Testbank vermogen/koppel

Wat meet een rollenbank?

De meeste mensen die een rollenbanktest laten doen, willen het krukasvermogen van hun auto achterhalen: hoeveel vermogen en koppel levert de motor aan de krukas? In werkelijkheid echter meet een vermogensbank in eerste instantie de kracht tussen de autobanden en de rollen van de vermogensbank. Dit is ook logisch. De aandrijfkrachten aan je wielen bepalen immers hoe hard je kunt optrekken en het aandrijfvermogen aan de wielen bepaalt hoe hard je kunt rijden.

rollenbank

Porsche geweld op een rollenbank.

Krukasvermogen leidend

Toch is het ons om het krukasvermogen te doen en niet om het wielvermogen: we willen immers weten of het krukasvermogen dat wordt opgegeven door de fabrikant of de tuner overeenkomt met de werkelijkheid. Om dit vermogen als nog te berekenen wordt bij veel rollenbanken een vast percentage voor de wrijvingsverliezen of traagheidsverliezen opgeteld bij het berekende motorvermogen. Maar hier is sprake van giswerk en niet meer dan dat: elke auto is namelijk anders gebouwd en heeft andere wrijvingsverliezen en massatraagheidsmomenten.

Betere vermogensbanken...

De resultaten van de betere vermogensbanken echter kunnen wel iets zinnigs zeggen over het krukasvermogen. Maar hier komen we later in dit artikel op terug. Eerst terug naar de basis: wat is een rollenbank precies en hoe komt hij tot zijn metingen?

Dynamische rollenbanken

Voor het gemak zijn rollenbanken onder te verdelen in twee soorten, twee hoofdtypes: zogenaamde 'dynamische' rollenbanken en 'statische'. Bij een dynamische bank is de rol gekoppeld aan een vliegwiel. De software van de rollenbank weet hoe groot het traagheidsmoment van de combinatie rol-vliegwiel is en daarmee hoeveel kracht ervoor nodig is het vliegwiel in een bepaalde mate te versnellen.

Aan de hand van de hoeksnelheid van de rollen ten opzichte van de tijd kan de software berekenen hoeveel kracht er op de rollen wordt uitgeoefend en hoeveel vermogen er dus aan de rol wordt geleverd. Er is slechts een korte acceleratie door het hele toerenbereik voor nodig om een vermogensgrafiek te verkrijgen. Het bijbehorende motorkoppel wordt verkregen met behulp van het motortoerental.

Statische rollenbanken

Een statische rollenbank komt heel anders tot zijn resultaten. Bij deze bank worden de rollen afgeremd, in de meeste gevallen met een lucht- of watergekoelde wervelstroomrem. Een vast toerental of een serie toerentallen wordt ingesteld om de meting te kunnen verrichten. Bij volgas remt de wervelstroom de rol zodanig af dat het ingestelde toerental wordt vastgehouden. De rem is zwevend opgehangen en steunt via een hefboom op een krachtopnemer. Op die manier meet de rollenbank dus direct het koppel waarmee de rollen worden afgeremd. Uit het koppel wordt vervolgens het bijbehorende vermogen berekend.

Statisch vs. dynamisch: de voor- en nadelen

Zowel het statische als het dynamische systeem heeft zo zijn voor- en nadelen. Een dynamische rollenbank is goedkoper en belast de auto minimaal; de auto wordt doorgaans slechts zes tot tien seconden aan de test onderworpen. Het statische systeem belast de auto veel meer, omdat twee minuten lang volgas gereden moet worden om goede resultaten te krijgen. Maar ook de dynamische vermogensbank heeft zo zijn nadelen.

Het grootste: door de korte meettijd heeft de auto nauwelijks tijd om op te warmen. Dat geeft onherroepelijk een vertekend beeld, omdat de temperatuur een grote invloed heeft op het motorvermogen en op de wrijvingsverliezen van de auto en de bank. Op een statische bank heeft de auto wel voldoende tijd om op te warmen. Maar ook dit heeft zijn schaduwzijde: als de temperatuur te ver oploopt, neemt het vermogen af en kloppen de metingen niet meer.

Temperatuur en ventilatie

Een juiste temperatuur is dus belangrijk voor een betrouwbare meting. Een te lage temperatuur geeft een te groot vermogen, een te hoge temperatuur een te laag vermogen. Om deze reden is het van noodzakelijk belang dat de motor zowel via de radiateur als onder de auto goed wordt gekoeld. Zo ontstaat een temperatuursbalans die ook buiten op de weg voorkomt. Daarnaast is het uiterst belangrijk dat de luchtinlaat van de motor zelf verse, frisse lucht binnenkrijgt. Als de temperatuur van de luchtinlaat te veel stijgt, begint het motormanagement het mengsel te verrijken en daalt het vermogen.

Goede koeling en aanvoer van verse lucht zijn van cruciaal belang voor een betrouwbare meting. Daarom is het beter om met een open motorkap te meten. Daarnaast is het aan te raden om meerdere runs te maken. In de loop van de runs zal het vermogen stijgen en uiteindelijk stabiliseren, doordat de motor goed op temperatuur komt. Die laatste metingen geven een betrouwbaar resultaat.

Foute metingen

Uit bovenstaande blijkt dat er veel mis kan gaan tijdens een meting op de rollenbank. Te hoge of te lage temperaturen van de motor en/of de uitlaat, een slechte koeling of ventilatie, meten met een dichte motorkap - al deze dingen kunnen de uitkomst van de metingen behoorlijk verdraaien. Daar komt bij dat ook variabelen als luchttemperatuur, luchtvochtigheid rolomtrek en massatraagheid - correctiemogelijkheden die kunnen worden ingevoerd in de software van de rollenbank - foutief kunnen zijn ingevuld, waardoor je een vertekende uitslag krijgt.

Als het gemeten krukasvermogen uit een rollenbanktest niet overeenkomt met het gegeven vermogen in de technische gegevens van je auto, wil dat dus niet per se zeggen dat fabrikant foute gegevens heeft overlegd. Zorg ervoor dat de test onder de juiste omstandigheden wordt verricht.

Verliezen en het compenseren van verliezen

Op bepaalde vormen van vermogensverlies zijn rollenbanken al berekend en deze worden automatisch gecompenseerd. Denk daarbij aan de volgende drie aspecten:

Geen directe krukas meting

De rollenbank meet niet direct aan de krukas, maar aan de wielen. Tussen de motor en de wielen bevinden zich nog verschillende onderdelen als de versnellingsbak, de differentieel, de aandrijfassen en in sommige gevallen nog een of meerdere tussenbakken. Het overwinnen van de wrijving tussen tandwielen, in lagers en tussen assen een keerringen in de aandrijflijn kost kracht en dus - naarmate de snelheid toeneemt en de toerentallen stijgen - steeds meer vermogen. Om de verliezen die ontstaan door deze wrijving te compenseren wordt vaak een vast percentage bij het berekende motorvermogen opgeteld. Echter - zoals al in het begin van dit artikel is aangehaald - dit percentage geeft vaak een verkeerde uitslag, omdat het bij lange na niet op elke auto van toepassing is.

Vervorming banden

Vermogensverlies wordt verder in de hand gewerkt door de vervorming van de banden. Deze is op de rollen uiteraard groter dan op de weg. Om deze reden is het vermogen aan de wielen altijd lager dan het reële krukasvermogen.

Rotatieversnelling

Het derde aspect geldt alleen voor de dynamische rollenbank. Tijdens de korte acceleratie worden niet alleen de rollen van de bank versneld, maar de krukas, de versnellingsbaktandwielen, het differentieel, de aandrijfassen en de wielen zelf worden ook in rotatie versneld. En ook dat kost energie en leidt tot vermogensverlies. Dit is tevens de reden waarom een dynamische meting doorgaans een lager vermogen oplevert dan een statische meting, waarbij een constant toerental wordt gehanteerd.

De combinatiebanken

Rollenbanken die ofwel volledig statisch ofwel volledig dynamisch meten zijn tegenwoordig een zeldzaamheid. Dankzij de

laatste technologische ontwikkelingen zijn de meeste moderne banken in staat zowel statische als dynamische metingen de verrichten. Sommige vermogensbanken kunnen zelfs beide metingen met elkaar combineren. Dynostar uit Roosendaal is een voorbeeld van een bedrijf dat dit soort rollenbanken produceert.

dyno test

Werking

Hoe werkt zo'n geavanceerde rollenbank? De banken van Dynostar zijn voorzien van een zogenaamd 'retardersysteem'. Dit systeem kan de acceleratiesnelheid bij een dynamische meting terugremmen naar een reële acceleratietijd. Het onvermijdelijke verschil tussen de dynamische en statische meting komt overigens goed van pas: aan de hand daarvan kan Dynostar namelijk de massatraagheid van een voertuig bepalen.

Massatraagheid

De massatraagheid kan vervolgens weer gebruikt worden om uit de dynamische meting het correcte krukasvermogen af te lezen. Dynostar heeft bovendien een speciale elektronische module ontwikkeld waarmee het motortoerental uiterst nauwkeurig kan worden geregistreerd. Dit maakt het ook makkelijker om het startpunt van een meting beter te bepalen, hetgeen de metingen nog preciezer maakt.