2018年4月7日 星期六

淺談馬力機選購 (慣性馬力機vs渦電流馬力機)


自從DynaSports馬力機開賣以來,香魚見了不少車行老闆,講了不少電話。發現「感覺」自己需要馬力機的老闆不少,但是對馬力機有明確概念的卻不多。所以趁著放春假,寫了這篇文章。香魚從2016開始認真研究馬力機,至今也七八個年頭了。下面粗淺的經驗和看法,對於入門來說,大概也足夠參考。
若有寫得不正確之處,請同行先進不吝指正。

動力測試理論簡介

雖然馬力機種類很多,然而所有的馬力機都遵循一個相同的公式:


馬力 = (扭矩 T * 引擎轉數 RPM ) / k 常數 
(k =公制:716.2kg-m/min   英制:5252.1 ft-lb/min) 

定義
公制馬力 (Metric)
1秒鐘內能把75 kg的物體移動1公尺  75 kg-m/sec = 4500 kg-m/min = 735.49875Watt
英制馬力 (Mechanical)
1秒鐘內能把550 lb的物體移動1呎  550 ft-lb/sec = 33000 ft-lb/min = 745.6999Watt

也就是說,測量馬力所需要收集的最主要數據,就是「扭矩」以及「引擎轉數」。不過實際上,馬力機能夠同時收集的,不僅如此,還可以包括測試當下的氣候資料、引擎機油溫度、水溫、排氣溫度、空燃比AFR、加速度。若能連線ODB或是CAN BUS,就能同時取得ECU的資料做比對。甚至是能夠主動控制油門、模擬風阻、路阻、上下坡進行複雜的長時間行路測試。才使得馬力機如此的「多功」。 

不同結構的馬力機

目前,在二輪界最常聽到的馬力機種類,就是「慣性馬力機」(Inertia)和「渦電流剎車馬力機」(Eddy Current Retarder),及其複合式(Compound)。
但根據阻力提供的方式來區分,其實還有很多種。譬如水力剎車式(Water Brake)、液壓泵浦式(Hydraulic)、最古老的普羅尼剎車式(Prony Brake)…等等。不過偏離主題太多,在此就不討論。

 Inertia 慣性馬力機

滾輪是慣性馬力機的核心零件
慣性馬力機的主要結構就是一個已知,具有適當慣量,並且低滾動阻力的滾輪,做為車輛的加速負載。當引擎以全油門進行加速測試時,藉由記錄引擎在每個轉速(RPM)滾輪的角加速度變化,可以推算出扭矩變化,以及馬力數據。

慣性馬力機最大優點是結構簡單、體積小、造價低、省電(若不算冷卻風扇,系統功耗大約等於一台PC)、不主動發熱、簡單可靠、也不需要校正。所以是目前最普及的馬力測試裝置。而其主要缺點,是只能透過加速進行測試,無法增加負載或執行定轉測試。

做為調整電噴系統供油量和點火角度的工具,慣量足夠的馬力機已經「堪用」。只是無法精確指定要調校的範圍,所以需要反覆不斷的加速,工作效率比較低。若是以電噴改裝調校為主力項目的店家,直接一次到位的採購渦電流煞車馬力機,才是王道。光是提高工作效率節省下來的時間精力,就值回票價。

Eddy Current Retarder 渦電流剎車馬力機

坊間通稱渦電流馬力機,其實並不正確,正確說法是渦電流剎車馬力機。
渦電流剎車是一種利用電磁物理「楞次定律」的可控轉動阻力裝置,用途很廣。用在馬力機上,做為精確的負載控制。

由於渦電流剎車可以透過驅動電流,精密控制負載大小,所以能精確進行「定轉控制」,也就是利用高速控制負載,把引擎的轉速限定在特定範圍。這也就是渦電流剎車馬力機在電噴系統調校上最大的優點,非常的便利。 此外,渦電流剎車因為可以提供精密穩定的阻力控制,又不會產生過多的熱量和物理損耗,所以適合進行長時間的可靠度模擬測試。不過,雖然有這麼多優點,渦電流馬力機也是有缺點,包括了造價高、較佔空間,需要耗電。

渦電流剎車是精密的電磁機械,造價不斐
渦電流剎車控制,需要仰賴精密的控制電路。除了原本的滾輪以外,再加上一組高扭力渦電流剎車,屬於高價格的零件,體積也不小,進口渦電流馬力機台的寬度,大都在160cm以上,甚至超過200cm。對很多場地不大的店家,是不小的空間負擔。所以DynaSport才針對台灣需求,尺寸上有特別考量。

耗電量和發熱量也是渦電流系統附帶條件。其實渦電流剎車並不太耗電,連續測試100PS的動力只需要耗費500W的電力,相當於一個迷你小烤箱耗電量。但是測試車輛產生的熱很可觀,如果安裝在封閉的測試間,需要強大的通風或空調系統來對應。

Compound複合式系統

由於以上兩種系統各有優缺點,因此大多數的高階馬力機都是混合式的系統,也就是慣性滾輪搭配渦電流剎車的組合。

在單純測試馬力的需求時,可以將渦電流系統關閉,只用慣性滾輪測試即可。當有精確的校正需求時,才使用渦電流剎車系統。而且能夠測試的最大馬力,是兩複合系統的總和,所以能夠執行更大馬力的測試。

On Road測量系統

最後一種比較特殊的,相對少見。是直接在車上裝感測器,藉由精確的測量車輛的加速度和引擎轉速,搭配人車重量的參數設定,可以計算出車輛馬力。
不過因為實用性較低,不僅作為調校用途較不方便,另一個主要的問題是上路測試的安全性。所以這類產品只適合做為賽道測試方面應用。

馬力機的採購

無論是二輪三輪四輪,馬力機的基本原理相同,只要能把驅動力進行測量即可。為了達到這個目的,使用的結構種類有很多。然而,天底下沒有白吃的午餐,一分錢一分貨,永遠是硬道理。但清楚知道自己的需求,去添購正確規格的產品很重要。

建議先思考的方向:

1. 應用車輛的種類和級距
   如果是大型重機為主,從來不做小車,可以考慮大型機種如DS-01E
   如果是大型重機和速克達都會處理到,建議使用DS-LitE通用型渦電流機種
   如果是白牌速克達為主,DS-i 慣性機種或 DS-LitE渦電流機種都適合,看預算。當然,一分錢一分貨,功能齊全的機種一定比較貴。

2. 安裝的地點/空間 
   如果空間有限,當然要選較小型的機台。
   如果安裝的空間在室內,就要考慮通風和空調的成本。
   如果入口走到狹小,大型機具無法進入,就要考慮分體式的馬力機。
   如果鄰近住宅區,旁邊不是大馬路,就要考慮隔音

3. 功能需求 
   如果要進行ECU供油點火調校,最好的選擇是渦電流款式+雙螢幕顯示。
   速克達定傳調校不建議使用過重的滾輪系統,實用性低。
   若渦電流款式超過預算,也可以考慮輔助剎車的機種。
   單純測試馬力,或是傳動調整設定,單純慣性機就夠用。

4. 預算/付款
   分期一個月一萬元左右的預算,就可以買了。
   分期一個月兩萬元左右的預算,就可以買到頂規機種。
   馬力機能幫你賺的,一定比你付的要多。

5. 服務/維修
   很多人都只看到採購價格,而忽略了維護維修成本。
   很多人都只想到買機器找誰,卻沒想到使用機器的技術問題能找誰?
   很多人都只注意到現在機器好用,卻沒想到它能耐用多久? 老舊了還能翻新繼續用嗎? 還是只能報廢換一台新的?
 
凱宇皓月馬力機的產品優勢
DynaSports目前已經有各種規格,能滿足不同需求的馬力機。從超高性價比的慣性馬力機,到高階渦電流剎車版本都能提供。我們堅持最高設計品質,並以「馬力機普及化」為目標平價供應,也支持代辦各類分期方案。希望馬力機可以成為車行必備,協助老闆維修保養抓客戶的好幫手。

1. 性價比最高 - 我們最高階的渦電流機種價格,相當於進口入門等級的慣性機種報價。我們的入門機種報價,可能連進口入門機種的中古機都買不到。
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