المقوى أداة

تحتاج هذه المقالة إلى مصادر إضافية للتحقق . يُرجى المساعدة في تحسين هذه المقالة بإضافة مصادر موثوقة . قد يتم الطعن في المواد غير الموثقة وإزالتها. البحث عن المصادر:  "Dynamometer" – الأخبار  · الصحف  · الكتب  · العلماء  · JSTOR ( يونيو 2011 ) ( تعرف على كيفية ووقت إزالة هذه الرسالة )

الدينامومتر أو "الدينامو" باختصار، هو جهاز لقياس عزم الدوران وسرعة الدوران ( RPM ) للمحرك أو المحرك الكهربائي أو أي محرك دوار آخر في وقت واحد بحيث يمكن حساب قوته اللحظية ، وعادة ما يتم عرضها بواسطة الدينامومتر نفسه على هيئة كيلووات أو حصان .

بالإضافة إلى استخدامها لتحديد عزم الدوران أو خصائص القدرة لآلة قيد الاختبار، تُستخدم مقاييس القوة في عدد من الأدوار الأخرى. في دورات اختبار الانبعاثات القياسية مثل تلك التي حددتها وكالة حماية البيئة بالولايات المتحدة ، تُستخدم مقاييس القوة لتوفير تحميل طريق محاكاة إما للمحرك (باستخدام مقياس قوة المحرك) أو مجموعة نقل الحركة بالكامل (باستخدام مقياس قوة الهيكل). وبخلاف قياسات القوة وعزم الدوران البسيطة، يمكن استخدام مقاييس القوة كجزء من منصة اختبار لمجموعة متنوعة من أنشطة تطوير المحرك، مثل معايرة وحدات التحكم في إدارة المحرك، والتحقيقات التفصيلية في سلوك الاحتراق، وعلم الاحتكاك .

في المصطلحات الطبية، تُستخدم أجهزة قياس القوة المحمولة باليد في الفحص الروتيني لقوة القبضة واليد ، والتقييم الأولي والمستمر للمرضى الذين يعانون من صدمة أو خلل في اليد. كما تُستخدم أيضًا لقياس قوة القبضة لدى المرضى الذين يُشتبه في تعرض جذور الأعصاب العنقية أو الأعصاب الطرفية للخطر.

في مجالات إعادة التأهيل وعلم الحركة وبيئة العمل ، تُستخدم مقاييس القوة لقياس قوة الظهر والقبضة والذراع و/أو الساق للرياضيين والمرضى والعمال لتقييم الحالة البدنية والأداء ومتطلبات المهمة. عادةً ما يتم قياس القوة المطبقة على رافعة أو من خلال كابل ثم تحويلها إلى عزم قوة عن طريق الضرب في المسافة العمودية من القوة إلى محور المستوى. ^[1]

يعمل مقياس القوة الممتص كحمل يتم تشغيله بواسطة المحرك الرئيسي الذي يتم اختباره (على سبيل المثال عجلة بيلتون ). يجب أن يكون مقياس القوة قادرًا على العمل بأي سرعة وتحمل أي مستوى من عزم الدوران يتطلبه الاختبار.

لا ينبغي الخلط بين مقاييس القوة الممتصة ومقاييس القوة "بالقصور الذاتي"، والتي تحسب القدرة فقط عن طريق قياس القدرة المطلوبة لتسريع بكرة محرك كتلة معروفة وعدم توفير أي حمل متغير للمحرك الرئيسي.

عادةً ما يكون مقياس الامتصاص مزودًا ببعض الوسائل لقياس عزم التشغيل والسرعة.

تمتص وحدة امتصاص الطاقة (PAU) في مقياس القوة القدرة التي يولدها المحرك الرئيسي. ثم يتم تحويل هذه القدرة التي يمتصها مقياس القوة إلى حرارة، والتي تتبدد عمومًا في الهواء المحيط أو تنتقل إلى مياه التبريد التي تتبدد في الهواء. تنتج مقاييس القوة المتجددة، حيث يقوم المحرك الرئيسي بتشغيل محرك تيار مستمر كمولد لإنشاء الحمل، طاقة تيار مستمر زائدة ويمكنها - باستخدام عاكس تيار مستمر/تيار متردد - إعادة تغذية طاقة التيار المتردد إلى شبكة الطاقة الكهربائية التجارية.

يمكن تجهيز مقاييس قوة الامتصاص بنوعين من أنظمة التحكم لتوفير أنواع اختبار رئيسية مختلفة.

يحتوي مقياس القوة على منظم عزم "كبح" - تم تكوين وحدة امتصاص الطاقة لتوفير حمل عزم قوة كبح محدد، بينما تم تكوين المحرك الرئيسي للعمل عند أي فتحة دواسة الوقود أو معدل توصيل الوقود أو أي متغير آخر مطلوب اختباره. يُسمح بعد ذلك للمحرك الرئيسي بتسريع المحرك عبر السرعة المطلوبة أو نطاق الدورات في الدقيقة. تتطلب روتينات اختبار القوة الثابتة ضبط وحدة PAU على عزم دوران ناقص قليلاً كما هو مذكور في ناتج المحرك الرئيسي للسماح ببعض معدل التسارع. يتم حساب الطاقة بناءً على سرعة الدوران × عزم الدوران × الثابت. يختلف الثابت حسب الوحدات المستخدمة.

إذا كان مقياس القوة مزودًا بمنظم سرعة (بشري أو حاسوبي)، فإن وحدة PAU توفر كمية متغيرة من قوة الكبح (عزم الدوران) اللازمة لتشغيل المحرك الرئيسي بسرعة الاختبار الفردية المطلوبة أو دورة في الدقيقة. يمكن التحكم في حمل الكبح PAU المطبق على المحرك الرئيسي يدويًا أو تحديده بواسطة حاسوب. تستخدم معظم الأنظمة أحمال التيار الدوامي أو الزيت الهيدروليكي أو محرك التيار المستمر بسبب قدرتها على تغيير الحمل الخطي والسريع.

يتم حساب القدرة على أنها حاصل ضرب السرعة الزاوية في عزم الدوران .

يعمل مقياس قوة المحرك كمحرك يدفع المعدات التي يتم اختبارها. يجب أن يكون قادرًا على دفع المعدات بأي سرعة وتطوير أي مستوى من عزم الدوران يتطلبه الاختبار. في الاستخدام الشائع، تُستخدم محركات التيار المتردد أو المستمر لدفع المعدات أو جهاز "الحمل".

في معظم مقاييس القوة، لا يتم قياس القدرة ( P ) بشكل مباشر، ولكن يجب حسابها من قيم عزم الدوران ( τ ) والسرعة الزاوية ( ω ) ^{[ بحاجة لمصدر ]} أو القوة ( F ) والسرعة الخطية ( v ):

${\displaystyle P=\tau \cdot \omega }$

أو

${\displaystyle P=F\cdot v}$

أين

P هي القدرة بالواط

τ هو عزم الدوران بالنيوتن متر

ω هي السرعة الزاوية بالراديان في الثانية

F هي القوة بالنيوتن

v هي السرعة الخطية بالمتر في الثانية

قد يكون القسمة على ثابت التحويل مطلوبًا، اعتمادًا على وحدات القياس المستخدمة.

بالنسبة للوحدات الإمبراطورية أو الوحدات العرفية الأمريكية،

${\displaystyle P_{\mathrm {hp} }={\tau _{\mathrm {lb\cdot ft} }\cdot \omega _{\mathrm {RPM} } \over 5252}}$

أين

P _hp هي القدرة بالحصان

τ _lb·ft هو عزم الدوران بالرطل-قدم

ω _RPM هي سرعة الدوران بوحدة الدورات في الدقيقة

بالنسبة للوحدات المترية،

${\displaystyle P_{\mathrm {W} }=\tau _{\mathrm {N\cdot m} }\cdot \omega }$

أين

P _W هي القدرة بالواط (W)

τ _N·m هو عزم الدوران بوحدة نيوتن متر (Nm)

ω هي سرعة الدوران بالراديان/الثانية (rad/s)

ω = ωRPM . π / 30  

يتكون مقياس القوة من وحدة امتصاص (أو ممتص/محرك)، وعادةً ما يتضمن وسيلة لقياس عزم الدوران وسرعة الدوران. تتكون وحدة الامتصاص من نوع ما من الدوار في غلاف. يتم توصيل الدوار بالمحرك أو أي جهاز آخر قيد الاختبار ويكون حرًا في الدوران بأي سرعة مطلوبة للاختبار. يتم توفير بعض الوسائل لتطوير عزم الكبح بين الدوار وغلاف مقياس القوة. يمكن أن تكون وسيلة تطوير عزم الدوران احتكاكية أو هيدروليكية أو كهرومغناطيسية أو غير ذلك، وفقًا لنوع وحدة الامتصاص/المحرك.

إحدى الوسائل المستخدمة لقياس عزم الدوران هي تركيب غلاف الدينامومتر بحيث يكون حرًا في الدوران باستثناء ما يتم تقييده بواسطة ذراع عزم الدوران. يمكن جعل الغلاف حرًا في الدوران باستخدام محاور متصلة بكل طرف من الغلاف لدعمه في محامل محورية مثبتة على قاعدة. يتم توصيل ذراع عزم الدوران بغلاف الدينامومتر ويتم وضع ميزان الوزن بحيث يقيس القوة التي يمارسها غلاف الدينامومتر في محاولة الدوران. عزم الدوران هو القوة التي تشير إليها المقاييس مضروبة في طول ذراع عزم الدوران المقاس من مركز الدينامومتر. يمكن استبدال المقاييس بمحول خلية الحمل من أجل توفير إشارة كهربائية تتناسب مع عزم الدوران.

هناك وسيلة أخرى لقياس عزم الدوران وهي توصيل المحرك بالدينامو من خلال وصلة استشعار عزم الدوران أو محول عزم الدوران. يوفر محول عزم الدوران إشارة كهربائية تتناسب مع عزم الدوران.

باستخدام وحدات الامتصاص الكهربي، من الممكن تحديد عزم الدوران عن طريق قياس التيار الذي يسحبه (أو يولده) الممتص/المحرك. هذه الطريقة أقل دقة بشكل عام ولا يتم ممارستها كثيرًا في العصر الحديث، ولكنها قد تكون مناسبة لبعض الأغراض.

عندما تكون إشارات عزم الدوران والسرعة متاحة، يمكن إرسال بيانات الاختبار إلى نظام اكتساب البيانات بدلاً من تسجيلها يدويًا. يمكن أيضًا تسجيل إشارات السرعة وعزم الدوران بواسطة مسجل أو مخطط بياني .

بالإضافة إلى التصنيف على أنه امتصاصي، أو حركي، أو عالمي، كما هو موضح أعلاه، يمكن أيضًا تصنيف مقاييس القوة بطرق أخرى.

يُعرف مقياس السرعة الذي يتم توصيله مباشرة بالمحرك باسم مقياس سرعة المحرك .

دينامومتر يمكنه قياس عزم الدوران والقوة التي يوفرها نظام نقل الحركة في المركبة مباشرة من عجلة القيادة أو العجلات دون إزالة المحرك من إطار المركبة، يُعرف باسم دينامومتر الهيكل .

يمكن أيضًا تصنيف مقاييس القوة حسب نوع وحدة الامتصاص أو الممتص/المحرك الذي تستخدمه. يمكن دمج بعض الوحدات القادرة على الامتصاص فقط مع محرك لإنشاء ممتص/محرك أو مقياس قوة "عالمي".

• التيار الدوامي (الامتصاص فقط)
• فرامل مسحوق مغناطيسي (امتصاص فقط)
• فرامل الهستيريسيس (الامتصاص فقط)
• محرك كهربائي / مولد (امتصاص أو دفع)
• فرامل المروحة (الامتصاص فقط)
• فرامل هيدروليكية (امتصاص فقط)
• فرامل احتكاك القص بالزيت، مشحمة بالقوة (امتصاص فقط)
• فرامل الماء (الامتصاص فقط)
• مقياس مركب (عادةً ما يكون مقياس امتصاص جنبًا إلى جنب مع مقياس كهربائي/محرك)

تعد مقاييس التيار الدوامي (EC) حاليًا أكثر أجهزة امتصاص الصدمات شيوعًا المستخدمة في أجهزة قياس هياكل السيارات الحديثة. توفر أجهزة امتصاص التيار الدوامي معدل تغيير سريع للحمل من أجل استقرار الحمل بسرعة. يتم تبريد معظمها بالهواء، ولكن بعضها مصمم ليتطلب أنظمة تبريد خارجية بالماء.

تتطلب مقاييس التيار الدوامي قلبًا أو عمودًا أو قرصًا موصلًا للكهرباء يتحرك عبر مجال مغناطيسي لإنتاج مقاومة للحركة. الحديد مادة شائعة، ولكن النحاس والألومنيوم ومواد موصلة أخرى يمكن استخدامها أيضًا.

في التطبيقات الحالية (2009)، تستخدم معظم فرامل EC أقراصًا من الحديد الزهر مشابهة لدوارات فرامل الأقراص في المركبات، وتستخدم مغناطيسات كهربائية متغيرة لتغيير قوة المجال المغناطيسي للتحكم في كمية الكبح.

يتم التحكم في جهد المغناطيس الكهربائي عادة بواسطة جهاز كمبيوتر، وذلك باستخدام التغييرات في المجال المغناطيسي لتتناسب مع خرج الطاقة المطبق.

تسمح أنظمة EC المتطورة بالتشغيل في حالة ثابتة ومعدل تسارع متحكم فيه.

إن مقياس القوة بالبودرة يشبه مقياس القوة بالتيار الدوامي، ولكن يتم وضع مسحوق مغناطيسي ناعم في الفجوة الهوائية بين الدوار والملف. وتخلق خطوط التدفق الناتجة "سلاسل" من الجسيمات المعدنية التي تتشكل وتتفكك باستمرار أثناء الدوران، مما يخلق عزم دوران عظيم. وعادة ما تقتصر مقاييس القوة بالبودرة على دورات في الدقيقة أقل بسبب مشاكل تبديد الحرارة.

تستخدم مقاييس القوة الدافعة الهستيرية دوارًا مغناطيسيًا، أحيانًا من سبيكة AlNiCo، يتم تحريكه عبر خطوط التدفق المتولدة بين قطع القطب المغناطيسي. وبالتالي، تدور مغناطيسية الدوار حول خاصية BH الخاصة به، مما يؤدي إلى تبديد الطاقة بشكل متناسب مع المساحة بين خطوط هذا الرسم البياني أثناء حدوث ذلك.

على عكس مكابح التيار الدوامي، التي لا تولد عزم دوران عند التوقف، فإن مكابح الهستيريسيس تولد عزم دوران ثابت إلى حد كبير، متناسبًا مع تيار مغناطيسيتها (أو قوة المغناطيس في حالة وحدات المغناطيس الدائم) على مدى نطاق سرعتها بالكامل. ^[2] غالبًا ما تتضمن الوحدات فتحات تهوية، على الرغم من أن بعضها يحتوي على إمكانية تبريد الهواء القسري من مصدر خارجي.

تعتبر مقاييس القوة الدافعة الهستيرية والتيارات الدوامية اثنتين من أكثر التقنيات فائدة في مقاييس القوة الدافعة الصغيرة (200 حصان (150 كيلو وات) وأقل).

مقاييس قوة المحرك / المولد الكهربائي هي نوع متخصص من محركات السرعة القابلة للتعديل . يمكن أن تكون وحدة الامتصاص/المحرك إما محرك تيار متناوب (AC) أو محرك تيار مستمر (DC). يمكن أن يعمل محرك التيار المتردد أو محرك التيار المستمر كمولد يتم تشغيله بواسطة الوحدة قيد الاختبار أو محرك يقود الوحدة قيد الاختبار. عند تجهيزها بوحدات تحكم مناسبة، يمكن تكوين مقاييس قوة المحرك/المولد الكهربائي كمقاييس قوة عالمية. وحدة التحكم لمحرك التيار المتردد هي محرك تردد متغير ، بينما وحدة التحكم لمحرك التيار المستمر هي محرك تيار مستمر . في كلتا الحالتين، يمكن لوحدات التحكم المتجددة نقل الطاقة من الوحدة قيد الاختبار إلى شركة المرافق الكهربائية. حيثما يُسمح بذلك، يمكن لمشغل مقياس القوة الحصول على الدفع (أو الائتمان) من شركة المرافق مقابل الطاقة المرتدة عبر القياس الصافي .

في اختبار المحرك، لا تستطيع مقاييس القوة العالمية امتصاص قوة المحرك فحسب، بل يمكنها أيضًا تشغيل المحرك لقياس الاحتكاك وخسائر الضخ وعوامل أخرى.

تعتبر أجهزة قياس قوة المحرك/المولد الكهربائي أكثر تكلفة وتعقيدًا من أنواع أجهزة قياس القوة الأخرى.

تُستخدم المروحة لنفخ الهواء لتوفير الحمل للمحرك. يمكن تعديل عزم الدوران الذي تمتصه فرامل المروحة عن طريق تغيير التروس أو المروحة نفسها، أو عن طريق تقييد تدفق الهواء عبر المروحة. نظرًا لانخفاض لزوجة الهواء، فإن هذا النوع من الدينامومتر محدود بطبيعته في مقدار عزم الدوران الذي يمكنه امتصاصه.

تحتوي فرامل القص الزيتية على سلسلة من أقراص الاحتكاك والألواح الفولاذية تشبه القوابض الموجودة في ناقل الحركة الأوتوماتيكي للسيارات. يتم توصيل العمود الذي يحمل أقراص الاحتكاك بالحمل من خلال وصلة. يدفع المكبس كومة أقراص الاحتكاك والألواح الفولاذية معًا مما يخلق قصًا في الزيت بين الأقراص والألواح ويطبق عزم الدوران. يمكن التحكم في عزم الدوران هوائيًا أو هيدروليكيًا. تحافظ عملية التشحيم بالقوة على طبقة من الزيت بين الأسطح للقضاء على التآكل. يكون رد الفعل سلسًا حتى صفر دورة في الدقيقة دون انزلاق. يمكن امتصاص الأحمال التي تصل إلى مئات الأحصنة الحرارية من خلال وحدة التشحيم والتبريد بالقوة المطلوبة. في أغلب الأحيان، يتم تأريض الفرامل حركيًا من خلال ذراع عزم الدوران مثبتة بمقياس إجهاد ينتج تيارًا تحت الحمل يتم تغذيته إلى وحدة التحكم في مقياس القوة. تُستخدم صمامات التحكم النسبية أو المؤازرة بشكل عام للسماح لوحدة التحكم في مقياس القوة بتطبيق الضغط لتوفير حمل عزم الدوران المبرمج مع ردود الفعل من مقياس الإجهاد الذي يغلق الحلقة. مع ارتفاع متطلبات عزم الدوران، توجد قيود على السرعة. ^[3]

يتكون نظام الفرامل الهيدروليكية من مضخة هيدروليكية (عادة مضخة من نوع تروس) وخزان سائل وأنابيب بين الجزأين. يوجد صمام قابل للتعديل في الأنابيب، ويوجد بين المضخة والصمام مقياس أو وسيلة أخرى لقياس الضغط الهيدروليكي. وبعبارات أبسط، يتم رفع المحرك إلى سرعة الدوران المطلوبة في الدقيقة ويتم إغلاق الصمام تدريجيًا. ومع تقييد مخرج المضخة، يزداد الحمل ويتم فتح الخانق ببساطة حتى يتم فتح الخانق المطلوب. على عكس معظم الأنظمة الأخرى، يتم حساب الطاقة من خلال حساب حجم التدفق (المحسوب من مواصفات تصميم المضخة) والضغط الهيدروليكي وسرعة الدوران في الدقيقة. يجب أن تنتج قوة حصان المكابح، سواء تم حسابها بالضغط والحجم وسرعة الدوران في الدقيقة، أو باستخدام دينامومتر فرامل من نوع خلية تحميل مختلفة، أرقام طاقة متطابقة بشكل أساسي. تشتهر الدينامومتر الهيدروليكية بقدرتها على تغيير الحمل بسرعة، متفوقة قليلاً على ممتصات التيار الدوامي. الجانب السلبي هو أنها تتطلب كميات كبيرة من الزيت الساخن تحت ضغط مرتفع وخزان زيت.

تم اختراع مقياس القوة الهيدروليكي (يُشار إليه أيضًا باسم ممتص فرامل الماء ) ^[4] بواسطة المهندس البريطاني ويليام فرويد في عام 1877 استجابةً لطلب الأميرالية لإنتاج آلة قادرة على امتصاص وقياس قوة المحركات البحرية الكبيرة. ^[5] تعتبر ممتصات فرامل الماء شائعة نسبيًا اليوم. وهي معروفة بقدرتها العالية على توليد الطاقة وحجمها الصغير ووزنها الخفيف وتكاليف تصنيعها المنخفضة نسبيًا مقارنة بأنواع "ممتصات الطاقة" الأخرى الأسرع استجابة.

تتمثل عيوبها في أنها قد تستغرق فترة طويلة نسبيًا لتثبيت كمية حمولتها، وأنها تتطلب إمدادًا ثابتًا من الماء إلى "غلاف فرامل الماء" للتبريد. قد تحظر اللوائح البيئية "تدفق" الماء، وفي هذه الحالة يتم تركيب خزانات مياه كبيرة لمنع دخول المياه الملوثة إلى البيئة.

يوضح الرسم التخطيطي النوع الأكثر شيوعًا من مكابح المياه، والمعروف باسم النوع "المتغير المستوى". يُضاف الماء حتى يتم تثبيت المحرك عند سرعة دوران ثابتة في الدقيقة ضد الحمل، ثم يتم الاحتفاظ بالماء عند هذا المستوى واستبداله بالتصريف المستمر وإعادة التعبئة (وهو أمر ضروري لحمل الحرارة الناتجة عن امتصاص القدرة الحصانية). يحاول الغلاف الدوران استجابة لعزم الدوران الناتج، ولكن يتم تقييده بواسطة مقياس أو خلية قياس عزم الدوران التي تقيس عزم الدوران.

في معظم الحالات، تكون مقاييس قوة المحرك متناظرة؛ حيث يمكن لمقاييس قوة التيار المتردد 300 كيلو وات امتصاص 300 كيلو وات بالإضافة إلى محرك بقوة 300 كيلو وات. وهذا متطلب غير شائع في اختبار وتطوير المحرك. في بعض الأحيان، يكون الحل الأكثر فعالية من حيث التكلفة هو ربط مقاييس قوة الامتصاص الأكبر بمقاييس قوة المحرك الأصغر. بدلاً من ذلك، يمكن استخدام مقاييس قوة الامتصاص الأكبر ومحرك بسيط يعمل بالتيار المتردد أو المستمر بطريقة مماثلة، حيث يوفر المحرك الكهربائي طاقة المحرك فقط عند الحاجة (وبدون امتصاص). يتم تحديد حجم مقاييس قوة الامتصاص (الأرخص) لأقصى قدر من الامتصاص المطلوب، في حين يتم تحديد حجم مقاييس قوة المحرك لمحرك السيارة. نسبة الحجم النموذجية لدورات اختبار الانبعاثات الشائعة ومعظم تطوير المحرك هي تقريبًا 3:1. يعد قياس عزم الدوران معقدًا إلى حد ما نظرًا لوجود آلتين مترادفتين - محول عزم الدوران المضمن هو الطريقة المفضلة لقياس عزم الدوران في هذه الحالة. إن جهاز قياس التيار الدوامي أو المكابح المائية، مع التحكم الإلكتروني المدمج مع محرك تردد متغير ومحرك تحريض تيار متردد، هو تكوين شائع الاستخدام من هذا النوع. تشمل العيوب الحاجة إلى مجموعة ثانية من خدمات خلايا الاختبار (الطاقة الكهربائية والتبريد)، ونظام تحكم أكثر تعقيدًا قليلاً. يجب الانتباه إلى الانتقال بين التشغيل والكبح من حيث استقرار التحكم.

تعتبر مقاييس القوة مفيدة في تطوير وتحسين تكنولوجيا المحركات الحديثة. والفكرة هي استخدام مقياس القوة لقياس ومقارنة نقل الطاقة عند نقاط مختلفة في المركبة، مما يسمح بتعديل المحرك أو نظام نقل الحركة للحصول على نقل طاقة أكثر كفاءة. على سبيل المثال، إذا أظهر مقياس قوة المحرك أن محركًا معينًا يحقق عزم دوران يبلغ 400 نيوتن متر (295 رطل قدم)، وأظهر مقياس قوة الهيكل 350 نيوتن متر فقط (258 رطل قدم)، فمن المؤكد أن خسائر نظام نقل الحركة اسمية. عادةً ما تكون مقاييس القوة قطعًا باهظة الثمن من المعدات، وبالتالي تُستخدم عادةً فقط في مجالات معينة تعتمد عليها لغرض معين.

يطبق مقياس قوة الفرامل حملاً متغيرًا على المحرك الرئيسي ويقيس قدرة المحرك الرئيسي على تحريك أو تثبيت عدد الدورات في الدقيقة وفقًا لـ "قوة الفرامل" المطبقة. وعادةً ما يكون متصلاً بجهاز كمبيوتر يسجل عزم الدوران المطبق للفرامل ويحسب ناتج قوة المحرك بناءً على المعلومات الواردة من "خلية الحمل" أو "مقياس الانفعال" ومستشعر السرعة.

يوفر مقياس القوة الدافعة "القصور الذاتي" حمل كتلة القصور الذاتي الثابت، ويحسب القدرة المطلوبة لتسريع تلك الكتلة الثابتة والمعروفة، ويستخدم الكمبيوتر لتسجيل عدد الدورات في الدقيقة ومعدل التسارع لحساب عزم الدوران. يتم اختبار المحرك بشكل عام من سرعة أعلى قليلاً من الخمول إلى أقصى عدد دورات في الدقيقة، ويتم قياس الناتج ورسمه على رسم بياني .

يوفر مقياس القوة "الحركي" ميزات نظام دينامومتر المكابح، ولكن بالإضافة إلى ذلك، يمكنه "تشغيل" (عادةً بمحرك تيار متردد أو مستمر) PM ويسمح باختبار مخرجات الطاقة الصغيرة جدًا (على سبيل المثال، تكرار السرعات والأحمال التي يتم تجربتها عند تشغيل مركبة تسير في اتجاه منحدر أو أثناء عمليات تشغيل/إيقاف الخانق).

هناك أساسا 3 أنواع من إجراءات اختبار الدينامومتر:

1. الحالة الثابتة: حيث يتم تثبيت المحرك عند سرعة دوران محددة في الدقيقة (أو سلسلة من سرعات الدوران المتتالية عادةً) لمدة زمنية مرغوبة بواسطة تحميل الفرامل المتغير كما توفره وحدة امتصاص الطاقة (PAU). يتم تنفيذ هذه الحالة باستخدام مقاييس قوة الفرامل.
2. اختبار الكنس: يتم اختبار المحرك تحت حمل (أي القصور الذاتي أو تحميل الفرامل)، ولكن يُسمح له "بالكنس" لأعلى في عدد الدورات في الدقيقة، بطريقة مستمرة، من عدد دورات في الدقيقة "بداية" أقل محدد إلى عدد دورات في الدقيقة "نهاية" محدد. يمكن إجراء هذه الاختبارات باستخدام مقاييس القصور الذاتي أو مقاييس قوة الفرامل.
3. الاختبار المؤقت: يتم إجراؤه عادةً باستخدام مقاييس قوة التيار المتردد أو المستمر، وتتغير قوة المحرك وسرعته طوال دورة الاختبار. تُستخدم دورات اختبار مختلفة في ولايات قضائية مختلفة. تتضمن دورات اختبار الهيكل دورات UDDS وHWFET وUS06 وSC03 وECE وEUDC وCD34 للخدمة الخفيفة في الولايات المتحدة، بينما تتضمن دورات اختبار المحرك دورات ETC وHDDTC وHDGTC وWHTC وWHSC وED12.

1. كنس القصور الذاتي : يوفر نظام دينامومتر القصور الذاتي دولاب موازنة ثابت الكتلة بالقصور الذاتي ويحسب القدرة المطلوبة لتسريع دولاب الموازنة (الحمل) من دورة في الدقيقة البداية إلى دورة في الدقيقة النهاية. الكتلة الدورانية الفعلية للمحرك (أو المحرك والمركبة في حالة دينامومتر الهيكل) غير معروفة، كما أن تباين كتلة الإطارات نفسها من شأنه أن يحرف نتائج القدرة. قيمة القصور الذاتي لدولاب الموازنة "ثابتة"، لذا فإن المحركات منخفضة الطاقة تكون تحت الحمل لفترة أطول بكثير وتكون درجات حرارة المحرك الداخلية مرتفعة للغاية عادةً بحلول نهاية الاختبار، مما يؤدي إلى انحراف إعدادات ضبط "الدينامو" المثلى بعيدًا عن إعدادات الضبط المثلى للعالم الخارجي. وعلى العكس من ذلك، تكمل المحركات عالية الطاقة عادةً اختبار "كنس الترس الرابع" في أقل من 10 ثوانٍ، وهي ليست حالة تحميل موثوقة ^{[ بحاجة لمصدر ]} مقارنة بالتشغيل في العالم الحقيقي. بسبب عدم توفير وقت كافٍ تحت الحمل، تصبح درجات حرارة غرفة الاحتراق الداخلي منخفضة بشكل غير واقعي وتصبح قراءات الطاقة - وخاصة بعد ذروة الطاقة - منحرفة إلى الجانب المنخفض.
2. تتضمن الكنس المحمل ، من نوع دينامومتر الفرامل، ما يلي:
   1. اختبار حمل ثابت بسيط : يتم تطبيق حمل ثابت - أقل قليلاً من خرج المحرك - أثناء الاختبار. يُسمح للمحرك بالتسارع من سرعة دورانه الأولية إلى سرعة دورانه النهائية، ويختلف بمعدل تسارعه الخاص، اعتمادًا على خرج الطاقة عند أي سرعة دوران معينة. يتم حساب الطاقة باستخدام (سرعة الدوران × عزم الدوران × الثابت) + الطاقة المطلوبة لتسريع مقياس السرعة والكتلة الدوارة للمحرك/المركبة.
   2. مسح التسارع المتحكم فيه : مشابه في الاستخدام الأساسي لاختبار مسح الحمل الثابت البسيط (المذكور أعلاه)، ولكن مع إضافة التحكم النشط في الحمل الذي يستهدف معدل تسارع معين. عادةً ما يتم استخدام 20 إطارًا في الثانية/ثانية.
3. معدل التسارع المتحكم فيه : يتم التحكم في معدل التسارع المستخدم من محركات منخفضة الطاقة إلى محركات عالية الطاقة، وتجنب الإفراط في التمديد والانكماش في "مدة الاختبار"، مما يوفر اختبارات أكثر قابلية للتكرار ونتائج الضبط.

في كل نوع من أنواع اختبارات المسح، تظل هناك مشكلة خطأ قراءة القدرة المحتمل بسبب الكتلة الدورانية الكلية المتغيرة للمحرك/المقياس/المركبة. العديد من أنظمة المقياس الحديثة للمكابح التي يتم التحكم فيها بواسطة الكمبيوتر قادرة على استنباط قيمة "الكتلة بالقصور الذاتي"، وذلك للقضاء على هذا الخطأ. ^{[ بحث أصلي؟ ]}

إن "اختبار المسح" سيكون دائمًا موضع شك، حيث يتجاهل العديد من مستخدمي "المسح" عامل الكتلة الدوارة، مفضلين استخدام "عامل" شامل في كل اختبار على كل محرك أو مركبة. إن أنظمة الدينامومتر البسيطة بالقصور الذاتي غير قادرة على استنباط "كتلة بالقصور الذاتي"، وبالتالي فهي مجبرة على استخدام نفس الكتلة بالقصور الذاتي (المفترضة) في كل مركبة يتم اختبارها.

يؤدي استخدام اختبار الحالة المستقرة إلى التخلص من خطأ الكتلة بالقصور الذاتي الدوارة في اختبار المسح، حيث لا يوجد تسارع أثناء هذا النوع من الاختبار.

تعتبر حركات الخانق العدوانية وتغييرات سرعة المحرك وتشغيل المحرك من السمات المميزة لمعظم اختبارات المحرك المؤقتة. الغرض المعتاد من هذه الاختبارات هو تطوير انبعاثات المركبات والموافقة عليها. في بعض الحالات، يتم استخدام مقياس التيار الدوامي الأقل تكلفة لاختبار إحدى دورات الاختبار المؤقتة للتطوير المبكر والمعايرة. يوفر نظام دينامومتر التيار الدوامي استجابة سريعة للحمل، مما يسمح بالتتبع السريع للسرعة والحمل، لكنه لا يسمح بتشغيل المحرك. نظرًا لأن معظم اختبارات الانتقالات المطلوبة تحتوي على قدر كبير من تشغيل المحرك، فإن دورة الاختبار المؤقتة مع دينامومتر التيار الدوامي ستولد نتائج اختبار انبعاثات مختلفة. يلزم إجراء التعديلات النهائية على دينامومتر قادر على تشغيل المحرك.

يقيس مقياس قوة المحرك القوة وعزم الدوران مباشرة من عمود مرفق المحرك (أو دولاب الموازنة )، عند إزالة المحرك من السيارة. لا تأخذ هذه المقياسات في الاعتبار خسائر الطاقة في مجموعة نقل الحركة، مثل علبة التروس وناقل الحركة والترس التفاضلي .

يقيس مقياس قوة الهيكل ، الذي يُشار إليه أحيانًا باسم الطريق المتدحرج، ^[6] القوة التي يتم توصيلها إلى سطح "بكرة القيادة" بواسطة عجلات القيادة . غالبًا ما يتم ربط السيارة على الأسطوانة أو البكرات، والتي تديرها السيارة بعد ذلك، ويتم قياس الناتج بهذه الطريقة.

تستخدم أنظمة قياس قوة الشاسيه الحديثة ذات الأسطوانة "أسطوانة سالفيسبرج"، ^[7] والتي تعمل على تحسين قوة الجر والقدرة على التكرار، مقارنة باستخدام أسطوانات الدفع الملساء أو المسننة . يمكن أن تكون مقاييس قوة الشاسيه ثابتة أو محمولة، ويمكنها القيام بأكثر من مجرد عرض عدد الدورات في الدقيقة والقوة وعزم الدوران. مع الإلكترونيات الحديثة وأنظمة قياس قوة الشاسيه سريعة الاستجابة ومنخفضة القصور الذاتي، أصبح من الممكن الآن ضبط أفضل قوة وأفضل تشغيل في الوقت الفعلي.

تتوفر أنواع أخرى من مقاييس قوة الهيكل التي تقضي على احتمالية انزلاق العجلات على بكرات القيادة ذات الطراز القديم، حيث يتم توصيلها مباشرة بمحاور السيارة لقياس عزم الدوران مباشرة من المحور.

غالبًا ما تدمج أنظمة اختبار دينامومتر تطوير الانبعاثات من المركبات الآلية والموافقة عليها أخذ عينات الانبعاثات والقياس وسرعة المحرك والتحكم في الحمل واكتساب البيانات ومراقبة السلامة في نظام خلية اختبار كامل. عادةً ما تتضمن أنظمة الاختبار هذه معدات أخذ عينات انبعاثات معقدة (مثل أجهزة أخذ العينات ذات الحجم الثابت وأنظمة تحضير عينات غاز العادم الخام ) وأجهزة التحليل. هذه المحللات أكثر حساسية وأسرع بكثير من محلل غاز العادم المحمول النموذجي. أوقات الاستجابة التي تقل كثيرًا عن ثانية واحدة شائعة، وهي مطلوبة من قبل العديد من دورات الاختبار العابرة. في إعدادات البيع بالتجزئة، من الشائع أيضًا ضبط نسبة الهواء إلى الوقود باستخدام مستشعر أكسجين عريض النطاق يتم رسمه بيانيًا جنبًا إلى جنب مع RPM.

غالبًا ما نجد دمج نظام التحكم في مقياس القوة مع أدوات المعايرة التلقائية لمعايرة نظام المحرك في أنظمة خلايا الاختبار التطويرية. في هذه الأنظمة، يتم تغيير حمل مقياس القوة وسرعة المحرك إلى العديد من نقاط تشغيل المحرك، بينما يتم تغيير معلمات إدارة المحرك المحددة وتسجيل النتائج تلقائيًا. يمكن بعد ذلك استخدام تحليل لاحق لهذه البيانات لتوليد بيانات معايرة المحرك المستخدمة بواسطة برنامج إدارة المحرك.

بسبب الخسائر الاحتكاكية والميكانيكية في مكونات مجموعة نقل الحركة المختلفة، فإن قوة حصان فرامل العجلات المقاسة تكون أقل عمومًا بنسبة 15-20 في المائة من قوة حصان الفرامل المقاسة عند العمود المرفقي أو دولاب الموازنة على مقياس قوة المحرك. ^[8]

تم اختراع دينامومتر جراهام-ديساجوليرز بواسطة جورج جراهام وتم ذكره في كتابات جون ديساجوليرز في عام 1719. ^[9] قام ديساجوليرز بتعديل أول مقاييس القوة، وبالتالي أصبحت الأداة تُعرف باسم دينامومتر جراهام-ديساجوليرز.

تم اختراع مقياس القوة ريجنير ونشره في عام 1798 بواسطة إدمي ريجنير ، وهو صانع بنادق ومهندس فرنسي. ^[10]

تم إصدار براءة اختراع (بتاريخ يونيو 1817) ^{[11] [12]} إلى Siebe وMarriot من Fleet Street، لندن لتحسين آلة الوزن.

اخترع غاسبار دي بروني مكابح دي بروني في عام 1821.

تم اختراع مؤشر الطريق الخاص بماكنيل بواسطة جون ماكنيل في أواخر عشرينيات القرن التاسع عشر، مما أدى إلى تطوير آلة الوزن الحاصلة على براءة اختراع من ماريوت.

تصنع شركة Froude Ltd، في مدينة ووستر بالمملكة المتحدة، أجهزة قياس قوة المحرك والمركبات. وتنسب الشركة إلى ويليام فرويد اختراع جهاز قياس قوة المحرك الهيدروليكي في عام 1877، وتقول إن أول أجهزة قياس قوة المحرك التجارية تم إنتاجها في عام 1881 بواسطة الشركة السابقة لها، Heenan & Froude .

في عام 1928، قامت الشركة الألمانية " Carl Schenck Eisengießerei & Waagenfabrik " ببناء أول مقاييس قوة المركبات لاختبارات الفرامل التي تتمتع بالتصميم الأساسي لحوامل اختبار المركبات الحديثة.

تم اختراع مقياس التيار الدوامي بواسطة مارتن وأنتوني وينثر حوالي عام 1931، ولكن في ذلك الوقت، كانت مقاييس التيار المستمر للمحركات/المولدات قيد الاستخدام لسنوات عديدة. قامت شركة Dynamatic Corporation التي أسسها الأخوان وينثر بتصنيع مقاييس التيار في كينوشا بولاية ويسكونسن حتى عام 2002. كانت Dynamatic جزءًا من شركة Eaton Corporation من عام 1946 إلى عام 1995. في عام 2002، استحوذت Dyne Systems of Jackson، Wisconsin على خط إنتاج مقاييس التيار الدوامي من Dynamatic. بدءًا من عام 1938، قامت Heenan & Froude بتصنيع مقاييس التيار الدوامي لسنوات عديدة بموجب ترخيص من Dynamatic وEaton. ^[13]

• سيارة دينامومتر لاستخدامها في السكك الحديدية
• حامل اختبار المحرك دينامومتر للمحركات مثل محركات الاحتراق
• مقياس القوة
• الاقتصاد في استهلاك الوقود في السيارات
• جهاز قياس قوة اليد
• مقياس قوة الآلة
• آلة اختبار عالمية

• وينثر، ج. ب. (1975). دليل الدينامومتر للنظرية الأساسية والتطبيقات . كليفلاند، أوهايو: شركة إيتون.
• مارتير، أ.؛ بلينت، م. (2007). اختبار المحرك - النظرية والتطبيق (الطبعة الرابعة). أكسفورد، المملكة المتحدة: إلسفير. رقم ISBN 978-0-08-096949-7.