Auton moottoritehon määritys kiihtyvyysmittauksen avulla

Abstract

Työn tarkoituksena oli tutkia kiihtyvyysmittarin käytön järkevyyttä ajoneuvojen moottoritehon mittaukseen. Mittaustapa voisi tarjota järkevän ja edullisen vaihtoehdon perinteiselle jarrudynamometrille. Autojen kiihtyvyydet mitattiin VBOX-merkkisellä tiedonkeräysjärjestelmällä, jonka jälkeen tiedoista laskettiin autojen moottoriteho ajodynamiikan kaavoja hyväksi käyttäen. Työssä käyvimme läpi eri ajovastuksien vaikutuksen auton kiihtyvyyteen, määritimme autojen ilmanvastus- ja vierinvastuskertoimia, ja tärkeimpänä tarkastelimme mittaustavan tarkkuuden riittävyyttä. Mittauskohteeksi on valittu mahdollisimman paljon erilaisia autoja, jotta autojen erojen vaikutus (esim. suuri ja pieni otsapinta-ala) mittaukseen saadaan selvitettyä. Laskettuja tehokäyriä verrattiin myös perinteisellä tyylillä mitattuihin tehokäyriin mittaustavan tarkkuuden tutkimista varten. Työn tulokset osoittivat hieman yllättäen, että kiihtyvyyden perusteella mitatut tehokäyrät ovat tarkkuudeltaan riittävän hyviä ns. harrastelijakäyttöön. Esimerkiksi auton virittämisen yhteydessä mitattavaan tehomittaukseen metodi sopii hyvin, mutta kahden auton välisten tehoerojen mittaukseen suosittelemme edelleen klassista tehomittausta. Kalliin hinnan vuoksi mittari kuitenkin on useimpien harrastelijoiden käyttöön liian kallis, joten halvan ja luotettavan tehomittauksen etsintä jatkuu edelleen.

The main purpose of this thesis is to evaluate the use of acceleration measurements of a vehicle as a method of calculating engine power. The same driving resistances and laws of physics apply to every moving object, so our task was to find out whether they can be calculated accurately. The measured cars vary from small hatchbacks to big vans, so we could study the effects of different variables on the accuracy of the method (e.g. small vs. big drag-coefficient). As we couldn’t find all factory- values for all of the cars, we tested a measurement-method that allowed us to calculate the dragcoefficient and rolling-resistance-coefficient. The accelerations of the vehicles were measured with a gps based data logging device. After measuring the cars, the data was analyzed, and with a excel-based calculating program transferred into power-curves. At the end we compare the calculated power-curves to ones that were measured using “regular” methods, like a wheel- or flywheel dynamometer. The results show us, that measuring a car’s power by its acceleration is reasonable, as long as the results are evaluated critically. Continuously changing variables (e.g. drag) affect the shape of the power curve slightly, but for amateur applications the method is accurate enough.