Il banco prova potenza: questo sconosciuto

bigno72

Vecchio rompiballe.
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alfistavero":3u9b5e1q ha detto:
thranduil":3u9b5e1q ha detto:
............
Per definizione una forza di 1 Newton che si sposta di 1 metro nella sua direzione compie un lavoro di 1 Joule, se compie questo lavoro di 1 Joule in un secondo ha sviluppato una potenza di 1 Watt

ma in quale verso ?
Direzione e verso dello spostamento uguali a quelli della forza stessa.
Forza verso l'alto, spostamento verso l'alto, ho un certo lavoro.
Forza verso l'alto, spostamento verso il basso (poso la valigia) ho lo stesso lavoro cambiato di segno, quindi arrivato a terra il lavoro totale e' 0.

Se non mi si sono incrociati i neuroni.
 

alfistavero

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16 Marzo 2009
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bene
andiamo un pochino avanti
i freni dinamometrici (siano essi del tipo banchi freno motore o banchi a rulli), servono per generare delle forze che equilibrino le forze (= le coppie) fornite dal motore mediante forze (= coppie) esterne RESISTENTI che siano NOTE e quindi MISURABILI!!!

adesso, la differenza tra banco prova e banco a rulli (al di là del fatto che in quest'ultimo ci siano i rulli, etc) è data dal fatto che sul banco a rulli ci metto la macchina completa, quindi con tutta la trasmissione (moltiplicatore di coppia, cioè cambio, compreso). e, quindi, introduco un ulteriore incognita (= la trasmissione).
 

alfistavero

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16 Marzo 2009
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diciamo che il più ***** banco dinamometrico (si dice dinamometrico pechè misura delle forze. deriva dal greco: dynamis= forza + metros= misura) è un tamburo col suo bel materiale d'attrito montato sui ceppi.
in pratcia, per misurare la coppia che esce dal motore, cosa faccio?
collego DIRETTAMENTE (senza frizione, etc) il volano ad un albero collegato ad un tamburo rotante (=rotore), e freno il tamburo coi miei ceppi collegati, attraverso dei supporti (che so, delle molle, per esempio) al pavimento. questo è lo statore (perchè sta fermo...)
questo è il più ***** freno dinamomentrico.
una volta equilibrata la coppia che fornisce il motore con la forza resistente generata dall'attrito dei ceppi sul tamburo rotante e misurata tale forza (per esempio, nota la costante K delle molle che tengono lo statore e misurata la loro elongazione/compressione, conosco la forza che agisce), ottengo la coppia fornita dal motore semplicemente moltiplicando tale forza per il braccio che è la distanza tra il punto di applicazione della forza stessa (cioè la molla) con l'asse di rotazione del rotore (che coincide con l'asse di rotazione dell'albero motore).
mi sembra una cosa facile da capire.
 

alfistavero

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16 Marzo 2009
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qui c'è uno schema
 

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bigno72

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Considerazione: la forza frenante non la posso certo determinare esattamente stringendo i galletti che vedo nello schema.
Inoltre la forza frenante a parita' di avvitamento dei galletti variera' in funzione della temperatura del freno, che variera' in funzione della velocita'....

Quindi devo variare la pressione del freno.

Potrei farlo in funzione della compressione delle molle (stabilizzando poi la velocita' agendo sul motore), ma credo che sia piu' verosimile dire che lo faccio direttamente in funzione della velocita' di rotazione, ovvero della sua stabilizzazione, visto che poi la deformazione delle molle la devo misurare.
 

alfistavero

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16 Marzo 2009
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bigno72":2xpsh0e5 ha detto:
Considerazione: la forza frenante non la posso certo determinare esattamente stringendo i galletti che vedo nello schema.
Inoltre la forza frenante a parita' di avvitamento dei galletti variera' in funzione della temperatura del freno, che variera' in funzione della velocita'....

Quindi devo variare la pressione del freno.

Potrei farlo in funzione della compressione delle molle (stabilizzando poi la velocita' agendo sul motore), ma credo che sia piu' verosimile dire che lo faccio direttamente in funzione della velocita' di rotazione, ovvero della sua stabilizzazione, visto che poi la deformazione delle molle la devo misurare.

giusto.

perchè il coefficiente di attrito varia con la temperatura.

MA
di quanto valga la forza frenante me ne frego assolutamente, perchè quello che m'interessa è L'EQUILIBRIO tra la forza frenante e la forza motrice AD UN DETERMINATO NUMERO DI GIRI.
una volta che c'è questo equilibrio, ossia quando non ho più variazioni nei giri motore, posso misurare la forza sulla molla (quella che in figura è il dinamometro) perchè il mio sistema è stabilizzato

da qui, risalgo alla coppia motrice, che sarà pari al prodotto della Forza (sul dinamometro) per il braccio perchè abbiamo appena detto che le coppie motrici e resistenti devono essere uguali
 

alfistavero

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il discorso della TEMPERATURA del freno ad attrito è il motivo per cui questo genere di freni dinamometrici NON vengono usati: l'attrito generato dai ceppi per contrastare la coppia motrice genera calore, quindi aumento della temperatura.
in breve, ti troveresti col freno in fiamme dopo 5 minuti
dunque, si usano altri tipi di freni dinamometrici.
 

alfistavero

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16 Marzo 2009
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dài, lo dico subito:
i tipi più usati di freni dinamometrici sono:

- idraulici
- elettrici
- aerodinamici

in campo automobilistico, si usano, soprattutto, quelli del primo e del secondo tipo
 

bigno72

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Be' anche con gli altri sistemi avro' una trasformazione in calore; evidentemente con migliore dissipazione verso l'ambiente del calore prodotto e quindi con minor aumento della temperatura del freno stesso.
 

alfistavero

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bigno72":f02cpeq6 ha detto:
Be' anche con gli altri sistemi avro' una trasformazione in calore; evidentemente con migliore dissipazione verso l'ambiente del calore prodotto e quindi con minor aumento della temperatura del freno stesso.

prova a fare due conti: supponi di smaltire il calore prodotto da un freno che rallenta 100 CV a 2000 giri con un freno a ceppi di 40 cm di raggio..diciamo che il coefficiente di attrito sia 0,7....e sia costante, tanto per farla semplice. e poi vedi.
comunque, sì: anche con gli altri CONVERTO l'energia in calore.
però
però
però
 

alfistavero

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16 Marzo 2009
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vediamo come funziona il primo tipo di freno dinamometrico, il freno idraulico

Tra rotore e carcassa viene interposto un liquido (generalmente acqua) che vienetrascinato in movimento dal rotore: le perdite incontrate dal liquido nel suo moto danno luogo al momento frenante; Ora, essendo le perdite proporzionali al quadrato della velocità il momento frenante è proporzionale al quadrato della velocità di
rotazione. Chiaro che l’energia dissipata si trasforma in calore che riscalda il liquido contenuto nel freno che deve essere ricambiato con continuità e raffreddato (per esempio, finisce in grandi vasche termostatiche)

questo è il disegno di massima di un freno dinamometrico (generico): supponi che il rotore sia una turbina e che l'acqua circoli tra rotore (turbina) e statore (carcassa)
 

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alfistavero

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16 Marzo 2009
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tanto per tua informazione

generalmente, i freni idraulici si dividono in 3 principali tipologie:

-freno con rotore a disco;
- freno con rotore a pale
- freno Froude.

questo, tanto per saperlo, perchè poi, dal punto di visto concettuale sono uguali: la girante (il rotore) fa circolare l'acqua per dissipare energia.
in funzione del livello dell'acqua all'interno del freno regolo la velocità di rotazione del freno. perchè DEVO regolare la velocità del freno?
 

alfistavero

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16 Marzo 2009
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per aumentare il momento frenante 8la coppia resistente) e quindi avere la possibilità di provare motori più potenti, si usa un rotore a pale (tipo questo qui)
 

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bigno72

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alfistavero":319b3vir ha detto:
perchè DEVO regolare la velocità del freno?
La risposta che mi viene e' perche' il momento frenante varia col quadrato della velocita' di rotazione.

Ma non mi quadra del tutto (tieni conto che sto pensando ad altro adesso): la velocita' di rotazione e' imposta dal motore ed e' quella a cui voglio effetuare la misura.
Forse a parita' di velocita', una diversa quantita' d'acqua all'interno del freno varia il momento fernante a parita' di velocita'? (a naso direi di si)

Mi viene da pensare che variare il momento frenante in questo modo sia un processo troppo lento per avenire dinamicamente...
 

thranduil

Nuovo Alfista
11 Gennaio 2006
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monza
in funzione del livello dell'acqua all'interno del freno regolo la velocità di rotazione del freno. perchè DEVO regolare la velocità del freno?

non ho capito cosa intendi con velocità del freno.
quello che variamo col livello dell'acqua non è la coppia frenante?

immagino che la prova sia del tipo:

metto il motore a tavoletta con tanta acqua, attendo che si stabilizzi, misuro i giri motore, misuro attraverso la torsione della cassa la coppia frenata.
levo un pò d'acqua, avrò all'equilibrio una diversa coppia erogata (e frenata) ad un diverso regime, e li misuro.
ripeto finchè non ho costruito tutto il grafico coppia-giri.

la regolazione mi serve perchè per un motore auto/moto devo poter far girare da 500 giri magari fino a 18.000, e con coppie che vanno da zero a... X!
 

lorenzino

Nuovo Alfista
15 Giugno 2010
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Dublino
forse perchè è meglio poter agire in funzione della velocita rotazionale e non direttamente sulla quantità di forza frenante, altrimenti dato che i motore scende di coppia scendendo di giri rischio di spegnerlo se la forza frenante è regolata come costante?
 
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