Moot­to­ri­te­hon mit­taus on tut­tu toi­men­pi­de var­maan kai­kil­le ge­ta­rin lu­ki­joil­le. Useim­mi­ten au­to tai moot­to­ri­pyö­rä aje­taan rul­lan tai rul­lien pääl­le, jon­ka pääl­lä kiih­dy­te­tään, ja lo­puk­si kone print­taa en­sin las­kun ja sit­ten te­ho­la­pun. Mut­ta mi­ten it­se te­hon mit­taus oi­ke­as­taan toi­mii? Otim­me sel­vää.

Ar­tik­ke­li jul­kais­tu en­si­ker­ran GTi-Ma­ga­zi­nen nu­me­ros­sa 08 / 2023

Ku­vat & Teks­ti: Jyr­ki Repo

Ta­val­li­sin mit­taus­ta­pa siis on kiih­dyt­tää mi­tat­ta­val­la lai­tok­sel­la pyö­ri­vien rul­lien pääl­lä. Jois­sain dy­nois­sa ve­tä­vät pyö­rät ti­pu­te­taan kah­den rul­lan vä­liin, jos­sain dy­nois­sa pyö­rät ovat yh­den hy­vin suu­ren rul­lan pääl­lä, ja jos­sain on mo­nen mon­ta pien­tä rul­laa. Yh­teis­tä rul­lien pääl­lä kiih­dyt­tä­mi­sel­le on se, et­tä teho mi­ta­taan siis ren­kail­ta.

Nämä kaik­ki eri­lai­set rul­la­rat­kai­sut so­vel­tu­vat te­hon mit­tauk­seen, kun­han ren­kaat ei­vät luis­ta rul­lien pääl­lä. Vä­ke­väs­ti yleis­tä­en voi­daan kui­ten­kin sa­noa, et­tä suu­ri yk­sit­täi­nen rul­la so­vel­tuu suu­rien te­ho­jen mit­tauk­seen pa­rem­min kuin pie­ni­hal­kai­si­jai­nen rul­la­pa­ri. Tä­hän on mon­ta syy­tä.

Suu­ri­te­hoi­nen au­to täy­tyy ve­tää lii­noil­la tiu­kas­ti rul­lia vas­ten. Pie­ni­hal­kai­si­jai­nen rul­la pai­naa ren­kaan ku­lu­tus­pin­nan epä­luon­nol­li­ses­ti mut­kal­le, jol­loin pyö­rän vie­rin­tä­vas­tus on mo­nin­ker­tai­nen ajo­ti­lan­tee­seen ver­rat­tu­na. Suu­ri rul­la puo­les­taan pai­nuu ren­kaa­seen hy­vin vä­hän, kos­ka sen pin­ta on loi­vem­min kaa­re­va. Ti­lan­net­ta voi ver­ra­ta vaik­ka sii­hen, et­tä pai­naa ja­lal­la pe­sä­pal­loa tai kei­la­pal­loa. Kei­la­pal­lo te­kee kan­ta­pää­hän pal­jon loi­vem­man pai­nau­man.

Kai­kis­sa dy­nois­sa ei ole jar­rua

Vaik­ka yk­si te­ho­dy­nos­ta käy­tet­ty kut­su­ma­ni­mi on­kin ”jar­ru”, ei kai­kis­sa dy­nois­sa ole jar­rua lain­kaan. It­se­a­si­as­sa moni dy­not­te­li­ja ei käy­tä jar­rua te­ho­ve­dois­sa, vaik­ka sel­lai­nen oli­si käy­tös­sä. Tämä on yleis­tä eri­tyi­ses­ti sil­loin, kun mi­ta­taan koh­tuul­li­sen ma­ta­la­te­hois­ta moot­to­ria ja käy­tös­sä on suu­ret ja pai­na­vat rul­lat tai yk­sit­täi­nen suu­ri rul­la. Täl­löin rul­lan oma iner­tia tuot­taa riit­tä­vän kuor­man, jot­ta te­ho­ve­to vas­taa kol­mos- tai ne­los­vaih­teen kiih­dy­tys­tä tiel­lä. Jar­rua käy­te­tään vain rul­lan hi­das­ta­mi­seen te­ho­ve­don jäl­keen.

Iner­ti­aan pe­rus­tu­vas­sa mit­tauk­ses­sa kiih­dy­te­tään rul­lan pääl­lä suu­rel­la vaih­teel­la mah­dol­li­sim­man pie­nil­tä kier­rok­sil­ta kier­ros­ra­joit­ti­mel­le saak­ka. Iner­ti­a­mit­taus on­kin yk­sin­ker­tai­sin tapa to­teut­taa te­hon mit­taus. Mit­tauk­ses­sa riit­tää, et­tä tal­len­ne­taan ai­no­as­taan rul­lan pyö­ri­mis­no­peus, no­peu­den muu­tos ja moot­to­rin kier­ros­lu­ku.

Kun rul­lan hi­taus­mo­ment­ti tie­de­tään, voi­daan yk­sin­ker­tai­sel­la las­ku­toi­mi­tuk­sel­la pyö­ri­mis­no­peu­den muu­tok­ses­ta las­kea teho eri kier­ros­no­peuk­sil­la. Oh­jain­lait­teen ase­tus­ten mu­kaan an­tu­ri­tie­to­jen tar­kas­tus ja nii­hin liit­ty­vät las­ku­toi­mi­tuk­set voi­daan teh­dä kar­ke­as­ti vain muu­ta­man ker­ran se­kun­nis­sa tai hy­vin no­pe­as­ti, sa­to­ja tai tu­han­sia ker­to­ja se­kun­nis­sa.

Jos­kus jar­ru on pa­kol­li­nen

Jos­kus moot­to­rin sää­tö vaa­tii, et­tä moot­to­ria kuor­mi­te­taan va­ki­o­kier­rok­sil­la. Tämä on lä­hes vält­tä­mä­tön­tä, kun moot­to­ri­noh­jauk­sen na­ku­tus­tun­nis­tus­ta sää­de­tään. Pel­käl­lä iner­ti­al­la ei kui­ten­kaan voi pi­tää moot­to­ria kuor­mi­tet­tu­na va­ki­o­kier­rok­sil­la, vaan sil­loin on käy­tet­tä­vä jar­rua. Jar­ru ei te­ho­dy­non ta­pauk­ses­sa ole sa­man­lai­nen jar­ru kuin au­tois­sa tai moot­to­ri­pyö­ris­sä.

Tyy­pil­li­sin rul­lien avul­la to­teu­te­tus­sa te­ho­dy­nos­sa on pyör­re­vir­ta­jar­ru, jon­ka toi­min­ta pe­rus­tuu säh­kö­mag­ne­tis­miin. Tyy­pil­li­ses­sä dy­non pyör­re­vir­ta­jar­rus­sa on do­nit­sin muo­toi­sel­le ke­häl­le si­joi­tet­tu suu­ria ke­lo­ja, jot­ka on asen­net­tu pyö­ri­vien jar­ru­le­vy­jen vä­liin.

Kun pyör­re­vir­ta­jar­run ke­loi­hin syö­te­tään vir­taa, ke­lo­jen yti­mien ym­pä­ril­le muo­dos­tuu mag­neet­ti­kent­tä, jon­ka läpi jar­ru­le­vyn kehä kul­kee. Mag­neet­ti­ken­tän läpi kul­ke­vas­sa me­tal­lis­sa syn­ty­vä pyö­ri­vä mag­neet­ti­kent­tä suun­tau­tuu si­ten, et­tä se jar­rut­taa le­vyn pyö­ri­mis­lii­ket­tä. Mitä suu­rem­pi vir­ta, sitä voi­mak­kaam­pi mag­neet­ti­kent­tä, ja sitä suu­rem­pi jar­ru­mo­ment­ti.

Toi­nen ylei­nen jar­ru­me­ka­nis­mi on hyd­rau­li­nen jar­ru, joka on useim­mi­ten yk­sin­ker­tai­nen öl­jy­pump­pu, jo­hon on lii­tet­ty sää­det­tä­väl­lä ku­ris­ti­mel­la va­rus­tet­tu sul­jet­tu kier­to ja jon­kin­lai­nen öl­jyn­jääh­dy­tin.

Jar­run ja iner­ti­an yh­teen­so­vit­ta­mi­nen

Jos rul­lien iner­tia ei ole riit­tä­vä, täy­tyy jar­rua käyt­tää iner­ti­an apu­na myös te­hon mit­tauk­ses­sa. Eri­tyi­ses­ti suu­ren lit­ra­te­hon tur­bo­moot­to­rien koh­dal­la tämä on tär­ke­ää, sil­lä ah­to­pai­ne käyt­täy­tyy eri ta­voin suu­rel­la kuor­mal­la hi­taas­ti kiih­dyt­tä­en kuin pie­nel­lä kuor­mal­la no­pe­as­ti ryn­täyt­tä­en.

Tä­män ta­kia jar­ru­lai­te on asen­net­tu keh­toon, jo­hon on yh­dis­tet­ty voi­ma-an­tu­ri. Kun jar­rua käy­te­tään, voi­ma-an­tu­ri ker­too dy­non oh­jain­lait­teel­le, kum­paan suun­taan rul­lan pyö­ri­mis­no­peus muut­tuu. Mitä suu­rem­mal­la voi­mal­la rul­laa jar­ru­te­taan, sitä suu­rem­pi lu­ke­ma voi­ma-an­tu­ril­ta voi­daan lu­kea.

Jos rul­laan kyt­ket­tyä jar­rua oh­ja­taan si­ten, et­tä moot­to­rin kier­rok­set pi­de­tään va­ki­o­na, voi­ma-an­tu­ril­ta voi­daan lu­kea to­teu­tu­va vään­tö­mo­ment­ti re­aa­li­ai­kai­se­na. Vään­tö­mo­men­tis­ta ja moot­to­rin kier­ros­lu­vus­ta voi­daan puo­les­taan las­kea myös teho. Sil­loin rul­lan iner­ti­al­la ei ole mer­ki­tys­tä, kos­ka rul­lan pyö­ri­mis­no­peus ei muu­tu.

Jos taas dy­nol­la aje­taan te­hon­mit­taus­ve­to ma­ta­lil­ta kier­rok­sil­ta ra­joit­ti­mel­le, jar­rua käyt­tä­en, dy­non oh­jain­lait­teen täy­tyy pys­tyä las­ke­maan yh­teen jar­rul­ta mi­ta­tus­ta voi­mas­ta saa­dun mo­men­tin kaut­ta las­ket­tu teho ja rul­lan sekä jar­run iner­ti­ois­ta ja pyö­ri­mis­no­peu­den muu­tok­sis­ta saa­ta­va teho. Lau­seek­si pu­et­tu­na kuu­los­taa mo­ni­mut­kai­sel­ta, mut­ta on lo­pul­ta ai­ka yk­sin­ker­tai­nen las­ku­teh­tä­vä.

Na­pa­dy­no ja moot­to­ri­dy­no

Na­pa­dy­not ovat yleis­ty­neet mark­ki­noil­la vii­me vuo­si­na, ja koto-Suo­meen­kin nii­tä on muu­ta­mia han­kit­tu. Na­pa­dy­non ero rul­la­dy­noon on luon­nol­li­ses­ti se, et­tä dyno pul­ta­taan suo­raan ve­tä­vien pyö­rien ren­kai­den ti­lal­le, jol­loin ren­kaat ja rul­lat jää­vät yh­tä­lön ul­ko­puo­lel­le.

Na­pa­dy­nois­sa kuor­mi­tus teh­dään ai­na jar­rut­ta­mal­la, sil­lä käy­tös­sä ei ole rul­lia tai vauh­ti­pyö­rää, jon­ka hi­taus­mo­ment­tia hyö­dyn­tää. Na­pa­dy­nois­sa jar­ru on sa­maan ta­paan hyd­rau­li­nen tai pyör­re­vir­ta­jar­ru kuin rul­la­dy­nois­sa­kin. Hyd­rau­li­jar­run ta­pauk­ses­sa teho voi­daan las­kea hyd­rau­lii­kan pai­nees­ta, vir­tauk­sis­ta ja läm­möis­tä tai voi­ma-an­tu­ril­la ku­ten pyör­re­vir­ta­jar­run­kin ta­pauk­ses­sa.

Moot­to­ri­dy­no puo­les­taan kiin­ni­te­tään suo­raan moot­to­rin kam­pi­ak­se­liin. Moot­to­ri­dy­no on la­bo­ra­to­ri­o­työ­ka­lu, joka so­vel­tuu eri­tyi­ses­ti eri­lai­siin haas­ta­viin ke­hi­tys- ja tut­ki­musp­ro­jek­tei­hin tai eri­tyi­sen haas­ta­viin sää­tö- ja si­mu­laa­ti­oa­joi­hin ja eri­lais­ten apu­lait­tei­den tai vaik­ka­pa imu- tai pa­ko­sar­ja­de­sig­nien tes­tai­luun.

Moot­to­ri­dy­nois­sa jar­ru­na on usein erään­lai­nen ve­si­pump­pu, joka on suun­ni­tel­tu si­ten, et­tä sen tuot­ta­ma jar­ru­tus­mo­ment­ti on suu­rem­pi kuin sii­hen kyt­ke­tyn moot­to­rin mo­ment­ti. Ve­si­jar­rua sää­de­tään ve­den vir­taus­ta muut­ta­mal­la. Ky­sees­sä ei siis ole var­si­nai­ses­ti pump­pu, kos­ka jar­rul­la ei ole tar­koi­tus tuot­taa pai­net­ta.

Moot­to­ri­dy­nos­s­sa joko moot­to­ri tai jar­ru­lai­te on kyt­ket­ty sa­mal­la ta­voin sa­ra­noi­tuun keh­toon kuin rul­la­dy­non jar­ru­kin. Keh­to on va­rus­tet­tu voi­ma-an­tu­ril­la, jos­ta moot­to­rin tuot­ta­ma vään­tö­mo­ment­ti voi­daan lu­kea re­aa­li­ai­kai­ses­ti ja sii­tä voi­daan kier­ros­lu­vun avul­la las­kea ulos myös teho.

Moot­to­ri­te­ho vs. pyö­rä­te­ho vs. na­pa­te­ho

Suo­mes­sa ja ylei­ses­ti Eu­roo­pas­sa ty­kä­tään pii­reis­sä pu­hua ko­ne­te­hos­ta. Rul­la­dy­no­jen ta­pauk­ses­sa ko­ne­te­ho on kui­ten­kin par­haim­mil­laan­kin vain ar­vaus, sil­lä to­del­li­sia voi­man­siir­to­hä­vi­öi­tä ei saa­da dy­nol­la mi­tat­tua.

Mo­net dy­not mit­taa­vat voi­man­siir­to­hä­vi­öt te­ho­mit­tauk­sen jäl­keen, ja tämä nä­kyy nol­lan al­le su­kel­ta­va­na vii­va­na te­ho­käy­rän al­la mit­tauk­sen re­aa­li­ai­kai­ses­sa tu­los­tees­sa.

Alas rul­la­tes­sa dyno siis mit­taa sitä mo­ment­tia, jol­la au­ton voi­man­siir­to hi­das­taa rul­lia. Lo­puk­si tämä ar­vo ker­ro­taan jol­lain hat­tu­va­ki­ol­la ja se li­sä­tään pyö­rä­te­hoon. Mit­taus­tu­los täy­tyy ker­toa jol­lain, sil­lä kaik­kien mo­ni­nais­ten voi­man­siir­ron osien hä­vi­öt ovat hy­vin eri­lai­set va­paas­ti rul­la­tes­sa kuin sil­loin, kun voi­ma­lin­jas­ta pai­ne­taan läpi vaik­ka­pa 800 Nm suu­rui­nen vään­tö­mo­ment­ti.

Na­pa­dy­no­jen ta­pauk­ses­sa hä­vi­öt ovat sel­ke­äm­piä, sil­lä ren­kai­den ja rul­lien vä­li­sen kit­ka­pin­nan muut­tu­ja puut­tuu. Sa­mal­la, kos­ka na­pa­dy­nois­sa ei ole rul­lia tai vauh­ti­pyö­riä, voi­man­siir­to­hä­vi­öi­den mit­taa­mi­nen on vie­lä enem­män ar­vai­lua. Tämä ta­kia na­pa­dy­nois­ta useim­mi­ten saa­daan ulos vain ns. na­pa­te­ho, joka edus­taa siis vain sitä teho- ja vään­tö­lu­ke­maa, joka ve­tä­vien pyö­rien na­voil­le voi­man­siir­ron läpi vä­lit­tyy.

Moot­to­ri­dy­nos­sa sen si­jaan teho mi­ta­taan suo­raan kam­pi­ak­se­lil­ta ei­kä te­ho­hä­vi­öi­tä ole. Sen ta­kia ai­don moot­to­ri­te­hon saa mi­tat­tua vain moot­to­ri­dy­nol­la.

Näi­den rat­kai­su­jen li­säk­si ajo­neu­vo­te­ol­li­suus käyt­tää ny­ky­ään dy­no­jen kuor­mi­tuk­seen säh­kö­moot­to­rei­ta, jot­ka on kyt­ket­ty ge­ne­raat­to­reik­si. Täl­lä ta­val­la on to­teu­tet­tu esi­mer­ki­si Valt­ran Suo­lah­den trak­to­ri­teh­taan koko tes­taus­fa­si­li­teet­ti. Säh­kö­moot­to­reil­la to­teu­tet­tu­ja dy­no­ja ei juu­ri ole har­ras­te-, tu­nin­ki- tai kil­pai­lu­käy­tös­sä, ai­na­kaan vie­lä. Ge­ne­raat­to­ri­jar­run etu­na on, et­tä syn­ty­vä huk­ka­e­ner­gia voi­daan val­jas­taa suo­raan säh­kö­nä hyö­ty­käyt­töön. Kai­kis­sa muis­sa jar­ru­rat­kai­suis­sa jar­ru­te­ho muut­tuu huk­ka­läm­mök­si.

Kor­jaus­ker­toi­met

Mo­nes­ti te­ho­la­pun jos­sain nur­kas­sa on mer­kin­tä DIN, ATMC2 tai SAE ja sen pe­räs­sä li­ta­nia kir­jai­mia ja nu­me­roi­ta. Tämä tar­koit­taa mit­tauk­seen so­vel­let­tua kor­jaus­ker­roin­ta.

Kor­jaus­ker­toi­mel­la py­ri­tään mit­taus­tu­lok­sis­ta saa­maan ver­tai­lu­kel­poi­sia eri mit­ta­lait­tei­den ja mit­taus­ta­pah­tu­mien kes­ken. Kor­jaus­ker­roin sää­tää te­hoa val­lit­se­van il­man läm­pö­ti­lan, pai­neen ja kos­teu­den mu­kaan.

Eri kor­jaus­ker­toi­mia oh­jaa­vis­sa stan­dar­deis­sa mm. imuil­man läm­pö­ti­la huo­mi­oi­daan eri ta­voin, ja tämä ai­heut­taa jos­kus pal­jon häm­men­nys­tä. Jois­sa­kin stan­dar­deis­sa imu­läm­pö lu­e­taan dy­no­sa­lis­ta, toi­ses­sa imu­sar­jas­ta. Sama kos­kee il­man­pai­net­ta. Kor­jaus­ker­toi­mien vai­ku­tus mit­taus­tu­lok­seen on muu­ta­mia pro­sent­te­ja. Niil­lä kui­ten­kin voi­daan hui­ja­ta sekä it­seä et­tä asi­a­kas­ta, sil­lä jois­sain dy­non oh­jau­soh­jel­mis­tois­sa kaik­ki kor­jaus­ker­toi­meen vai­kut­ta­vat tie­dot voi syöt­tää it­se.

Jos imu­läm­pöä sää­tää vaik­ka vain pa­ri­kym­men­tä as­tet­ta, voi te­ho­lu­ke­ma nous­ta tai las­kea mon­ta kym­men­tä he­vos­voi­maa. Tark­ka­na on siis syy­tä ol­la.

Muis­ta seu­ra­ta GTi-Ma­ga­zi­nea myös so­mes­sa!

Fa­ce­book: https://www.fa­ce­book.com/GTi­Ma­ga­zi­ne/

Ins­tag­ram: https://www.ins­tag­ram.com/gti­ma­ga­zi­ne/

Ti­laa GTi-Ma­ga­zi­ne ko­tii­si osoit­tees­ta www.gti.fi/ti­laa !