Alustadynamometrin kiristinlaite
Järvisalo, Sami (2023)
Järvisalo, Sami
2023
All rights reserved. This publication is copyrighted. You may download, display and print it for Your own personal use. Commercial use is prohibited.
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-2023053116606
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-2023053116606
Tiivistelmä
Tämän opinnäytetyön tavoitteena oli suunnitella ja valmistaa alustadynamometriin lisälaite, jolla voitaisiin vähentää tehonmittauksen aikana esiintyvää renkaiden luistoa. Luiston takia moottoria ei voida kuormittaa riittävästi eikä moottorin toiminnasta tai tehonmittauksesta saada riittävän tarkkaa tietoa. Tämä vaikeuttaa myös moottorinohjauksen säätämistä suuremmille kuormituksille. Opinnäytetyön toimeksiantajana toimi AJL-Engineering Oy.
Lisälaitteen avulla ajoneuvo voitaisiin kiristää alustadynamometriin jousittamattomasta massasta, kuten tukivarsista tai akselistosta. Tällöin saataisiin lisättyä tehokkaasti pintoja yhteenpuristavaa voimaa, jolloin samalla kitkakertoimella saavutettaisiin suurempi pitovoima. Teoriaosuudessa on käsitelty työn kannalta olennaisia aiheita, kuten tehonmittauksen ja pneumatiikan perusteita sekä direktiivien ja standardien merkitystä koneiden suunnittelussa ja rakentamisessa. Suunnittelussa käytettiin apuna SolidWorks-suunnitteluohjelmistoa. Ohjelmiston avulla voitiin suunnitella laitteesta toimiva 3D-malli, luoda kokoonpano sekä suorittaa tarvittavat FEM-lujuusanalyysit. Laitteen rakenteesta pyrittiin suunnittelemaan mahdollisimman yksinkertainen. Kiristinlaitteen toiminta perustuu paineilmasylinterin aiheuttamaan kiristysvoimaan, joka välittyy tukivarsiin tai akselistoon vaijereiden avulla. Laitteelle suunniteltiin myös turvallinen ja toimiva ohjausjärjestelmä, joka perustuu sähköpneumatiikkaan.
Työn tuloksena saatiin valmistettua yksinkertainen sekä toimiva lisälaite alustadynamometriin. Laite asennettiin Dynotest Center Oy:n tiloihin käyttövalmiiksi. Laitetta testattiin useita kertoja tehokkailla kilpa-ajoneuvoilla ja sen todettiin toimivan tarkoituksen mukaisella tavalla. Laitteen avulla pystyttiin ratkaisemaan tehonmittauksia vaivannut ongelma.
Laitteen avulla moottorinohjauksen säätämisestä sekä tehonmittauksesta saatiin entistä luotettavampia. Lisäksi vähennettiin testaukseen jäävää työmäärää, jolloin testauksessa voidaan keskittyä muihin olennaisiin säätötoimenpiteisiin. Opinnäytetyölle asetetut tavoitteet saavutettiin. The objective of this thesis was to design and manufacture an additional device for a dynamometer to reduce tire slip during power measurement. Due to the slip, the engine cannot be loaded enough, and accurate information about the engine's operation or power measurement cannot be obtained. This also makes it difficult to adjust the engine control unit for higher loads. The thesis was commissioned by AJL-Engineering Oy.
With the additional device, the vehicle could be securely fastened to the chassis dynamometer using unsprung mass, such as control arms or axles. This would effectively increase the compressive force between surfaces, resulting in higher traction with the same coefficient of friction. The theoretical part covers relevant topics for the work, such as the fundamentals of power measurement and pneumatics, as well as the importance of directives and standards in machine design and construction. SolidWorks design software was used for the design process. With the software, a functional 3D model of the device could be designed, assembled, and performed for necessary FEM strength analyses. The device's structure was aimed to be as simple as possible. The operation of the tensioning device is based on the clamping force generated by a pneumatic cylinder, transmitted to the control arms or axles through cables. A safe and functional control system based on electro-pneumatics was also designed for the device.
As a result, a simple and functional additional device for the chassis dynamometer was manufactured. The device was installed and prepared for use at the premises of Dynotest Center Oy. It was tested multiple times with high-performance racing vehicles, and it was found to operate as intended. The device resolved the issue that had been affecting power measurements.
The device improved the reliability of engine control adjustment and power measurement. Additionally, the amount of work remaining for testing was reduced, allowing to focus on other essential adjustment procedures. The objectives set for the thesis were achieved.
Lisälaitteen avulla ajoneuvo voitaisiin kiristää alustadynamometriin jousittamattomasta massasta, kuten tukivarsista tai akselistosta. Tällöin saataisiin lisättyä tehokkaasti pintoja yhteenpuristavaa voimaa, jolloin samalla kitkakertoimella saavutettaisiin suurempi pitovoima. Teoriaosuudessa on käsitelty työn kannalta olennaisia aiheita, kuten tehonmittauksen ja pneumatiikan perusteita sekä direktiivien ja standardien merkitystä koneiden suunnittelussa ja rakentamisessa. Suunnittelussa käytettiin apuna SolidWorks-suunnitteluohjelmistoa. Ohjelmiston avulla voitiin suunnitella laitteesta toimiva 3D-malli, luoda kokoonpano sekä suorittaa tarvittavat FEM-lujuusanalyysit. Laitteen rakenteesta pyrittiin suunnittelemaan mahdollisimman yksinkertainen. Kiristinlaitteen toiminta perustuu paineilmasylinterin aiheuttamaan kiristysvoimaan, joka välittyy tukivarsiin tai akselistoon vaijereiden avulla. Laitteelle suunniteltiin myös turvallinen ja toimiva ohjausjärjestelmä, joka perustuu sähköpneumatiikkaan.
Työn tuloksena saatiin valmistettua yksinkertainen sekä toimiva lisälaite alustadynamometriin. Laite asennettiin Dynotest Center Oy:n tiloihin käyttövalmiiksi. Laitetta testattiin useita kertoja tehokkailla kilpa-ajoneuvoilla ja sen todettiin toimivan tarkoituksen mukaisella tavalla. Laitteen avulla pystyttiin ratkaisemaan tehonmittauksia vaivannut ongelma.
Laitteen avulla moottorinohjauksen säätämisestä sekä tehonmittauksesta saatiin entistä luotettavampia. Lisäksi vähennettiin testaukseen jäävää työmäärää, jolloin testauksessa voidaan keskittyä muihin olennaisiin säätötoimenpiteisiin. Opinnäytetyölle asetetut tavoitteet saavutettiin.
With the additional device, the vehicle could be securely fastened to the chassis dynamometer using unsprung mass, such as control arms or axles. This would effectively increase the compressive force between surfaces, resulting in higher traction with the same coefficient of friction. The theoretical part covers relevant topics for the work, such as the fundamentals of power measurement and pneumatics, as well as the importance of directives and standards in machine design and construction. SolidWorks design software was used for the design process. With the software, a functional 3D model of the device could be designed, assembled, and performed for necessary FEM strength analyses. The device's structure was aimed to be as simple as possible. The operation of the tensioning device is based on the clamping force generated by a pneumatic cylinder, transmitted to the control arms or axles through cables. A safe and functional control system based on electro-pneumatics was also designed for the device.
As a result, a simple and functional additional device for the chassis dynamometer was manufactured. The device was installed and prepared for use at the premises of Dynotest Center Oy. It was tested multiple times with high-performance racing vehicles, and it was found to operate as intended. The device resolved the issue that had been affecting power measurements.
The device improved the reliability of engine control adjustment and power measurement. Additionally, the amount of work remaining for testing was reduced, allowing to focus on other essential adjustment procedures. The objectives set for the thesis were achieved.