Leistung messen ohne Leistungsprüfstand

[twsms]

Hallo an Alle!

Leider darf ich zur Zeit meine Ybse nicht bewegen (im Moment schneit es hier, und ich will es auch nicht), deshalb arbeite ich an einer kleinen Bastelei für den Frühling. :look:

Ich habe darüber nachgedacht, ob eine längere Übersetzung für das Moppet Sinn hat, und dazu muss ich wissen, bei welcher Drehzahl meine Kleine wirklich ihre maximale Leistung abgibt.

Der FYH hat zwar einen Leistungsprüfstand, aber 1. ist der kaputt und 2. wollen die Leute für eine Leistungsmessung 40 € haben. :nock: Damit haben sie meinen Ehrgeiz geweckt, ein Leistungsdiagramm selber zu messen.

Folgendes habe ich mir dazu überlegt:

Kraft= Masse * Beschleunigung, Arbeit= Kraft * Weg, Leistung = Arbeit /Zeit, also Kraft * Geschwindigkeit.
Bei einem Getriebe mit festen Gängen ist die Geschwindigkeit proportional zur Drehzahl; den Faktor kann man ausrechnen oder mit Geardata ausrechnen lassen.
Wenn ich also sehr schnell das Drehzahlprofil messen kann, das Gewicht des Fahrzeugs mit mir drauf kenne und auf geeignete Art den Windwiderstand berücksichtige, dann kann ich ein Leistungs-Diagramm über der Drehzahl bestimmen und vielleicht sogar die tatsächliche Leistung am Hinterrad messen.

Gesagt, getan:

Als 'Geber' für das Drehzahlsignal habe ich das Auspuffgeräusch benutzt, gemessen mit meiner chinesischen Lowcost-Kamera, die ich mit etwas Tape in der Nähe des Auspuffs befestigt habe.

Dann habe ich mit Virtualdub die zugehörige Wave-Datei ausgekoppelt und mit einem anderen Programm weiter bearbeitet.
Auf das Resultat habe ich eine selbst geschriebene Software losgelassen - und siehe da: es funzt.

Dies ist ein allererstes Resultat, ein kleiner Diesel bei Vollgas im 2. Gang.
Man sieht, dass das Drehmoment bei etwa 2500/min am größten ist, die Leistung aber erst bei höheren Drehzahlen.
Es ist noch nicht korrekt skaliert.

Leider darf ich die Ybse erst im März bewegen, und ich hätte sehr gerne jetzt schon Daten eines echten Möps.

Hätte jemand von Euch Lust, mit seiner Inno im 2. Gang mit einem Audio Aufnahmegerät in der Nähe des Auspuffs einige Male von Einkuppeldrehzahl bis zur oberen Drehzahlgrenze und zurück voll zu beschleunigen und wieder ausrollen zu lassen ( ohne auskuppeln und ohne schalten) und mir die dabei aufgenommene Datei als MP3 zu schicken?
Die Eingabedaten für Geardata und das Gesamtgewicht müsste ich noch nicht wissen, denn zur Zeit geht es um die Funktion und nicht um präzise Resultate.

Ich würde auch das Ergebnis hochladen und Euch später, wenn es fertig ist, das Prog geben...

Michael

[crischan]

Im Moment ist mir zu bescheidenes Wetter, prinzipiell würd ich das machen, halt anständig warmfahren, bevor ich sie so an die Grenze jage.

[Innova-raser]

Mein Kiefer hängt an der Tischplatte!!

Klingt extrem abenteuerlich diese Art von Leistungsmessung. Aber es scheint ja tatsächlich zu funktionieren. WOW!!!!!!

Herzliche Gratulation zu so viel Erfindungseichtum und Umsetzungskompetenz!!

Ich bin wirklich sprachlos!

Einfach super!

[twsms]

HI,

ich hab vergessen zu schreiben, dass die Messung einfacher und genauer wird, wenn man mit Sozius oder Sozia misst.
Mehr Masse, also mehr Zeit für den Hochlauf und folglich weniger Ungenauigkeit durch die störenden Randbedingungen.
Es müsste sogar möglich sein, am Ende CW*A aus der Höchstgeschwindigkeit und der Leistung bei VMax zu berechnen...


Michael

[teddy]

Als 'Geber' für das Drehzahlsignal habe ich das Auspuffgeräusch benutzt, gemessen mit meiner chinesischen Lowcost-Kamera, die ich mit etwas Tape in der Nähe des Auspuffs befestigt habe.
[....]
Ich würde auch das Ergebnis hochladen und Euch später, wenn es fertig ist, das Prog geben...

Darf ich Raten, wann das genau sein wird?
Am Tag zwischen dem 31. Maerz und dem 2. April.
Peter.

[Bertarette]

:blind: :blind: :blind: Sorry Michael, aber das hört sich wirklich unglaublich an, was Du da vor hast. Hatte auch schon an den 1. April gedacht, aber wenn es tatsächlich auf diese Weise möglich ist die Leistung zu messen, dann bin ich gespannt wie es weitergeht und wie das Ergebnis ausfällt.

[evomoto]

Hallo Michael,

Genial die Sache mit dem Auspuffgeräusch.

Wichtig ist denke ich, dass Du die Frequenz des Auspuffgeräusches zu irgendeinem Zeitpunkt genau mit der Fahrgeschwindigkeit korrelieren kannst. Dann kannst Du Frequenz beliebig in Geschwindigkeit umrechnen (gleicher Gang vorausgesetzt).

Statt über die Beschleunigung zu gehen, kannst Du auch den Weg direkt über die Bewegungsenergie nehmen.
E = 0,5 x Masse x (Geschwindigkeit v im Quadrat)

Dann wäre die Leistung zum Zeitpunkt t (Zeitintervall ti möglichst klein wählen):

P(t) = ( E(t+ti) - E(t) ) / ti

oder P(t) = 0,5 x Masse x (v(t+ti) im Quadrat - v(t) im Quadrat) / ti

Das mit dem Sozius/Sozia hat auch den weiteren Vorteil, dass der Schlupf am Hinterrad kleiner ist.
Wobei der bei der Inno auch im Solobetrieb nicht allzu groß sein wird.

Wenn man für die Masse nur die Fahrzeugmasse samt Besatzung einsetzt, dann macht man einen kleinen Fehler: Man würde dann vernachlässigen, dass die drehenden Massen (im Prinzip der gesamte Antrieb) des Fahrzeuges ebenfalls mit hochbeschleunigt werden müssen. Der Fehler wäre umso größer, je kleiner der Gang ist, in dem die Messung gemacht wurde. Aber auch hier hilft der von Dir genannte Sozius. Dadurch wird der Anteil der träge drehenden Motormassen an der Gesamtbilanz wieder verringert.

Wenn man die Genauigkeit noch etwas verbessern will könnte man auch noch die Fahrwiderstände mit einrechnen. Den Rollwiderstand würde ich erst einmal als vernachlässigbar bezeichnen. Der Luftwiderstand spielt eine umso größere Rolle, je schneller man fährt. Eine nicht um den Luftwiderstand korrigierte Leistungskurve wäre dann im oberen Drehzahlbereich flacher (weniger Leistung) als eine, in die der Luftwiderstand mit eingerechnet worden ist.

Merkt man, dass ich das Thema interessant finde? So viel, wie ich jetzt geschrieben habe ... .

Viele Grüße
Wolfgang

[twsms]

Hallo Wolfgang,

danke für Deine Tipps. Den Luftwiderstand habe ich schon drin, ich nehme einfach an, dass bei der gemessenen Höchstgeschwindigkeit die Summe der Fahrwiderstände gleich der Antriebskraft ist. Bei niedrigeren Geschwindigkeiten nehme ich eine quadratische Abhängigkeit an und kann so für jede Geschwindigkeit näherungsweise den Verlust bestimmen. Zusätzlich kompensiere ich einen als konstant angenommenen Rollwiderstand. Mit den Beträgen experimentiere ich noch. Das Trägheitsmoment der Räder habe ich bisher ignoriert.
Mein Hauptproblem ist zur Zeit, dass alle akustischen Signale, die ich bisher gemessen habe, stark gestört sind (Fahrtwind, Ventilklappern, Schlaglöcher, andere Autos usw). Ich muss deshalb das Audiosignal sorgfältig säubern, und das kriege ich bisher nur von Hand und nur abschnittsweise hin. :ups: Wenn ich mehr Zeit habe, werde ich vielleicht zunächst per FFT ein Campbell Diagramm der Messfahrt machen, auf dem dann der User interaktiv die Zündfrequenz markiert und anschließend wird nach spektraler Reinigung im Frequenzbereich per inverser FFT das gereinigte Zeitsignal erzeugt.
Eine andere Idee ist, kapazitiv das Zündsignal auszukoppeln und mit einem Piezo Lautsprecher wiederzugeben. Dessen Signal könnte ich dann aufnehmen. Werd ich aber erst im März ausprobieren können, an meinem PKW komme ich nicht an die Zündkabel ran, und meine Frau fährt den kleinen Diesel.
Vielleicht klebe ich die mini Kamera ja während der Messung mit Gaffertape im Luftfilterkasten fest...?
Da muss noch eine Menge gefummelt werden.

Und ich habe ja noch eine Hauptarbeit...

Safe für alle!

Michael

Aber an Alle: es ist kein Aprilscherz.

[Berti]

Hm, jetzt mal blöd gefragt.......
Warum misst Du nicht gleich die Geschwindigkeit und errechnest Dir darüber alles weiter? Bei den ganzen Unwägbarkeiten dürfte diese Messung doch hinreichend genau sein und zur Not bastelste ne Vorrichtung wie früher bei Telemotor. Kennt ihr das noch mit dem Rennradlaufrad?

[zweiundvierzig]

Hi,

also ein Aprilscherz ist das sicher nicht. Im Jahre 2005 habe ich mal versucht, mit einem solcher Art Freewareprogramm die Leistung meiner BMW F650 zu messen. Dazu habe ich mit einem MP3-Player das "Signal" von der Zündspule, Niederspannung, aufgenommen. Es ging mir eher um die Leistungsänderung, als die absolute Leistung, aber das Programm funktionierte so schlecht (1 Zyl. 4 Takt), dass ich das aufgegeben habe. Ich habe dann statt dessen einfach mit der Stoppuhr die Beschleunigung im letzten Gang von 60 - 100 / 120 / 140 gemessen. Bei den ca. 50 PS ist das recht problemlos.
Wenn es etwas wärmer wird, probiere ich nochmal, mit dem Handy (Video) den Innovasound aufzunehmen. Habe mal 2009 einige Freihandhanyvideos (dafür fehlt glaube ich links der Kupplungsgriff ) mit der Inno gemacht, dabei ist teilweise recht guter Sound entstanden, teilweise aber auch furchtbare Windgräusche. Ziel war da aber Video, nicht Sound.
@ Berti: Sound, bzw. Zündimpulse sind besser, weil sich die Geschwindigkeitsänderung (pro Zeiteinheit) so besser erfassen lässt.

Michael

[twsms]

@Berti:

Eigentlich hast Du Recht, ich würde gern die Geschwindigkeit direkt messen. GPS ist aber vieeel zu langsam, denn mein Ziel ist ja, herauszufinden, bei welcher Drehzahl meine Ybse die maximale Leistung abgibt.
An den Rädern messen ist immer noch zu langsam, jedenfalls dann, wenn man nur einen Puls pro Radumdrehung hat, wie z. B. mit dem Sigma Tacho. Wenn man mehrere Pulse pro Umdrehung hat, müssen die EXAKT im gleichen Winkel kommen, sonst hat man wieder verloren, denn zum Mitteln ist keine Zeit.
Die Zündimpulse werde ich noch probieren, wenn ich Glück habe, macht die Yamaha es genauso wie die Inno und zündet bei jeder Umdrehung.
Super würde vermutlich das Zählen der vorbeisausenden Zäne am Kettenrad sein, aber da komme ich nicht ohne basteln am Möp :ups: aus.
Deswegen Auspuffgeräusch oder Ansauggeräusch oder Zünd-Impulse.
Jetzt kommt bald das WE, da werde ich hoffentlich etwas weiter kommen.
Die Messung am Diesel hat immerhin mit den korrekten Zahleneingaben ein auch von der Höhe sehr plausibles Resultat abgeliefert...

Korrekte Übersetzung und korrekte Gewichte und VMax eingegeben, 2-mal gefahren.
Maximale Leistung laut Datenblatt: 51 kW bei 4000/min, passt doch recht ordentlich!
Maximale Leistung gemessen irgendwo zwischen 45 und 53 kW bei etwa 4000 /min
Dabei hat jeder Hochlauf nur etwa 4 s gedauert!
Also zur Zeit bin ich optimistisch...:zwinker: :zwinker:

Michael

[twsms]

So, nachdem mein Saisonkennzeichen wieder gilt und es die letzten Tage endlich wärmer wurde, hab ich mein Projekt deutlich vorangebracht.

Einige Umwege bin ich gegangen:
An meinen Autos funktionierte die Technik zwar ganz ordentlich mit Mikro in der Nähe des Auspuffs, aber die Windgeräusche machten es richtig schwer, die Drehzahlsignale sauber auszukoppeln.
Deshalb war meine nächste Idee, die Welligkeit des Lichtmaschinensignals zu nutzen. Lichtmaschinen erzeugen eine Welligkeit wegen ihrer Pol- und Magnetezahl, wenn man diese Welligkeit analysiert, hat man die Drehzahl der Lichtmaschine und damit des Motoss. Gesagt, probiert: ich hab mir das Signal mit einer ganz einfachen Schaltung am Zigarettenanzünder ausgekoppelt und statt der Billig-Kamera den Line Eingang meines Netbooks zur Aufnahme verwendet.
Am kleinen Diesel funktionierte das ganz wunderbar.
Am größeren Honda hat mich das Signal, das ich aufgezeichnet habe, total verwirrt, denn ich sah nur die Zündfrequenz.:drunk2:
Erst denken, dann basteln: der Honda ist ein Hybrid und hat gar keine Lichtmaschine... :ups: Der Elektromotor an der Kurbelwelle ist am Spannungsverlauf nicht zu erkennen.

War aber egal, beide Signale eigneten sich sehr schön zur Weiterverarbeitung.

Dann wurde es ernst, jetzt kam die Ybse dran.

Adapter in die Navi-Steckdose eingesteckt, Netbook ins Topcase und los. :roller:

Tatsächlich findet man die Welligkeit in der Lichtmaschinen-Spannung mit 49 Schwingungen pro Motor Umdrehung. (7 Spulen * 7 Magnete, Drehzahl= Kurbelwellendrehzahl).

Leider findet man aber auch die Zündfrequenz von 0,5 Pulsen pro Umdrehung, und beide Signale stören sich erheblich gegenseitig.
Das Auskoppeln ist also wieder schwierig und funktioniert nicht automatisch.

Da kam mir ein Geistesblitz, hier ist er:

4 Leimzwingen für 2,99 € gekauft und ein bißchen gelötet...

Die Leimzwingen passen wunderbar ums Zündkabel und halten sich sehr gut am Zylinderkopf fest.
2 antiparallele Dioden verhindern, dass mir der Eingang am Netbook stirbt, und das aufgezeichnete Signal enthält die Zündfrequenz -- und sonst nichts.

Hier ist meine erste Messung mit dieser Kombination:


Die Ybse habe ich noch nicht auf die Waage gestellt, so dass meine Gewichtsangaben nicht exakt waren, aber ich weiss jetzt nicht nur, dass ich kein größeres Ritzel brauche, sondern auch, dass die Maschine einen sehr netten Drehmomentverlauf hat und beachtlich drehfreudig ist, auch jenseits der 8000 geht die Leistung nicht stark in die Knie. Auch die Leistung am Hinterrad ist plausibel, genauer muss ich es nicht wissen.

Folgendes will ich noch einbauen: Darstellung über der Drehzahl und nicht über der Zeit, einfache Möglichkeit, in der Software selbst aus einer längeren Fahrt die Mess-Abschnitte herauszuschneiden, mehr Bedienungsfreundlichkeit und die Möglichkeit, die Resultate mehrere Messfahrten zu mitteln.

Vielleicht hat ja jemand Interesse an einer Shareware-Version, wenn das getan ist?

CU

Michael

[twsms]

Hi @ alle, die an Leistungsmessung interessiert sind!

Weil ich herausfinden wollte, ob ich .ZIP Dateien hochladen kann, habe ich in der Rubrik Test meine ersten Entwürfe zur Bedienungsanleitung des fast fertigen Proggies hochgeladen. Eigentlich gehören sie ja hierher...

Damit die Anleitung am Ende Hand und Fuß hat, brauche ich aber Eure Rückmeldungen.
Also: runterladen und kommentieren, das würde mir helfen, nicht zu viel und nicht zu wenig zu schreiben... :write:
Dann kommt das Prog als Freeware auch bald in die Rubrik Angebote!


Michael

[twsms]

Hi @All!

bis jetzt haben mehr als 10 Forumsmitglieder meinen ersten Entwurf zur Bedinungsanleitung für die Software zur Leistungsmessung ohne Prüfstand heruntergeladen, aber bisher hat noch niemand eine Rückmeldung gegeben. :sniff:

Ich hoffe immer noch, durch konstruktive Kritik während der Entwicklung eine Anleitung zustande zu bringen, die wirklich hilft.
Also bitte ich Euch noch einmal um Rückmeldung, gern auch als pm, falls der Inhalt etwa :nock: sein sollte.

Vielleicht besteht ja auch kein Interesse an der Software, aber wenn ich hier mitlese, wieviele Leute sich Gedanken um die optimale Übersetzung machen... :away.
Also :write:

Michael

Entwurf der Anleitung zum Programm Leistungsmessung.exe.pdf

[lage]

Ich glaube das Beste wäre, wenn du im Mai zum Möhneseetreffen kommst und uns das Ganze mal vorführst....