Banco prova, questo sconosciuto.

[hawui1]

P.S: Per il discorso del banco di Sauro e dei 75cm e del fatto che se lo sia costruito in proprio ora capisco come mai la curva che normalmente indica la coppia indica invece la forza..
evidentemente il programma è stato sviluppato in proprio anche quello.. Comunque niente di male.. basta saperlo e, come si è visto, i risultati collimano con la teoria.

[bussso]

grande hawy

[hawui1]

Affrontiamo il discorso del banco e della potenza indicata e del perchè non può essere precisa..

Per prima cosa NESSUNA misura è precisa.. qualsiasi misura è affetta SEMPRE da un errore che può essere grande o piccolo e/o di diversa natura, rimane il fatto che non è possibile misurare niente in maniera che l'errore sia zero.

Potremmo facilmente rilevare che su un banco, anche su quelli di ultima generazione che misurano tutti i parametri "in proprio" senza necessità  di input manuali, le grandezze misurate sono affette da errori. Ogni operazione matematica che si utilizza per ottenere indirettamente (tramite una formula che lega diversi fattori) ha effetto sull'errore.. l'effetto è che l'errore (incertezza) sulla grandezza calcolata o rimane uguale o aumenta (quest'ultima eventualità  nella maggior parte dei casi). Più complessa è la formula, maggiore il numero delle operazioni da compiere e maggiore è il numero delle grandezze da misurare maggiore sarà  l'errore finale.
In un banco a rulli le misure da effettuare per calcolare la potenza sono diverse e la formula è complessa.. quindi l'errore finale sarà  senz'altro elevato.
Pensiamo per dire alla potenza da misurare nel freno a correnti parassite.. ma anche alla temperatura ambiente (chi ci dice che il termometro del banco non sia magari influenzato).
Chiaramente si possono prendere accorgimenti atti a ridurre questi errori di misura.. ma siamo sempre a livelli piuttosto elevati nel complesso..

Poi ci sono gli errori dovuti a come si esegue la misura (intrinseci) come lo scivolamento delle ruote sul rullo, la deformazione della carcassa del pneumatico diversa in accelerazione e decelerazione, le sospensioni che causano fluttuazioni dell'aderenza etc.. Le inevitabili tolleranze della taratura del banco che variano con il tempo etc..
Questi errori sono ineliminabili e di consistenza piuttosto notevole (da alcuni percento anche al 10%) e vanno a sommarsi agli errori di cui sopra.

Alla fine ottenuto il nostro bel valore di potenza arriva un altro fattore da tenere in grossa considerazione. La potenza "Norma"..
Ovviamente se io rullo al livello del mare con temperature di 0°C avrò un certo valore di potenza massima, valore che, quasi certamente potrà  essere superiore a quello per dire che avrei se rullassi lo stesso identico motore a 1000m di quota (dove l'aria è più rarefatta) e a 40°C di temperatura ambiente..
Ovviamente quindi le rullate non sarebbero confrontabili tra loro .. se oggi rulla tizio e c'è 0°C esce X , domani magari rulla caio e ci sono 40°C esce Y .. non potrei fare raffronti.. perchè X e Y sono stati ottenuti in condizioni differenti. Allora cosa si fa? C'è una formula (un'altra!!) che consente (orrore!) di correggere il valore di potenza ottenuto dal calcolo del banco in modo da riportarli tutti a dei valori standard in modo da rendere le potenze confrontabili.. Ad esempio una (ma ce ne sono molte es SAE J1349 ognuna diversa dall'altra) è la DIN-70020 che riporta il valore di potenza a quello che sarebbe stato se misurato a 20°C e 750 mmHg.. Ovviamente la formula è empirica, quindi per alcuni motori può più o meno azzeccarci, per altri introduce errori anche grossolani.. praticamente la potenza dichiarata è data dal rapporto tra la pressione atmosferica effettiva al momento della prova e quella normalizzata moltiplicato poi per la radice quadrata del rapporto tra temperatura effettiva e quella normalizzata. Ci si può facilmente immaginare l'effetto.. visto che la tipologia di motore non è neanche presa in considerazione.. Inoltre al valore di potenza già  approssimativo calcolato dal banco si applica una formula con ulteriori valori misurati (e quindi affetti da errore) con una curva di variazione della potenza del tutto approssimata...

Dulcis in fundo ci sono le unità  di misura della potenza che ovviamente sono tante e quasi tutte diverse l'una dall'altra.. Non molti sanno che Hp non equivale a CV che a sua volta è uguale a PS ma è diverso da BHP etc..

In conclusione un banco a rulli ben tarato utilizzato secondo le specifiche, con scrupolosità , nelle migliori condizioni ed effettuando diverse prove in modo da minimizzare l'errore ben difficilmente riuscirà  a scendere sotto il 7% nella misurazione della potenza effettiva all'albero non corretta. Ed è comunque difficilissimo stimare matematicamente quale può essere il margine di errore effettivo data la mole di variabili in gioco. Se poi si applica la correzione chissà  dove si va a finire..

Infine teniamo conto del fatto che per quanto la misurazione sia precisa il funzionamento al banco è pursempre una simulazione del funzionamento del veicolo in marcia.. Un ventilatore può raffreddare l'IC ma non riuscirà  mai a riprodurre il vero flusso d'aria che lo investe in movimento (a meno che non si possieda una galleria del vento!) quindi durante la prova riscaldamenti localizzati possono influire anche notevolmente sulla misura..

Volendo si potrebbe continuare ma penso che basti a far riflettere chi sostiene che la propria auto, rullata al banco, risulta avere 205,3747227384 Hp e che quindi è più potente di quella dell'amico che ne ha 205,3747227383..
I confronti si possono anche fare sui valori misurati.. ma vanno presi con le pinze.. se la differenza in percentuale tra i due valori da conforntare scende sotto il 10% siamo già  nella "zona grigia" dove è difficile distinguere specie se la rullata è stata eseguita su due banchi differenti..

Il banco risulta invece uno strumento molto utile per:
- affinare la propria elaborazione facendo prove in serie per verificare miglioramenti/peggioramenti
- verificare anomalie localizzate a certe condizioni di lavoro del motore (tramite emulatore in tempo reale)

[hawui1]

Seconda puntata della serie tutte quello che NON avreste mai voluto sapere sui banchi a rulli e (quindi) non avete mai VOLUTO chiedere..

Visto che mi sono arrivate alcune domande in pm penso sia il caso di fare qualche ulteriore precisazione
Parliamo sempre del magico numerino della potenza massima del motore gioia e dolore dei "celoduristi" maniaci dei confronti "sulla carta".

Il banco, seppure con tutte le approssimazioni già  indicate, può misurare solo il valore di potenza alla ruota, visto che è collegato al motore attraverso la trasmissione, quindi il grafico della potenza effettivamente misurata alla fine è quello alla ruota.

Già  qui qualcuno avrà  notato anche differenze non trascurabili di potenza massima misurandola con marce diverse.. visto che il motore dovrebbe (almeno in teoria) erogare un potenza massima circa costante e sicuramente indipendente dalla marcia ingranata come mai queste differenze?

Perchè la potenza misurata alla ruota ovviamente dipende dalle perdite nella catena cinematica tra il motore e il pneumatico stesso. Il pneumatico, che è in serie a questa catena, causa una grande perdita per attrito interno nei materiali e questa perdita è fortemente influenzata dalla velocità  di rotazione del pneumatico stesso. Se misuro la potenza in 5° marcia è intuitivo che a limitatore le ruote gireranno ben più velocemente che se faccio la stessa prova in 3°.. quindi la potenza realmente trasferita ai rulli sarà  inferiore nel caso della misurazione con una marcia più alta a causa di una più alta perdita di potenza nei pneumatici.. Anche qui si capisce facilmente come misurazioni effettuate con modalità  anche leggermente diverse (e qui anche il tipo di pneumatico, la pressione di gonfiaggio etc hanno un'importanza cruciale) non siano per nulla confrontabili !

In seconda istanza, come si arriva quindi al famigerato valore della potenza motore ? Semplice.. dal ragionamento che la trasmissione è "in serie" tra il motore e le ruote, quindi se riesco a misurare la potenza perduta nella trasmissione in qualche modo basta sommare alla potenza "alla ruota" la potenza persa nella trasmissione ed ecco ottenuta la potenza "al volano" quindi in sostanza quella "del motore".. ragionamento corretto del resto.. ma come viene misurata la potenza perduta ?

Qualcuno avrà  notato che dopo la "sparata a limitatore" il preparatore preme la frizione e/o mette in folle.. quindi il motore va al minimo mentre le ruote via via rallentano e contemporaneamente salta fuori la curva della potenza persa.. quindi il computer fa la somma potenza persa+potenza alla ruota e appare la curva della potenza motore..

Ma, in questo caso, come faccio a misurare le perdite nella trasmissione se la trasmissione è sottoposta ad un carico solo dovuto ai suoi attriti e NON al vero carico imposto dal motore?

In altre parole, il rendimento della trasmissione non dipende solo dal numero di giri in ingresso ma dipende anche in una certa misura dal carico applicato. Il rendimento dalla trasmissione quando in essa transitano 200Hp a 5000 giri non è identico a quello che si ha a semplicemente quando la trasmissione gira a 5000 giri sottoposta solo alla coppia resistente per attrito, quindi la potenza dissipata nei due casi sarà  percentualmente diversa. Tenendo conto che poi questo valore di potenza persa viene sommato alla potenza alla ruota (già  di per se affetta dall'errore di cui sopra) fa capire quanto affidabili siano queste misurazioni..

La potenza motore indicata è quindi sempre una stima APPROSSIMATIVA..

L'unico vero metodo per misurare la potenza perduta nella trasmissione sarebbe quello di estrarre il motore dall'auto e fare una prova con il motore sul banco (per misurare la VERA potenza motore). Poi fare la stessa prova con motore montato sull'auto misurando la potenza alla ruota e fare la differenza (!) e allora si vedrebbe che nella trasmissione c'è una serie di perdite che variano linearmente con il regime di rotazione ed altre che variano in funzione della "potenza passante" nella trasmissione.. Nel caso della misurazione al banco se si fanno due misure a breve intervallo di tempo (per far raffreddare il motore) si vedrà  che la potenza persa non varia anche aumentando la potenza motore.. e questo semplicemente perchè per misurare la potenza persa il motore NEMMENO E' COLLEGATO !! Quindi l'aumento della potenza sul motore non ha e non può avere effetto, come invece dovrebbe avere, sull'aumento delle perdite nella trasmissione.. cosa che comporta un ulteriore errore di misura non trascurabile..

Esistono poi dei banchi che fanno un calcolo che tenta di "stimare" quale dovrebbe essere il livello di perdite.. ma siamo sempre nel campo delle "stime" quindi in regime totalmente approssimativo.

Quando vedo rullate che danno numeri tipo (auto a due ruote motrici trazione anteriore), potenza alla ruota 130Hp, potenza perduta nella trasmissione 60Hp potenza motore 190Hp a 4500 g/min mi viene veramente da ridere.. quando la potenza persa in quelle condizioni sarà  si e no una ventina di Hp.. neanche con le gomme sgonfie e mettendo la colla nel cambio al posto dell'olio si arriverebbe a questi numeri.. ma c'è chi li prende per buoni..

[Claudietto81]

stavo pensando una cosa hawui...quando calcoli la potenza dissipata il motore è in folle quindi praticamente non calcoli la potenza dissipata dal cambio ma solo quella dei giunti dei semiassi etc giusto? Però se al giunto passa una tot una volta e la volta dopo gliene faccio passare il doppio, con il doppio si riscalderà  di piu quindi dissiperà  piu potenza anche in minima parte o no? io penso anche se penso che siano piccole differenze...ma questo il banco lo vede o no?

[hawui1]

In realtà  c'è una piccola differenza se la prova la fai in folle o a frizione premuta ma in entrambi i casi trascini ruote, giunti e cambio.. Nel caso tu prema la frizione trascini praticamente tutto il cambio, nel caso tu metta in folle solo la trasmissione secondaria.... In pratica l'energia immagazzinata come inerzia nei rulli viene via via dissipata in attrito dai componenti di cui sopra.. In base al tasso di rallentamento dell'insieme (considerato il momento polare dei rulli) nell'unità  di tempo si può calcolare la potenza resistente..

In questo caso la potenza passante nella catena cinematica dalle ruote all'albero secondario (o primario) del cambio però è pochissima.. Nel caso tu applicassi realmente la potenza motrice invece avresti prima di tutto una potenza dissipata maggiore (visto che la potenza dissipata = potenza passante * (1 -eta)) ma oltretutto il rendimento calerebbe anche in funzione del carico applicato, quindi avresti ancora più dissipazione..

Queste differenze il banco non le vede per niente ! Si limita a sommare alla potenza misurata alla ruota (già  affetta dagli errori indicati) la potenza che viene determinata dal rallentamento dei rulli sotto l'effetto dell'attrito della trasmissione misurato nella maniera di cui sopra..

Chiaramente volendo alla potenza (negativa) di rallentamento si possono applicare dei coefficienti per cercare di approssimare dove si sarebbe andati a finire nel caso di una misura vera.. ma quando si gioca con i coefficienti vattelapesca poi dove si va a finire.. In altre parole non c'è modo di calcolare la vera potenza del motore con un banco di questo tipo.. si possono solo fare stime..