Nachdem jetzt schon zwei von euch
Interesse daran bekundet haben, hier mein Ansatz zur Leistungsmessung
von Kfz – der Rollenprüfstand für die Portokasse:
Das Projekt ist noch in Planung,
deshalb kann ich jetzt nur meinen Lösungsweg darstellen, aber noch
keine Umsetzung.
Vielleicht ist ja aber wer schneller...
Es gibt Profisysteme für großes Geld
(z.B. von Insoric), die während der Fahrt die Leistung des Motors
messen – und auch günstige Systeme über OBD (z.B. Scanmaster ELM)
oder auch nur App-Lösungen.
Die Grundidee ist simpel:
Nach Newton gilt F=m*a
Masse m kennt man (Fahrzeug + Fahrer),
Beschleunigung a kann man messen, also hat man die Kraft F am
Radaufstandspunkt. Mit Raddurchmesser ergibt das das Drehmoment, mit
Fahrzeuggeschwindigkeit und über Zähnezahl (Moped) oder
Achsübersetzung (PKW) kommt man auf Getriebedrehzahl, je nach Gang
dann zur Motordrehzahl n und dem entsprechenden Moment M.
Mit P = 2 * Pi * M * n hat man dann die
Leistung.
Die „billigen“ Lösungen benötigen
dann noch diverse Daten (cw-Wert, …), um den Fahrwiderstand korrekt
abziehen zu können. Diese Parameter stehen manchmal im COC des
Fahrzeugs, bei alten Kisten gibt es den aber nicht...
Deshalb gehe ich den Weg wie auch
Insoric:
Zunächst sucht man sich eine topfebene
Strecke ohne Verkehr (am besten alter Flugplatz, last euch nicht auf
öffentlichen Straßen erwischen … ).
GPS loggt die Geschwindigkeit (nach
meiner Erfahrung ist min. 10 Hz notwendig, zumindest ist 1Hz
definitiv zu wenig), gleichzeitig werden Beschleunigungswerte in
Fahrtrichtung geloggt.
Somit hat man immer einen Datensatz:
(Zeitstempel, Geschwindigkeit, Beschleunigung).
Nun wählt man einen passenden Gang
(passend zur Länge der Strecke und Abtastfrequenz) und beschleunigt
z.B. von 2000 rpm bis 8000 rpm (oder wie hoch auch immer die Kiste
dreht und solange noch Straße da ist...). Das entspricht dann z.B.
einer Beschleunigung von 30 auf 120 km/h (alles OHNE Schalten!!)
Nun macht man eine zweite Messung:
Fahrwiderstand durch Ausrollen bestimmen (möglichst auf dem gleichen
Abschnitt wie die Beschleunigungsmessung.
Hat man vorher z.B. 30-120 km/h
gemessen, jetzt so anfahren, dass man am Anfang der Messstrecke bei
120 km/ ist, startet die Messung und tritt dann die Kupplung bzw.
legt den Gang aus. Nun rollt man bis 30 km/h.
Auch hier hat man wieder einen
Datensatz (Zeitstempel, Geschwindigkeit, Beschleunigung). Das ergibt
alle Fahrwiderstände (Luft, Reifen, …).
Der Rest ist dann nur etwas
Datenbankakrobatik: man zieht immer bei gleicher Geschwindigkeit die
Beschleunigungswerte voneinander ab (vorzeichenrichtig, also absolut
addiert man sie...), dann hat man die Leistung am Rad. Wer will, kann
sich das dann noch schön rechnen für Leistung an der Kurbelwelle,
das ist aber ein anderes Thema.
Ich hatte das schon mit einem GPS
Logger gemacht, der konnte aber nur 1 Hz, bei meinem Moped waren das
aber immer nur max 5-6 brauchbare Datenpunkte. Damals hatte ich auch
die Beschleunigung aus dv/dt berechnet, das wird dann auch noch
ungenauer. Prinzipiell hat es funktioniert, nur viel zu wenig
Stützstellen und mit Streuung.
Deshalb habe ich nun vor, einen Zero
mit einem Beschleunigungssensor und GPS zu bestücken, möglichst
hoch abzutasten (wenn die Datenblätter nicht lügen sollten 20 Hz
gehen). Dazu ein kleines Touch mit einer eigenen Oberfläche (ax, ay,
az Werte anzeigen damit das Teil ordentlich ausgerichtet liegt) und
je einen Start und Stop Taster.
Fürs erste wäre ich schon zufrieden,
wenn das Ding nur sauber aufnimmt. Die Auswertung kann auch im
Nachgang am PC erfolgen.
Als Fernziel wäre es aber sicher
schick, wenn am Display die Leistungskurve erscheint – das wird
aber ein laaanger Weg sein, vermute ich...
Prinzipiell sollte das auch jedes gute
Handy können, gibt ja auch diverse Apps, die alle Sensoren mitloggen
können (über 5 Hz aber oft nur „experimental“...). csv-Export
und die Berechnungen wie oben Bbeschrieben gehen auch in EXCEL o.ä. -
fertig ist die Messung!
Soviel zum anteasern, wird bei mir noch
etwas dauern - steht aber definitiv auf dem Plan!