【7月15日】Eliteローラ台hackーMagローラの惰行試験始めましたー

Elite Force  magをHackするということで、いかに簡単に安くスマート化するかというお題で、今日からいじり始めました。ワイヤセンサとロードセルもやってます。

ローラ台をお題にして、ロードバイクの力学的な測定と理屈を学習するのは重要だと思い、優先させてhackをしてます。このブログでは、
結果と概要、話題だけご報告させていただます。
<実験の詳細は、信州MAKERSホームページで説明しますので新HPできるまでお待ちください>

●自動車の走行抵抗の惰行測定方法があった
世間でよく似たことで大騒ぎしている事件がありました。三菱自動車の燃費基礎データねつ造事件です。これも、燃費をシャーシダイナモという自動車用ローラ台で測定するので、ローラ台では再現できない、空気抵抗、タイヤの実走行抵抗、車体の発熱放熱における駆動部の効率変化など細々としたことを実走行の惰行実験をして、走行抵抗を測定するJISの決まりがあります。これって、惰行を測定すれば走行抵抗が求められるという素晴らしいものです。確か、NEWTONも使う前に、惰行してその時の基礎抵抗データを計算させておいてからでないとパワーがでないはずです。ということで惰行測定だけで、ローラ台のブレーキ抵抗値がでないかと検討を始めました。まだ、自動車の惰行試験を理解してないので、これからですが、ELITEのmagローラがフライホイールとしてまともになっているのかを測定してみました。

●惰行データ測定
フォトリフレクタをフライホイールの内側にセットして外面にアルミ板を180度対向で設置しました。これで半回転に1回センサからエッジが発生しますので、回転数が得られます。
DSCN1126
DS1Z_QuickPrint9
手で目一杯回して、惰行状態を止まるまでオシロで測定します。
このデータをPCへ移動して、EXCELで処理します。オシロはさすがに分解能が高く今回は50KHzと20KHzでサンプリングして24秒ほどデータをとりましたので、データ数が15万個となって、EXCEL csvで扱えない量になったので、オシロのcsvを3分割のファイルにしてEXCELで3列のデータとして処理して、回転速度と時間のグラフを書きました。
●実験
①スタート回転数違いでの惰行観察
dakousokutei_speedtigai
このグラフは、初速度を3水準変更して惰行カーブを測定したもので
一番軽いダイアル1で長い惰行時間で比較してあります。

★結果:スタート速度が違っても同じ回転速度でカーブを比較すると同じ惰行減速カーブとなる。
=>当たり前ですが、同じ回転数なら同じ運動エネルギーをホイールが保持しており、同じブレーキ抵抗、その他抵抗なら同じカーブを描くはずという理屈と一致してます。4回やってもばらつきは少ないです。

②ブレーキ力の差
dakou daialtigai
ダイアル1,3,5で随分惰行カーブが違います。確かに5だとすぐ止まってしまいます。

★結果:同じ回転速度から惰行減速していく時間を比較すると
3rps~1rpsまで
ダイアル5=1sec
ダイアル3=2.3sec
ダイアル1=6sec
となりました。
これは何を示すかというと、同じ回転速度では同じ運動エネルギーを持った状態ですので、3rpsから1rpsまでのエネルギー放出量(仕事量)は3ダイアル値でも同じはずです。その等しい仕事量を消費するのに使われる時間が違うということはW数=仕事量/秒数ですので、
この時間比は、それぞれのW数の比率を示しております。
J=3rps~1rpsになる仕事量(ジュール)とすると
W5=ダイアル5のW数
W3=ダイアル3のW数
W1=ダイアル1のW数

J=1secxW5=2.3secxW3=6secxW1 となります。

Jが判れば、Wは計算できるし、Wのどれか1つが判れば全部判るのではないかと思いますが、
惰行試験だけで、走行抵抗全部が判るかどうかは自動車の問題を勉強しながら、どうやれば最も正確で手間がかからないで各種抵抗とW数が求められか追求していきます。

次は、WかJを測定する方法を検討します。


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