, maar uitsluitend van vliegwielen<br />
die naar behoefte aan de rollen gekoppeld kunnen worden. Daardoor wordt<br />
een bepaalde hoeveelheid massatraagheid toegevoegd, waarmee de massa van de te<br />
testen auto tijdens versnellen en vertragen kan worden gesimuleerd. Omdat het niet<br />
mogelijk is bij een dergelijke bank een belasting in te stellen, is de functietestbank<br />
niet zonder meer geschikt voor een vermogensmeting: de bank is voöral bedoeld om<br />
de verschillende voertuigfuncties zoals de ontsteking of de mengselvorming (het zogenaamde<br />
'overneemgedrag' onder dynamische omstandigheden) tijdens accelereren<br />
en decelereren te controleren.<br />
Afb. 8.5. Een moderne<br />
vierwielvermogens rol/entestbank,<br />
geschikt voor al/Io.s<br />
met permanente<br />
vierwielaandrijving (Mahll,<br />
type LPS 13)<br />
De door de vliegwielen tijdens accelereren opgenomen energie wordt tijdens het decelereren<br />
weer afgestaan; de auto rijdt dan als het ware nog een tijd door, net als op de<br />
weg. Het is dus mogelijk te testen zonder gas te geven als de auto 'uitrijdt'. Ook kan<br />
de motor ontkoppeld en afgezet worden, waarna door de betrekkelijk lange 'uitrijtijd'<br />
ruimschoots gelegenheid is geluiden in de aandrijftijn waar te nemen. Een<br />
functietestbank is relatief goedkoop. )<br />
Dankzij de opkomst van de elektronica is het tegenwoordig ook mogelijk, met een<br />
functietestbank een vermogensmeting te doen (zie 8.4.4).<br />
Er bestaan ook gecombineerde vermogens-fllnctietestbanken. Deze zijn opgebouwd<br />
uit een rem die traploos instelbaar is en vliegwielen die afhankelijk van de massa van<br />
de auto aan de rollen kunnen worden gekoppeld (zie 8.4.3).<br />
Het verschil tussen deze soorten banken komt er dus neer op de vraag, of de bank al<br />
dan niet van een rem of een vliegwiel is voorzien. In principe kan de rem mechanisch,<br />
hydraulisch of elektrisch werken, maar in de praktijk komen alleen de laatste twee<br />
soorten voor.<br />
Men maakt verder onderscheid tussen twee- en vierwieltestbanken (zie voor de laatste<br />
bij voorbeeld afb. 8.5). De rollen kunnen ongedeeld (uit één stuk, zie bij voorbeeld<br />
afb. 8.14) of gedeeld zijn. De gedeelde rollen kunnen gekoppeld of niet-gekoppeld zijn<br />
uitgevoerd.<br />
435
Het meetprincipe<br />
Om het voor de aandrijving aan de wielen beschikbare vermogen te meten, zullen in<br />
elk geval twee gegevens door de vermogenstestbank moeten worden opgenomen,<br />
want:<br />
[W] (8.1)<br />
waarin P d en F d respectievelijk het onder de wielen beschikbare aandrijfvermogen en<br />
de onder de wielen beschikbare aandrijfkracht voorstellen en Ww de wielhoeksnelheid.<br />
Om de proefrit bij stilstaande auto te simuleren, moet deze op roterende rollen worden<br />
geplaatst. Op deze wijze wordt niet de auto aangedreven, maar de rollen en aan<br />
deze roterende rollen worden de metingen verricht. De aangedreven rol moet worden<br />
afgeremd en dat kan in principe op drie manieren gebeuren: mechanisch, hydraulisch<br />
en elektrisch.<br />
G<br />
3<br />
Afb. 8.6. De 'vang van Prony':<br />
mechanische rem<br />
1. voertuigwiel<br />
2. vrij draaiende rol<br />
3. afgeremde rol<br />
Het principe van de vermogensmeting met een mechanische rem is eenvoudig: bij de<br />
zogenaamde 'vang van Prony' (afb. 8.6) worden de twee delen van de rem vast om de<br />
rol geklemd tot het wrijvingskoppel Tw zo hoog is dat er evenwicht ontstaat met het<br />
aandrijfkoppel T d van de rol:<br />
[Nm] (8.2)<br />
De rotatiefrequentie van de rol n rol kan eveneens worden gemeten, zodat het vermogen<br />
wordt:<br />
[W] (8.3)<br />
Zou men het principe van de vang van Prony in een rollentestbank toepassen, dan<br />
ontstaat door de mechanische wrijving veel slijtage en wordt er veel warmte ontwikkeld.<br />
Men zal dan ook bij voorkeur hydraulisch of elektrisch afremmen, dat wil<br />
zeggen een waterrem of een wervelstroomrem toepassen.<br />
436
8.4.2 De rollentestbak met hydraulische rem<br />
De complete meetopstelling met een hydraulische of waterrem is schematisch in afbeelding<br />
8.7 weergegeven. Een waterrem is eigenlijk niets anders dan een vloeistofkoppeling<br />
(zie band 8) waarbij één van de rotors (het pompwiel) aan een rol van de<br />
testbank is gekoppeld. De andere rotor (hier de stator) zit vast aan het huis dat kantelend<br />
is opgehangen en via een hefboom met een krachtopnemer is verbonden.<br />
Zoals in band 8 uiteengezet, wordt het koppel dat in deze waterrem ontstaat, bepaald<br />
door het waterniveau in de ruimte tussen de rotor- en de statorschoepen en door de<br />
rotatiefrequentie van het pompwiel. Dit koppel is tevens het remkoppel aan de rol.<br />
Door dit remkoppel wil het gehele huis waarin de koppeling is ondergebracht gaan<br />
roteren omdat dit kantelbaar is opgehangen. Dit wordt belet door een hefboom die<br />
aan het uiteinde op een sensor drukt. De drukkracht wordt in een elektrisch signaal<br />
omgezet en naar een meet-en-regeleenheid gevoerd. Door een rotatiefrequentiemeter<br />
wordt de rotatiefrequentie van de rol opgenomen, die een maat is voor de omtreksnelheid<br />
van de aangedreven voertuigwielen.<br />
De regeleenheid berekent het vermogen P d uit deze gegevens of naar wens de aandrijfkracht<br />
Fd, dan wel het aandrijfkoppel Td. Op het instrumentenpaneel van de<br />
vermogenstestbank zijn, afhankelijk van de uitvoering, afleesbaar: de voertuigsnelheid,<br />
het vermogen, het aandrijfkoppel of de aandrijfkracht.<br />
Door een printer aan de meetkast te koppelen, kan een uitdraai worden verkregen die<br />
het verloop van het vermogen als functie van de voertuigsnelheid weergeeft.<br />
1. vermogensmeter<br />
2. snelheidsmeter<br />
3. rotatiefrequentiemeter<br />
4. vrij draaiende steunrol<br />
5. voertuigwiel<br />
6. aandrijvende rol<br />
7. koelwatertoevoer<br />
8. stator<br />
9. koelwaterafvoer<br />
10. rotor<br />
11. remwaterafvoer<br />
12. ontlastklep<br />
Afb. 8.7. De hydraulische rem (C/ayton)<br />
a principe-opstelling in een vermogensro//entestbank<br />
13. thermostatische regelklep<br />
van het koelwater<br />
14. filter<br />
15. watertoevoer<br />
16. belastingsklep<br />
17. krachtsensor<br />
437
25<br />
1. a-ring<br />
2. ringmoer<br />
3. borgplaat<br />
4. a-ringen<br />
5. trommel<br />
6. a-ringen<br />
7. ingaande as<br />
8. lager<br />
9. huls<br />
10. lagerhuis aan onderstel<br />
21<br />
5<br />
11. opsluitmoer<br />
12. moer<br />
13. deksel<br />
14. smeermiddel<br />
15. hoofdlagers<br />
16. warmtewisselaar<br />
17. afstandsring<br />
18. slingerring<br />
19. afdichtingsring<br />
Afb. 8.7b. doorsnede van de rem met warmtewisselaar<br />
20. afdichtingsring<br />
21. stator<br />
22. speling<br />
23. spie<br />
24. rotor<br />
25. huis<br />
26. plug<br />
27. magnesium plug<br />
28. as<br />
De watertoe- en -afvoer naar en van de waterrem wordt geregeld door respectievelijk<br />
een belastingsklep en een ontlastklep. Wordt de belastingsklep geopend dan neemt<br />
het waterniveau, en dus het remkoppel, toe; opent de ontlastklep, dan daalt het waterniveau<br />
en daarmee het remkoppel. Er is nauwelijks doorstroming van het water. Alle<br />
energie die door de auto wordt toegevoerd aan de rem wordt in warmte omgezet en<br />
het is derhalve nodig de rem te koelen. In de rem is daartoe een warmtewisselaar<br />
opgenomen. De doorstroomsnelheid van het koelwater wordt door een thermostatische<br />
regelklep zodanig bepaald dat de temperatuur niet hoger oploopt dan 85 oe.<br />
De vermogenstestbank van Clayton (afb. 8.7) kan op afstand worden bediend. De<br />
bank kan van vliegwielsets worden voorzien, waardoor een gecombineerde vermogens-junctietestbank<br />
ontstaat zodat de voertuigmassa kan worden nagebootst en acceleratieproeven<br />
kunnen worden gedaan.<br />
Carl Schenck AG, een Duitse fabrikant van vermogensrollentestbanken, brengt een<br />
tweetal testbanken voor personen- en bedrijfsauto's op de markt waarbij van een<br />
hydraulische rem (Dynabar) gebruik gemaakt wordt die elektronisch wordt geregeld<br />
(afb. 8.8). De rollen zijn ongedeeld en kunnen pneumatisch worden geblokkeerd om<br />
438
a<br />
c<br />
b<br />
Afb. 8.8. Vermogensrol/entestbank met hydraulische<br />
rem en rijwindventilateur (Carl<br />
Schenck AG)<br />
a overzicht<br />
b doorzichttekening van de hydraulische rem<br />
c afstandsbediening<br />
het op- en afrijden te vergemakkelijken. De elektronische regeling van de rem vindt<br />
plaats door de waterafvoer met een regelklep te beïnvloeden. De regelklep wordt<br />
door een elektrische stappenmotor ingesteld. Het doorstromende water dient als arbeidsmedium<br />
en tevens als koelvloeistof.<br />
Het water treedt binnen in een ringvormige kamer en verplaatst zich via doorboringen<br />
in de stator naar het centrum van de wervelkamer tussen de schoepen (afb. 8.8b). De<br />
werking is verder gelijk aan die van een vloeistofkoppeling op het moment dat vanuit<br />
stilstand wordt weggereden.<br />
Ten behoeve van de meting van de aandrijfkracht is aan het pendelend huis een hefboom<br />
bevestigd die aan het uiteinde in een krachtmeetdoos uitmondt en een variabele<br />
weerstand in de vorm van een rekstrookje bevat. De gemeten weerstandswaarde<br />
wordt via een elektronische regeleenheid omgezet, waarna de aandrijfkracht analoog<br />
439
wordt weergegeven. De aandrijfkrachtmeetinrichting kan met behulp van contragewichten<br />
worden geijkt.<br />
Voor de snelheidsmeting is aan de as van één rol een tandkrans bevestigd die langs een<br />
sensor roteert. De afgegeven wisselspanning wordt in de elektronische regeleenheid<br />
omgezet en de snelheid wordt analoog weergegeven op het instrumentenpaneel.<br />
Uit de snelheid en de aandrijfkracht kan het vermogen worden berekend, dat eveneens<br />
analoog wordt weergegeven.<br />
In de meetkast (afb. 8.8a) zijn het elektrische regelsysteem, de afleesinstrumenten<br />
(analoog of digitaal) en de bedieningsinrichting ingebouwd. De meetkast is op een<br />
verrijdbare tafel geplaatst. Met drukknoppen kunnen de volgende testprogramma's<br />
worden ingesteld:<br />
F in het gehele snelheidsgebied wordt de aandrijfkracht constant gehouden;<br />
v = constant de snelheid wordt onafhankelijk van de belasting constant gehouden;<br />
F-v 2 de aandrijfkracht neemt kwadratisch toe met de snelheid (F = k.v 2 ):<br />
de luchtweerstand wordt dan net als bij een werkelijke rit elektronisch<br />
nagebootst;<br />
extern nu wordt op een afzonderlijke ingang overgeschakeld waarbij door<br />
een externe functiegenerator een grenswaarde voor het koppel of de<br />
waterdruk in de rem, in de vorm van een gelijkspanning van 0... 10 V,<br />
kan worden geleverd.<br />
De grenswaarden voor de aandrijfkracht en de snelheid kunnen naar keuze door een<br />
potentiometer in de meetkast of in het afstandsbedieningsapparaat worden ingesteld.<br />
In deze afstands-handbediening (afb. 8.8c) zijn verder de F- en v-schakelaar en een<br />
schakelaar om de voorste dan wel de achterste rol te blokkeren aangebracht.<br />
Ten behoeve van het testen van auto's met voorwielaandrijving zijn speciale geleidings-aanlooprollen<br />
verkrijgbaar om te voorkomen dat de wielen tegen het testbankframe<br />
lopen.<br />
8.4.3 De rollentestbank met wervelstroomrem<br />
De vermogensrollentestbanken die in autobedrijven worden gebruikt, zijn overwegend<br />
uitgerust met een elektrische wervelstroomrem. Dergelijke testbanken worden<br />
op de markt gebracht door onder andere AHS (A. und H. Schneider), Bosch, Clayton,<br />
Hofmann, HPA (H.P. Anderson), Maha (Maschinenbau Haldenwang GmbH,<br />
West-Duitsland), Schenck en Sun.<br />
Het principe is in afbeelding 8.9a weergegeven. Met de schakelaar in stand 1 zijn de<br />
spoelen van de elektromagneten stroomloos: er wordt geen magnetisch veld opgebouwd<br />
en de schijf of rotor kan zonder tegenwerking draaien. Het gewicht zal snel<br />
naar beneden zakken.<br />
Wordt de schakelaar in stand 2 geplaatst, dan zal een gelijkstroom door de spoelen<br />
gaan vloeien: in de kernen wordt een magnetisch veld opgebouwd. In de roterende<br />
schijf worden nu spanningen geïnduceerd die zogenaamde wervelstromen veroorzaken.<br />
De wervelstromen veroorzaken magnetische velden waarvan de veldlijnen zodanig<br />
gericht zijn dat ze trachten de oorzaak van hun ontstaan tegen te werken (zie de<br />
Wet van Lenz in deel 8 van deze serie). De magnetische velden in de rotor veroor-<br />
440
Afb. 8.9. De wervelstroomrem<br />
a werkingsprincipe<br />
b opbouw (Te/ma)<br />
c de schakeling van de spoelen<br />
1. stator met spoelen<br />
2. rotor met rotatierichting<br />
3. koelventilatorschoepen voor<br />
luchtkoeling<br />
spoel 3<br />
2 schakelaar<br />
':]<br />
a batterij<br />
+<br />
2 b<br />
c<br />
zaken een kracht die het roteren van de schijf tegenwerkt. In de atbeelding zal het<br />
gewicht langzamer naar beneden bewegen.<br />
Bij een vermogensrollentestbank is de remrol verbonden met de rotors, één aan iedere<br />
zijde van de spoelen die in de stator zijn geplaatst (afb. 8.9b). De stator is kantelbaar<br />
aan het frame opgehangen en voorzien van een hefboom. Dezé hefboom drukt<br />
op een krachtopnemer, net als bij de hydraulische rem. De stator heeft meestal acht<br />
spoelen die twee aan twee in serie zijn geschakeld (afb. 8.9c).<br />
Alle energie die aan de wervelstroomrem wordt toegevoerd, wordt in warmte omgezet.<br />
Deze warmte moet worden afgevoerd. Daartoe kan de rem met lucht of met<br />
water worden gekoeld. Luchtkoeling is het meest eenvoudig: de rotors zijn dan voorzien<br />
van schoepen die een luchtstroom doen ontstaan; deze voert de warmte af. Voor<br />
de wervelstroomrem met waterkoeling is een regelinrichting nodig om het koelwater<br />
op constante temperatuur te houden.<br />
Er zijn ook vermogenstestbanken die een deel van de remenergie omzetten in elektrische<br />
energie die wordt teruggeleverd aan het elektriciteitsnet. Dat gebeurt dan met<br />
behulp van de in de sterkstroomtechniek bekende Ward-Leonard-schakeling, genoemd<br />
naar Harry Ward Leonard (1870 ... 1915), medewerker van Thomas A. Edison<br />
en eertijds verbonden aan de ingenieursopleiding van het Massachusetts Institute of<br />
Technology (MIT), die als eerste een bruikbaar elektrisch remsysteem met energieterugwinning<br />
ontwikkelde.<br />
Afbeelding 8.10 toont de karakteristieken van de wervelstroomrem en de hydraulische<br />
rem. Duidelijk is te zien dat de wervelstroomrem in het lagesnelheidsgebied een<br />
betere werking heeft. Verder reageert de wervelstroomrem sneller op veranderende<br />
situaties door een kortere aanspreektijd.<br />
441
mis<br />
--- snelheid v<br />
Afb. 8.10. Karakteristieken van de<br />
hydraulische en de wervelstroomrem<br />
Ook bij de vermogensrollentestbanken met wervelstroomrem wordt de rotatiefrequentie<br />
van de rollen gemeten. De krachtsensor- en de rotatiefrequentiegegevens<br />
worden in de meetkast verzameld en elektronisch omgerekend naar de aandrijfkracht,<br />
het aandrijfkoppel, de snelheid en het vermogen, een en ander afhankelijk<br />
van merk en type van de testbank. De meetgegevens worden ook hier analoog of<br />
digitaal weergegeven en soms kunnen de gegevens worden geprint.<br />
Omdat een vermogensmeting op een rollentestbank met rem meestal enige tijd duurt,<br />
moet tijdens de test vóór de auto een rijwindventilateur worden geplaatst om te voorkomen<br />
dat de motortemperatuur te hoog oploopt. Deze wordt meestal automatisch,<br />
samen met de rollentestbank, in werking gesteld.<br />
De vermogensrollentestbank LPS 13 van Maha (LPS staat voor 'Leistungsprüfstand')<br />
is qua principe en uitvoering, tot en met de kleur van de meetkast, nagenoeg gelijk<br />
aan de Road-a-Matic XII van Sun. Zoals te zien is in afbeelding 8.5 is een dubbele set<br />
rollen leverbaar om auto's met permanente vierwielaandrijving te kunnen testen.<br />
Aan iedere rollenset is een luchtgekoelde wervelstroomrem van 200 kW gekoppeld.<br />
De asafstand kan hydraulisch worden versteld tussen 2,00 m en 3,00 m om auto's met<br />
een verschillende wielbasis te kunnen testen. Er kunnen ook vliegwielen worden gemonteerd,<br />
zodat een gecombineerde vermogens-functietestbank ontstaat, waarmee<br />
een ECE-stadsrit kan worden gesimuleerd.<br />
In de normale uitvoering van de LPS 13 wordt het aandrijfkoppel door een luchtgekoelde<br />
wervelstroomrem opgenomen en wordt de energie volledig geabsorbeerd<br />
en omgezet in warmte. De bank is voorzien van gedeelde rollen met een diameter van<br />
318 mmo De voorste, de aandrijvende rollen, zijn gekoppeld, terwijl de achterste, de<br />
vrij draaiende rollen, niet-gekoppeld zijn (afb. 8.lla).<br />
Om de werking over het gehele gebied van snelheids- en belastingsinstellingen te<br />
kunnen regelen, wordt van elektronica gebruik gemaakt. In de sensor zijn rekstrookjes<br />
in een zogenaamde brugschakeling (zie deel 8 van de Steinbuch-serie) geplaatst<br />
om de aandrijfkracht in een elektrisch signaal om te zetten, dat wordt doorgegeven<br />
naar de meet-en-regelkast. De standaard kast heeft twee grote meters die de snelheid<br />
in km/h, het vermogen in kW en de aandrijfkracht in kN analoog (of naar wens digitaal)<br />
weergeven. De voertuigmassa, de luchtweerstand en de rolweerstand kunnen<br />
worden gesimuleerd en digitaal worden ingesteld. Dat is het geval als de schakelaar in<br />
de 'timing' -stand staat. Met de schakelaar in de 'power' -stand wordt de aandrijfkracht<br />
weergegeven en in de 'cyclus'-stand kan een stadsrit worden nagebootst. Er zijn een<br />
digitale rotatiefrequentiemeter en oliedrukmeter in de kast ingebouwd. De vermogensmeter<br />
kan worden omgeschakeld van 1 : 1 naar 1 : 2 of van 1 : I naar 2 : 1.<br />
Als extra kan bij de 'LPS 13 Analoog' een beeldscherm worden geleverd (afb. 8.11b),<br />
442
4<br />
I. aandrijvende, gekoppelde roldelen<br />
2. wervelstroomrem<br />
3. krachtopnemer<br />
4. vrijdraaiende, niet-gekoppelde<br />
rollen<br />
5. voertuiglift<br />
Afb. 8.11. Vermogensrollentestbank<br />
met wervelstroomrem (Maha)<br />
a opstelling van de rollen en de<br />
wervelstroomrem<br />
b de meterkast met beeldscherm en<br />
printer b<br />
a<br />
een digitale stopwatch met begin- en eindsnelheidsinstelling voor acceleratiemetingen<br />
en een 'LPS Plot', een vierkleuren-schrijf-en-rekeneenheid. Het motorvermogen<br />
wordt verrekend en uitgetekend als functie van de snelheid (afb. 8.12). Het wielvermogen<br />
('P Rad ') en het vermogen om de aandrijfweerstanden te overwinnen worden<br />
afzonderlijk gemeten en later opgeteld (zodat 'PMo.' ontstaat) en weergegeven, zowel<br />
grafisch als in een getalwaarde. Er vindt een automatische omrekening plaats naar een<br />
'genormaliseerd vermogen' door de heersende luchtdruk en aanzuigluchttemperatuur<br />
met de meetresultaten te verrekenen. Ook is er een instelmogelijkheid voor een<br />
wisselbak met handbediening en een automatische wisselbak. De slip in de koppelomvormer<br />
(vermogensverlies) wordt automatisch verrekend.<br />
Verder kan een computergestuurde rij hulp worden ingebouwd om een cyclusrit (bij<br />
2<br />
3<br />
443
, ~ kW J<br />
• • l~~<br />
PNorm<br />
PMot<br />
PRad<br />
138 (kW)<br />
135 (kW)<br />
112 (kW)<br />
I':iB<br />
max. Leistung bei 4920 Umin<br />
ANSAUGLUFT =~r~~K9~~.gpa<br />
Afb. 8./2. Grafische weergave van het<br />
gemeten vermogen (naar Maha)<br />
PNMm genormaliseerd vermogen<br />
PMot motorvermogen<br />
PRad vermogen aan de wielen<br />
Lees voor 'Umin': min-I en voor 'hpa': hPa<br />
(hectopascal = 10 2 Pa = I mbar)<br />
13<br />
1<br />
2 3<br />
F' _......-....+lL t<br />
t<br />
12.(i) (j)6<br />
~ ~<br />
11<br />
10<br />
Afb. 8.13. Afstandsbediening met de functies<br />
van de knoppen (Maha)<br />
1. voertuiglift omlaag<br />
2. constante aandrijfkracht<br />
3. constante rotatiefrequentie (alleen in<br />
combinatie met LPSrotatiefreq<br />
uentiemeter)<br />
4. voertuiglift omhoog<br />
5. rijweerstand<br />
6. schakelaar voor hellingweerstand en<br />
constante snelheid of aandrijfkracht<br />
7. instelknop voor constante snelheid (in<br />
km/h) en aandrijfkracht (in kN)<br />
(grenswaarden)<br />
8. bedieningsknop van printer en plotter<br />
9. afstandsbediening rijwindventilateur<br />
10. bedieningsknop van printer en plotter<br />
11. fijnafstelling van de constante<br />
grenswaarden<br />
12. schakelaar voor aandrijfkracht<br />
(omhoog) en vermogen (omlaag)<br />
13. constante snelheid<br />
voorbeeld een stadsrit) na te bootsen in verband met uitlaatgasonderzoek. Het brandstofverbruik<br />
kan automatisch worden berekend als een verbruiksmeetapparaat is<br />
aangesloten. Alle gegevens die op een eventueel beeldscherm worden weergegeven,<br />
kunnen ook via de 'LPS Plot' worden geprint. De datum en de tijd worden automatisch<br />
vermeld.<br />
444<br />
4<br />
5<br />
7<br />
8
De afstandsbediening biedt vele mogelijkheden voor het instellen van meetfuncties<br />
vanaf de bestuurderszitplaats in de auto tijdens de test. Er zijn twee uitvoeringen bij<br />
de LPS 13 leverbaar. In afbeelding 8.13 is er een schematisch weergegeven, waarbij<br />
tevens de verschillende functies van de schakelaars zijn vermeld.<br />
Ten behoeve van het testen van auto's met voorwielaandrijving zijn speciale spanbanden<br />
vereist om te voorkomen dat de wielen tegen het testbankframe lopen.<br />
8.4.4 De rollentestbank met vliegwiel<br />
Een bijzondere vermogenstestbank van Bosch is het type LPS 002 (afb. 8.14). Deze<br />
bank meet vermogens tot 200 kW bij snelheden tot 200 km/ho De maximaal te meten<br />
aandrijfkracht is 3,6 kN. Dit alles gebeurt op ongedeelde rollen met een diameter van<br />
268 mm waartussen een pneumatische lift is aangebracht en een blokkeerinrichting<br />
voor de rollen om het op- en afrijden te vergemakkelijken (afb. 8.14a). In oprijrichting<br />
gezien, is rechts op de voorste rol een vliegwiel gemonteerd met een massa van<br />
500 kg. Op de rollen is geen rem aangebracht, noch een wervelstroomrem, noch een<br />
hydraulische rem.<br />
Het principe van de meting berust op de massatraagheid van de rollen en het vliegwiel.<br />
Het aandrijfkoppel van rollen en vliegwiel is immers gelijk aan het massatraagheidsmoment<br />
maal de hoekversnelling ervan: T d = J.a. Is de versnelling van de rollen<br />
Afb. 8.14. Een functiero//entestbank<br />
(Bosch. type LPS 002)<br />
a de ro//enset met vliegwiel<br />
b de meetkast<br />
c het handbedienings- en afleesapparaat<br />
d de inductieve klem voor het opnemen<br />
van de motorrotatiefrequenlie<br />
I. aansluiting naar de x-y-schrijver<br />
2. aan-uit-schakelaar<br />
3. keuzeschakelaar voor wisselbak met<br />
handbediening of automatische<br />
transmissie<br />
4. netaansluiting<br />
5. aansluiting voor inductieve klem<br />
6. zekering<br />
7. aansluiting van de rollenset<br />
8. aansluiting naar het bedienings- en<br />
afleesapparaat b<br />
a<br />
8<br />
7<br />
6 2<br />
5 4<br />
3<br />
445
8<br />
7<br />
6<br />
5<br />
Vervolg afb. 8.14.<br />
c<br />
2<br />
3<br />
4<br />
d<br />
1. verbindingskabel naar de meetkast<br />
2. drukknop voor motorrotatiefrequentie<br />
3. snelheidskeuzeschakelaar<br />
4. afstandsbediening voertuiglift<br />
5. keuzeschakelaar voor snelheid,<br />
wielvermogen of motorvermogen<br />
6. schakelaar voor bediening van de<br />
x-y-schrijver<br />
7. waarschuwingslamp voor gas<br />
terugnemen, ontkoppelen of vrijstand<br />
wisselbak<br />
8. digitaal afleesscherm:<br />
motorrotatiefrequentie, rijsnelheid,<br />
wielvermogen en motorvermogen<br />
groot, dan wordt dit dus veroorzaakt door een hoog toegevoerd aandrijfkoppel. Deze<br />
versnellingen zijn meetbaar en zo kan het aandrijfkoppel berekend worden. Wordt<br />
nu tijdens het accelereren ook nog de rotatiefrequentie (in de vorm van de hoeksnelheid<br />
w) van de rollen opgenomen, dan is het mogelijk van lage tot hoge snelheid op<br />
elk ogenblik het onder de wielen beschikbare aandrijfvermogen te berekenen, want<br />
p= T.w.<br />
Uiteraard behoort bij een dergelijke berekening de roterende massa van de testbank<br />
maar ook die van de auto in aanmerking te worden genomen. Nu is het probleem dat<br />
de roterende voertuigmassa van voertuig tot voertuig verschilt, maar Bosch heeft op<br />
grond van omvangrijke theoretische en experimentele onderzoekingen de roterende<br />
massa van de LPS 002 zo vastgelegd dat de afwijking bij de meting aan gangbare<br />
personenauto's verwaarloosbaar klein is. De voor de LPS 002 gedefinieerde waarde<br />
ligt juist tussen twee extremen: een vrije versnelling van de motor zonder aangekoppelde<br />
massa enerzijds en een zeer trage versnelling met extreem hoge aangekoppelde<br />
massa anderzijds.<br />
446
Behalve uit de rollenset bestaat de proefstand uit een elektronische regeleenheid, een<br />
bedienings- en afleesapparaat (afb. 8.14b) en een inductieve klemaansluiting voor een<br />
bougiekabel om rotatiefrequenties te kunnen meten (afb. 8.14c).<br />
De meting<br />
De LPS 002 meet het dynamisch wielvermogen en het vermogensverlies in de aandrijflijn<br />
en berekent daaruit direct het motorvermogen, dat digitaal op het handbedieningsapparaat<br />
wordt weergegeven.<br />
Eerst worden de rollen met vliegwielen aangedreven en versneld door met volgas te<br />
accelereren. Door de gedefinieerde massatraagheidswerking en de versnelling kan<br />
het wielvermogen worden berekend. De snelheid waarbij wordt gemeten moet, overeenkomstig<br />
de rotatiefrequentie waarbij het motorvermogen maximaal is, worden<br />
vastgesteld. Is deze snelheid bereikt dan wordt de motor ontkoppeld van de aandrijflijn<br />
door het koppelingspedaal in te trappen en het gaspedaal los te laten. De<br />
energie in de rollenset drijft nu de nog met de wielen gekoppelde aandrijOijncomponenten<br />
aan en de bank berekent het vermogen(sverlies) om de rol-, de aandrijf- en de<br />
lagerweerstanden te overwinnen. Uit het wielvermogen en het vermogensverlies berekent<br />
de elektronische regeleenheid het motorvermogen aan de koppeling. De regeleenheid<br />
meet, berekent en verzamelt de wielvermogens en vermogensverliezen<br />
over het gehele snelheidsgebied en slaat deze op in een geheugen. Op ieder moment<br />
kan het wielvermogen of het motorvermogen digitaal worden weergegeven. !<br />
De LPS 002 is zodanig geprogrammeerd dat ook nog rekening wordt gehouden met<br />
wat Bosch vermogensafhankelijke en vermogensonafhankelijke verliezen noemt. )<br />
De vermogensafhankelijke verliezen worden in het rendement van de aandrijving uitgedrukt.<br />
Deze verliezen zijn voor alle voertuigen namelijk min of meer gelijk en ze<br />
worden als een vaste factor in de regeleenheid geprogrammeerd.<br />
De vermogensonaJhankelijke verliezen (zoals de rolarbeid van de banden en de karnverliezen<br />
in de wisselbak en in de eindaandrijving) hebben geen algemene berekenbare<br />
grootte maar leiden tot verschillende waarden, afhankelijk van snelheid, temperatuur,<br />
bandspanning en bandsoort, en moeten dus bij ieder voertuig worden gemeten.<br />
De verwerking van deze beide soorten vermogensverliezen gaat als volgt. Tijdens het<br />
accelereren onder vollast wordt het vermogen gemeten en worden de vermogensafhankelijke<br />
verliezen automatisch verwerkt door de elektronische regeleenheid. De<br />
vermogensonafhankelijke verliezen worden tijdens het accelereren verrekend. Doordat<br />
de metingen onmiddellijk op elkaar volgen, zijn de genoemde invloeden van temperatuur<br />
en bandspanning nog onveranderd. Deze verliezen worden over het gehele<br />
snelheidsgebied vastgesteld zodat het motorvermogen over dit gebied kan worden<br />
gemeten.<br />
De testbank meet met een nauwkeurigheid van:!: 5 %. Volgens de DIN-norm 70020<br />
wordt het motorvermogen gegeven bij 20 oe en een luchtdruk vam 1013 mbar met een<br />
afwijking van 5 %. Afwijkende luchtdrukken en aanzuigluchttemperaturen veranderen<br />
het motorvermogen. Met behulp van correctiefactoren kan het vermogen worden<br />
omgerekend naar het zogenaamde 'normvermogen' , dat dan kan worden vergeleken<br />
met het nominale vermogen, dat is het door de autofabrikant opgegeven vermogen.<br />
Dit vermogen is immers bij genormaliseerde omstandigheden van luchtdruk<br />
en luchttemperatuur bepaald.<br />
447
BO eH<br />
Leistungsprüfstand<br />
Mot.rtl.een<br />
Motorleistung kW<br />
Nenndrehzahl min- 1<br />
Barometerstand mbar<br />
Ansaugtemperatur "e<br />
Auswertuns<br />
Cl~ A!mospMr,.,;he1l Orue_<br />
(!llt'QmOt ••,-,.I.,,(l)<br />
i!"l I\IQ
moet met een afzonderlijke barometer worden gemeten en ook de inlaatluchttemperatuur<br />
wordt apart vastgesteld. Deze waarden worden eveneens op het protocol verwerkt<br />
zoals aangegeven. Met behulp van het testprotocol kan nu het normvermogen<br />
uit het gemeten vermogen worden bepaald. In afbeelding 8.15 is dat gebeurd voor een<br />
gemeten vermogen van 55 kW.<br />
In het linker nomogram (een tot een diagram verwerkte wiskundige vergelijking die<br />
middenop het protocol als waarde van k te vinden is) wordt op de verticale as (1) de<br />
heersende luchtdruk aangegeven en op de horizontale as (2) de heersende luchttemperatuur.<br />
Trekt men vanuit het gemarkeerde luchtdrukpunt een aan de lijnenbundel<br />
parallel lopende schuine lijn omlaag, dan snijdt deze lijn de verticale lijn die vanuit<br />
het luchttemperatuurpunt wordt opgericht. Vanuit dit snijpunt gaat men horizontaal<br />
naar rechts: op de k-schaal vindt men dan een k-waarde. Verbindt men nu dit k-punt<br />
met de op de Pgem-schaal (3) ingetekende waarde van het gemeten vermogen en verlengt<br />
men deze lijn naar de Pnorm-schaal(4), dan vindt men het normvermogen. Vult<br />
men deze waarde in de rechter schaal (5) in, dan vindt men het tolerantiegebied.<br />
Bevindt zich het op deze wijze bepaalde vermogen binnen een tolerantie van :t 5 %<br />
van de nominale waarde, dan is het vermogen in orde. Wijkt het gemeten vermogen af<br />
van de fabrieksgegevens dan zal de oorzaak moeten worden opgespoord, mogelijk<br />
door het aansluiten van andere testapparatuur op de motor. Er zijn dan zeker een of<br />
twee 'testritten' extra nodig om de juiste diagnose te kunnen stellen.<br />
Op de elektronische regeleenheid kan een x-y-schrijver of 'plotter' worden aangesloten.<br />
Hiermee is het mogelijk om behalve het motorvermogen ook aan te geven in<br />
welke rijtoestand zich een onregelmatigheid voordoet.<br />
Afbeelding 8.16a toont het protocol bij een normaal vermogensverloop. Het maximale<br />
wielvermogen bij 140 km/h is 92 kW. Gaat men vanuit dit punt loodrecht omlaag<br />
dan vindt men een vermogensverlies van 28 kW en berekent men een motorvermogen<br />
van 92 + 28 = 120 kW.<br />
In het protocol van afbeelding 8.16b wordt het vermogensverloop weergegeven als<br />
achtereenvolgens de bougiekabels worden kortgesloten. Bij deze cilinderbalanstest<br />
blijkt het vermogensaandeel van de derde cilinder te gering.<br />
Met de LPS 002 kan niet bij een constante snelheid en evenmin bij constant vermogen<br />
a<br />
+-<br />
• f 1<br />
tI-<br />
i1'<br />
+<br />
.~'11<br />
t.<br />
r<br />
I<br />
I<br />
I~.a :g I i<br />
I +h.-H -i-I/I<br />
t:~ ~L~'<br />
'L~ ~-B ,<br />
f-,..I<br />
,<br />
.-l ••• ...•.•._..M_ Til<br />
I , I<br />
f~~ "<br />
t t I I<br />
I t I I I :_;,.J,1J-H<br />
I -I<br />
I<br />
.._ ...•.••. I<br />
"'<br />
,<br />
7 -<br />
~-f' .:lttt<br />
I , , t I<br />
:;.C . ~ + + I<br />
tt I +t-<br />
- ;<br />
t<br />
• M'<br />
,<br />
t-<<br />
i t ,<br />
I t t<br />
t<br />
t ,<br />
I<br />
+ .J.-J4 + ::uI " I1<br />
, ,<br />
Afb. 8.16. Het verloop van het vermogen, zoals weergegeven door de x-y-schrijver (Bosch)<br />
a het normale verloop (Pet! = 92 + 28 = 120 kW)<br />
b resultaten van de cilinderbalanstest: het vermogensaandeel van de derde cilinder is te laag<br />
b<br />
"<br />
4<br />
.;...<br />
,<br />
449
worden gemeten. De gehele test, van het opzoeken van de gegevens tot en met het<br />
vaststellen via het testprotocol verloopt snel (ongeveer 120 s). Maar vooral omdat het<br />
werkelijke meten op de rollentestbank zeer kort duurt (ongeveer 30 s) is geen extra<br />
koelventilateur noodzakelijk en worden de banden ontzien. De aanschafprijs is vergelijkbaar<br />
met die van een rollenremtestbank.<br />
450