Tehonmittaus ja sen eri menetelmät

Eipä ole tullut vielä syvennettyä mokomaan, mutta pikavilaisulla vaikuttaa suht kiinnostavalta:
http://land.heim.at/pampa/252319/tmt/gsf_dyno.html

Kukaan tehny inertiadynoa kahdella rullalla jossa rullien välissä olisi mielettömät välitykset? Ei tarvitsis niin massiivista rumpua. Monta sekkaa olis esim tonniselle turbopyörälle sopiva aika vetää kaista läpi rullalla?

Kävi mielessä itselläkin välittää reilusti, mutta sen kummempia laskematta mielessäni totesin että alkaa tarkkuus kärsiä(ainakin ilman kalibrointia) laakerien kitkahävikkien ja vauhtipyörän aikaansaaman ilmavirran häviöiden takia. Samaten tarkkuus kaikilla osilla täytyisi olla astetta parempia kuin vähän massiivisemmalla ja hitaammin pyörivällä rullalla.
Jos on kellä eriäviä mielipiteitä, kuuntelen mieluusti...

Tuumin, että aika paljon hävikkiä kasvattaa myös se, että mopoa ajettaisiin esim. tuplavälityksillä/nopeudella. Ihan pyörän oman renkaan, ketjujen yms. vuoksi.
Tähän ei taida olla edes minkäänlaista standardisointia, millä nopeudella, vaihteella tai välityksillä takarengastehoja pitäisi mitata? Absoluuttisella tarkkuudella on mun mielestä merkityksensä ainoastaan sillon kun vetoja säätöjen/viritysten välissä ei voida suorittaa samassa dynossa. Ja aika harvoinhan tällainen tilanne tulee.

Nopsasti kun asiaa kävin lävitte, niin homogeenisella rullalla hitausmomentti ei sinänsä vaikuta siihen kuinka raskas rullaa on pyörittää, vaan ainoastaan massalla on merkitystä(?) Pienemmällä halkaisijalla rumpu pyörii tietysti kovempaa. Onko sillä mitään käytännön merkitystä minkä muotonen rulla on? Pinta-ala muuttuu ja sitä kautta ilmanvastus, mutta sitähän saa korjattua? Entä kasvaako rengaskitka pienellä rummulla huomattavasti?

Noita välityksiähän sais aika veikeesti siten, että rumpu koostuisi kahdesta eri paksuisesta osiosta ja renkaalla pyöritettäisiin ohuemmasta kohtaa.

Ideaalitilanteessahan rummun massa tai geometria ei vaikuta ollenkaan pyörittämisen raskauteen, vaan ainoastaan kiihdyttämisen raskauteen. Siitä lähdetään, kalibrointi ja kompensointi sitten dynon valmistuttua erikseen. Hävikkien minimoimiseksi tekisin itse sellaisen rakenteen, jossa ei ole välityksiä sekoittamassa pakkaa.

Hitausmomentti on massan ja geometrian tulos, eli myös homogeenisen rullan geometria, säde, vaikuttaa. Onton rullan hitausmomenttia laskiessa pitää tietää kehän sisäsäde ja ulkosäde.

Oma ideaalidyno koostuisi todennäköisesti tervejärkisen pienihalkaisijaisesta pyälletystä rummusta (ilmanvastus ja koneistuskustannukset pienenee), jonka toisella tai molemmilla puolilla on sileäpintainen, suurempihalkaisijainen ja painava kiekko kiinni. Tuollaisesta konfiguraatiosta on vielä helppo laskea hitausmomentti. Heittäisinpä vielä ilmaan sellaisen mutun että ilmanvastus on dynon häviöissä aika pieni huoli, verrattuna laakereiden kitkaan, mittaamisen epätarkkuuksiin, koko systeemin tasapainoon..

jkoljo kirjoitti:Ideaalitilanteessahan rummun massa tai geometria ei vaikuta ollenkaan pyörittämisen raskauteen...

Sanavirhe sattunu perkl. Tiedossahan tuo ny oli

Mutta tosiaan mopo kokee suorituksen yhtä raskaana, oli rulla sitten kapea ja paksu tai leveä ja ohut. Olettaen niiden olevan saman massaisia ja umpijöötiä.

Mun toteutus olis valaa betonia rullan/rullien sisälle, koska noh umpitavara on kallista. Hitausmomentti olis järkevämpi tässä tapauksessa varmaan mitata kuin laskea. Pidon parantamiseksi voisin kumioida rullan renkaan kohilta.

Jees, niin mä vähän ajattelinkin että oli tiedossa..

Omissa dynosuunnitelmissa oli ideana valaa betoni sisään (check heikosti päivitelty blogi) onttoon rumpuun, joka pyörii laakeroituna kiinteällä akselilla. Ajattelin laskea hitausmomentin, ideana että olisin punninnut rummun ennen valamista, ja valamisen jälkeen. Betonin sisä ja ulkosäde saadaan rummun geometriasta, ja massa punnitsemisen perusteella. Sitten kun vielä oletetaan valamistyöt selvinpäin tehdyksi ja betonin rakenne homogeeniseksi, päästään luultavasti ihan tarpeeksi lähelle oikeaa betonin hitausmomenttia. Siihen vielä sitten tietenkin päälle rummun hitausmomentti.

Homma on tällä hetkellä jäissä muutamastakin syystä. Ensimmäinen tekosyy on ajan ja motivaation puute, toinen tekemäni laskutoimitukset. Tulin siihen tulokseen että nykyisellä rummun halkaisijalla betoni olisi turhan kevyt täyte, ja ~15 kW tehoilla rulla kiihtyy aivan liian nopeasti. To-do listalla on metsästää jostain sopivan kokoinen painava kiekko rullan kylkeen laitettavaksi, sekä viedä rulla pyällettäväksi. Pidän rullan pyällystä parempana vaihtoehtona kuin kumikerroksen asentamista ulkokehälle. Vai osaatko sanoa hyvää ja toimivaa metodia rullan pinnan kumiointiin?

Vulkanoimalla pysyy varmasti kiinni. Lopuksi sen voi sitte sorvata sileeks tai tehä pyällystä, miten tahtoo.
Mulla on tähtäyksessä saada joku 150-200kg rulla. Riippuu vähä minkä mallinen se nyt sitten tulee olemaa. Semmosella saa jo aika moneen peliin realistisen pitkiä kiihdytysaikoja.

rossipoika kirjoitti:Mutta tosiaan mopo kokee suorituksen yhtä raskaana, oli rulla sitten kapea ja paksu tai leveä ja ohut. Olettaen niiden olevan saman massaisia ja umpijöötiä.

No periaatteessa voisi ajatella näin, mutta kuitenkin sylinterimäisen kappaleen liiketilan muutokseen (kiihtyvyyteen) vakiomomentilla vaikuttaa vain kappaleen massa JA säde. Jos oletuksena on samat, eli paino ja ainejakauma ovat vakiot, joten ainoa muuttuja on tällöin se säde ja mopo kokee suorituksen raskaampana, mitä suurempi säde on. Olet varmaan leikkipuiston karusellissa huomannut, että jos keskeltä siirryt reunaan, vauhti hidastuu. Samoin jos keinussa ole pyörittänyt narut kierteelle ja päästät menemään, saat pyörimisvauhtia säädeltyä jalkojen asennolla, ts. säteellä.

Hitausmomenttiin ei vaikuta sylinterin korkeus, joten se voidaan unohtaa kokonaan.

HERÄTYS. Esimerkkis nyt ei oikeen toimi... Kun rullan säde on pienempi, se ottaa enempi kierroksia. Mopon takarengashan pyörii tietenkin samalla nopeudella molemmissa tapauksissa.

Väännetään rautalangasta: Mopon annetaan tehdä työtä tietyn aikaa ja tämä työ muuttuu rullan pyörimisenergiksi.
w=0,5*hitausmomentti*kulmanopeus^2
hitausmomentti sylinterille on toisaalta: 0,5*m*r^2
ja kulmanopeus=v/r (v=ratanopeus)
saadaan: w=0,5*0,5*m*r^2*(v/r)^2
=0,25*m*r^2*v^2/r^2=0,25*m*v^2 josta nähdään, että tehty työ on sama kun massa ja kehänopeus pysyvät samana.

Joo näistä yksinkertasista laskuista viisastuneena ajattelin jotakin seuraavankaltaista rullaa: keskiosa noin 30cm halkaisijalla, massa noin 50kg. Molempiin päihin 60cm halkaisijalla ja 50 kg massan omaavat lautaset. Yhteispaino 150kg, mutta tuntuu mopolle yli 400kg rullalta. Sellasilla porukka on kai mitannu +200hp laitteita. 200km/h vauhissa rulla pyörisi noin 59 kierr./s. Löytyy siihen varmaan lakrutki.

edit.

Shape kirjoitti:No periaatteessa voisi ajatella näin, mutta kuitenkin sylinterimäisen kappaleen liiketilan muutokseen (kiihtyvyyteen) vakiomomentilla vaikuttaa vain kappaleen massa JA säde.

Jos säde muttuu, niin muuttuu kyllä momenttikin.

edit2: Ei ehkä riitä ylempänä mainitunlainen rulla. 200hp vehkeellä sais paukuttaa varmaan jonnekin kolmen satkun huitteille.

Tuplapostaus, mutta tuli vaan mieleen. että "keskipakoisvoima" saattais hajottaa betonivalurullan. Ihan näin viiden minuutin miettimisellä/googlaamisella ei selvinny miten tuon vois matemaattisesti todeta. Jos valun pettäminen arveluttaa, pitäis selvittää myös kauinka paksu teräskuori pitäs kaiken muussaantuneen kaman sisällään.
Kukaan paininu tämmösten kanssa?

FEA:n mukaan kestää. Pientä deformaatiota sisäkehällä, eli saattaa yrittää irrota sisäkehästä mikäli valu on yhtään heikko. Ei kuitenkaan hajoa palasiksi. Parimillinenkin metallirumpu pitää rullan kasassa, sillä se pysyy teoriassa paljaanakin koossa.

Veikkaisin että Shape tarkoitti vakiota kiihdyttävää momenttia yksikössä Nm.

Mimmosillas spekseillä toi on simuloitu? Tosin betonin pitäs kohtuu onnistuneella valulla kestää jotakin 100 kertasia lukemia... Miljoona joulea kun lataa tommoseen paskamöykkyyn, niin ei voine ottaa liian varmanpäälle.

Veikkaisin että Shape tarkoitti vakiota kiihdyttävää momenttia yksikössä Nm.

Niin mopon takarenkaalle välittämää vääntömomenttia vai takarenkaan rullaan välittämää momenttia? Ensimmäinen ei riipu rullasta(=vakio) ja toinen riippuu rullan säteestä.

Kuule rossipoika, teit kieltämättä hyvän pointin, kun mainitsit takarenkaalta saatavan momentin olevan riippuvainen rullan säteestä. Siis kun oletamme takarenkaalta saatavan voiman olevan vakio. Enpä itse ajatellut.

Mutta siltikin, rulla kiihtyy hitaammin vakiovoimalla, mitä suurempi säde on. Tähän on todistus alla.



Ja mielestäni tämän rullan kiihdytys on se, mikä mopo kokee kuormituksena. Jos mietitään vakionopeutta, niin eihän tällöin vastustavia voimia ole kuin kitka ja ilmanvastus. Miten sinä ajattelen sen asian, minkä mopo kokee kuormituksena?

Hei ei sitä n:ää (pyörimisnopeutta) saanu olettaa vakioksi!! Koska se(kin) muuttuu kun r:ä muuttuu. Ei meitä kiinnosta kuinka nopeesti rulla kiihtyy tai mikä sen loppunopeus on, vaan sen kyky varastoida energiaa. Sitä raskaampi rulla on mopolle, mitä enemmän se on varastoinut energiaa kun mopon takarengas on kiihdytetty vakionopeuteen (esim. kiihdytetään 0-100 km/h) Se rulla, mikä sisältää eniten energiaa, on varmasti vienyt eniten aikaa kiihdytyksessä. Huom. mopon eikä rullan kiihdyttämisessä.
Mieti asiaa työperiaatteella. Dynossa mopoa halutaan kiihdyttää sopivan pituinen ajanjakso. Sinä aikana mopo kykenee luovuttamaan energiaa rullalle tietyn määrän.
Umpinaisen rullan varastoima energia on 1/4mv^2.
Yksinkertaisemmin en osaa asiaa ilmaista.