ダイナモメーター

シャーシダイナモメーター。

動力計または「ダイノ」は、エンジン、モーター、またはその他の回転原動機のトルクと回転速度( RPM )を同時に測定してその瞬間的な動力を計算し、通常は動力計自体にkWまたはbhpとして表示する装置です。

試験対象機械のトルク特性や出力特性を測定するだけでなく、ダイナモメータは様々な用途に用いられます。米国環境保護庁（EPA）が定める標準排出ガス試験サイクルでは、エンジン（エンジンダイナモメータを使用）またはパワートレイン全体（シャシーダイナモメータを使用）の路面負荷を模擬的に測定するためにダイナモメータが用いられます。単純な出力およびトルク測定だけでなく、ダイナモメータは、エンジン管理コントローラのキャリブレーション、燃焼挙動の詳細な調査、トライボロジーなど、様々なエンジン開発活動のためのテストベッドの一部としても使用できます。

握力評価

医学用語では、手持ち式筋力計は、握力と手の筋力の日常的なスクリーニング、および手の外傷や機能障害のある患者の初期評価と継続的な評価に使用されます。また、頸部神経根または末梢神経の障害が疑われる患者の握力測定にも使用されます。

リハビリテーション、運動学、人間工学の分野では、力動力計はアスリート、患者、労働者の背筋、握力、腕、脚の筋力を測定し、身体状態、パフォーマンス、作業負荷を評価するために使用されます。通常、レバーまたはケーブルを介して加えられた力を測定し、その力から水準器の軸までの垂直距離を乗じて力のモーメントに変換します。^{[ 1 ]}

トルクパワー（吸収）ダイナモメータの動作原理

初期の油圧動力計（デッドウェイトトルク測定付き）

吸収動力計は、試験対象となる原動機（例：ペルトン水車）によって駆動される負荷として機能します。動力計は、試験に必要なあらゆる速度と負荷、そしてあらゆるレベルのトルクで動作できなければなりません。

吸収動力計は、「慣性」動力計と混同しないでください。「慣性」動力計は、既知の質量の駆動ローラーを加速するために必要な電力を測定することによってのみ電力を計算し、原動機に可変負荷を与えません。

吸収動力計には通常、動作トルクと速度を測定する手段が装備されています。

動力計の電力吸収ユニット（PAU）は、原動機によって発生した電力を吸収します。動力計によって吸収された電力は熱に変換され、通常は周囲の空気中に放散されるか、冷却水に伝達されて空気中に放散されます。回生式動力計では、原動機がDCモーターを発電機として駆動して負荷を発生させ、余剰のDC電力を生成します。DC/ACインバータを使用することで、商用電力網にAC電力を供給することも可能です。

吸収動力計には、異なる主なテストタイプを提供するために 2 種類の制御システムを装備できます。

一定の力

ダイナモメーターには「ブレーキ」トルクレギュレーターが搭載されています。パワー吸収ユニットは設定された制動力トルク負荷を供給するように設定され、原動機はスロットル開度、燃料供給率、またはその他のテスト対象となる変数で動作するように設定されます。これにより、原動機はエンジンを所望の速度または回転数範囲まで加速させることができます。定力テストルーチンでは、加速率を確保するために、PAUを原動機出力に対してわずかにトルク不足に設定する必要があります。パワーは回転速度 x トルク x 定数に基づいて計算されます。定数は使用する単位によって異なります。

一定速度

動力計に速度調整器（人またはコンピュータ）が備わっている場合、PAUは原動機を所定の試験速度または回転数（RPM）で動作させるために必要な可変量の制動力（トルク）を供給します。原動機に適用されるPAUの制動負荷は、手動で制御することも、コンピュータで決定することもできます。ほとんどのシステムでは、直線的で迅速な負荷変化が可能なため、渦電流、油圧、またはDCモーターによる負荷が採用されています。

出力は角速度とトルクの積として計算されます。

モータリングダイナモメーターは、試験対象機器を駆動するモーターとして機能します。試験に必要なあらゆる速度とトルクで機器を駆動できなければなりません。一般的には、機器または「負荷」装置を駆動するためにACモーターまたはDCモーターが使用されます。

ほとんどの動力計では、出力（P）は直接測定されず、トルク（τ）と角速度（ω）の値、または力（F）と線速度（v）から計算する必要があります。

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

または

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

どこ

Pはワット単位の電力です

τはニュートンメートル単位のトルクである

ωはラジアン/秒で表した角速度である。

Fはニュートン単位の力である

vはメートル毎秒単位の線速度である。

使用される測定単位によっては、変換定数による除算が必要になる場合があります。

帝国単位または米国慣用単位の場合、

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

どこ

P _hpは馬力で表したパワーです

τ _lb·ftはポンドフィート単位のトルクである。

ω _RPMは1分間の回転速度である。

メートル法の場合、

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

どこ

P _Wはワット（W）単位の電力です。

τ _N·mはニュートンメートル（Nm）単位のトルクです。

ωはラジアン/秒（rad/s）で表した回転速度である。

ω = ωRPM . π / 30  

詳細なダイナモメーターの説明

エンジン、トルク測定装置、タコメータを示す電気動力計のセットアップ

動力計は吸収ユニット（または吸収駆動ユニット）で構成され、通常、トルクと回転速度を測定する手段を備えています。吸収ユニットは、ハウジング内に何らかのローターが収納されています。ローターはエンジンなどの試験対象機器に連結され、試験に必要な速度で自由に回転します。動力計のローターとハウジングの間に制動トルクを発生させるための手段が設けられています。トルク発生手段は、吸収駆動ユニットの種類に応じて、摩擦式、油圧式、電磁式など、様々な方式が用いられます。

トルクを測定する方法の一つは、トルクアームによって拘束されている場合を除き、ダイナモメータハウジングを自由に回転できるように取り付けることです。ハウジングの両端にトラニオンを取り付け、台座に取り付けられたトラニオンベアリングで支持することで、ハウジングを自由に回転させることができます。トルクアームはダイナモメータハウジングに接続され、ダイナモメータハウジングが回転しようとする際に発生する力を測定するように計量器が設置されます。トルクは、計量器で示される力に、ダイナモメータの中心から測定したトルクアームの長さを乗じた値です。トルクに比例する電気信号を得るために、計量器の代わりにロードセルトランスデューサーを使用することもできます。

トルクを測定するもう一つの方法は、トルクセンシングカップリングまたはトルクトランスデューサーを介してエンジンをダイナモに接続することです。トルクトランスデューサーは、トルクに比例した電気信号を提供します。

電気式吸収ユニットでは、アブソーバー／ドライバーによって消費（または発生）される電流を測定することでトルクを測定できます。この方法は一般的に精度が低く、現代ではあまり実践されていませんが、特定の用途には十分である可能性があります。

トルク信号と速度信号が利用可能な場合、テストデータを手動で記録するのではなく、データ収集システムに送信することができます。速度信号とトルク信号は、チャートレコーダーやプロッターで記録することもできます。

ダイナモメーターの種類

前述のように、吸収型、モータ型、ユニバーサル型に分類することに加えて、動力計は他の方法でも分類できます。

エンジンに直接連結されたダイノは、エンジン ダイノと呼ばれます。

車両のフレームからエンジンを取り外すことなく、車両のパワートレインによって伝達されるトルクとパワーを駆動輪から直接測定できるダイノは、シャーシダイノとして知られています。

動力計は、使用する吸収ユニットまたはアブソーバー／ドライバーの種類によっても分類できます。吸収のみの機能を持つユニットの中には、モーターと組み合わせてアブソーバー／ドライバー、つまり「ユニバーサル」動力計を構成するものもあります。

吸収ユニットの種類

• 渦電流（吸収のみ）
• 磁性粉ブレーキ（吸収のみ）
• ヒステリシスブレーキ（吸収のみ）
• 電動機/発電機（吸収または駆動）
• ファンブレーキ（吸収のみ）
• 油圧ブレーキ（吸収のみ）
• 強制潤滑、オイルせん断摩擦ブレーキ（吸収のみ）
• 水ブレーキ（吸収のみ）
• 複合ダイノ（通常は電気/モーターダイノと連動した吸収ダイノ）

渦電流型アブソーバー

渦電流式（EC）ダイナモメーターは、現在、最新のシャシーダイナモで最も一般的なアブソーバーです。ECアブソーバーは、素早い荷重変化率を実現し、迅速な荷重安定を実現します。ほとんどは空冷式ですが、外部の水冷システムを必要とするものもあります。

渦電流式動力計は、導電性のコア、シャフト、またはディスクを磁場内で移動させることで抵抗を発生させます。一般的な材料としては鉄が挙げられますが、銅、アルミニウムなどの導電性材料も使用できます。

現在（2009 年）のアプリケーションでは、ほとんどの EC ブレーキは、車両のディスク ブレーキローターに類似した鋳鉄製ディスクを使用し、可変電磁石を使用して磁場の強度を変化させ、ブレーキの量を制御します。

電磁石の電圧は通常、適用される電力出力に合わせて磁場の変化を利用してコンピューターによって制御されます。

高度な EC システムにより、定常状態および制御された加速率の動作が可能になります。

粉体動力計

粉末動力計は渦電流動力計に似ていますが、ローターとコイルの間の空隙に微細な磁性粉末を配置します。この磁束線が金属微粒子の「鎖」を形成し、回転中に絶えず形成・分解されることで大きなトルクを生み出します。粉末動力計は、放熱の問題から、通常、回転速度が低い場合に限られます。

ヒステリシスダイナモメーター

ヒステリシスダイナモメータは、磁気ローター（AlNiCo合金製など）を使用し、磁極片間に発生する磁束線に沿って回転します。ローターの磁化はBH特性を中心に回転し、その際にグラフの線間の面積に比例したエネルギーを消費します。

停止時にトルクを発生しない渦電流ブレーキとは異なり、ヒステリシスブレーキは、全速度範囲にわたって磁化電流（永久磁石ユニットの場合は磁石の強さ）に比例したほぼ一定のトルクを発生します。^{[ 2 ]}ユニットには通気口が組み込まれていることがよくありますが、外部からの強制空冷が可能なものもあります。

ヒステリシス ダイナモメータと渦電流ダイナモメータは、小型 (200 hp (150 kW) 以下) ダイナモメータで最も有用な 2 つの技術です。

電動モーター/発電機ダイナモメーター

電動モーター/発電機ダイナモメーターは、特殊なタイプの可変速ドライブです。吸収/駆動ユニットは、交流(AC) モーターまたは直流(DC) モーターのいずれかになります。AC モーターと DC モーターのどちらも、テスト対象ユニットによって駆動される発電機として、またはテスト対象ユニットを駆動するモーターとして動作できます。適切な制御ユニットを装備している場合、電動モーター/発電機ダイナモメーターはユニバーサルダイナモメーターとして構成できます。AC モーターの制御ユニットは可変周波数ドライブであり、DC モーターの制御ユニットはDC ドライブです。どちらの場合も、回生制御ユニットはテスト対象ユニットから電力会社に電力を転送できます。許可されている場合、ダイナモメーターのオペレーターは、ネットメータリングを介して戻された電力に対して電力会社から支払い (またはクレジット) を受け取ることができます。

エンジンテストでは、ユニバーサルダイナモメーターはエンジンのパワーを吸収できるだけでなく、エンジンを駆動して摩擦、ポンピング損失、その他の要因を測定することもできます。

電気モーター/発電機用ダイナモメーターは、一般的に他のタイプのダイナモメーターよりも高価で複雑です。

ファンブレーキ

ファンは、エンジンに負荷をかけるために空気を送り出すために使用されます。ファンブレーキが吸収するトルクは、ギアやファン自体を変更するか、ファンを通過する空気の流れを制限することで調整できます。空気の粘性が低いため、この種類のダイナモメーターは、吸収できるトルクに限界があります。

強制潤滑油せん断ブレーキ

オイルシアブレーキは、自動車のオートマチックトランスミッションのクラッチに似た、一連の摩擦ディスクと鋼板で構成されています。摩擦ディスクを担うシャフトは、カップリングを介して負荷に接続されています。ピストンが摩擦ディスクと鋼板の積層体を押し付け、ディスクとプレート間のオイルにせん断力を発生させ、トルクを加えます。トルクは空気圧または油圧で制御できます。強制潤滑により、表面間の油膜が維持され、摩耗を防ぎます。反応はスティックスリップを起こさず、回転速度が0回転まで滑らかです。必要な強制潤滑・冷却ユニットにより、最大数百馬力の負荷を吸収できます。多くの場合、ブレーキは、負荷時に電流を発生させるひずみゲージで固定されたトルクアームを介して運動学的に接地されます。ひずみゲージは、負荷時に電流を発生し、動力計制御に供給します。動力計制御が圧力を印加し、ループを閉じるひずみゲージからのフィードバックに基づいてプログラムされたトルク負荷を与えるために、比例制御弁またはサーボ制御弁が一般的に使用されます。トルク要件が増加すると、速度制限が発生します。^{[ 3 ]}

油圧ブレーキ

油圧ブレーキシステムは、油圧ポンプ（通常はギア式）、フルードリザーバー、そしてこれら2つの部分をつなぐ配管で構成されています。配管には調整可能なバルブが挿入され、ポンプとバルブの間には油圧を測定するゲージなどの手段が介在します。簡単に言うと、エンジンを所定の回転数まで上げ、バルブを徐々に閉じていきます。ポンプの吐出量が制限されると負荷が増加し、スロットルは所定のスロットル開度に達するまで開かれます。他の多くのシステムとは異なり、出力は流量（ポンプの設計仕様から算出）、油圧、および回転数によって計算されます。ブレーキHPは、圧力、容積、および回転数で計算しても、ロードセルタイプのブレーキダイナモを使用して計算しても、基本的に同じ出力値が得られます。油圧ダイナモは、負荷変化の速さが最も速いことで知られており、渦電流アブソーバーをわずかに上回っています。欠点は、高圧下で大量の高温オイルとオイルリザーバーが必要になることです。

水ブレーキ式アブソーバー

エンジンダイナモメーターのウォーターブレーキアブソーバーの仕組みを説明する 4 分間の「仕組みビデオ」チュートリアル。

油圧動力計（水ブレーキアブソーバーとも呼ばれる） ^{[ 4 ]}は、1877年にイギリスの技術者ウィリアム・フルードによって発明されました。海軍本部からの要請を受け、大型海軍エンジンの出力を吸収・測定できる機械の開発が進められました。^{[ 5 ]}水ブレーキアブソーバーは現在では比較的普及しており、他の反応速度の速い「パワーアブソーバー」と比較して、高出力、小型、軽量、そして比較的低い製造コストで知られています。

欠点としては、負荷量を「安定させる」までに比較的長い時間がかかること、そして冷却のために「水ブレーキハウジング」に常に水を供給する必要があることが挙げられます。環境規制により「流通」が禁止されている場合があり、その場合は汚染された水が環境に流入するのを防ぐために大型の水タンクが設置されます。

この図は、最も一般的なタイプの水ブレーキ、「可変レベル」型を示しています。エンジンが負荷に対して一定の回転数に保たれるまで水が追加され、その後水位が維持されます。そして、一定の排水と補充によって水位が維持されます（これは馬力の吸収によって発生する熱を逃がすために必要です）。ハウジングは発生するトルクに応じて回転しようとしますが、トルクを測定するスケールまたはトルク計測セルによって回転が制限されます。

この図は水ブレーキを示しています。これは実際には、回転が制限されたハウジングを備えた流体カップリングであり、出口のない水ポンプに似ています。

複合動力計

ほとんどの場合、モータ用ダイナモメータは対称形です。つまり、300kW の AC ダイナモメータは 300kW を吸収できるだけでなく、300kW でモータすることもできます。これは、エンジンのテストと開発では珍しい要件です。場合によっては、より大きな吸収ダイナモメータを小さなモータ用ダイナモメータに取り付ける方がコスト効率の高いソリューションになることがあります。あるいは、より大きな吸収ダイナモメータと単純な AC または DC モーターを同様に使用して、電気モーターは必要な場合にのみモータ電力を供給します (吸収は行いません)。(より安価な) 吸収ダイナモメータは最大必要吸収に合わせてサイズが決められており、モータ用ダイナモメータはモータ用にサイズが決められています。一般的な排出ガス試験サイクルとほとんどのエンジン開発における典型的なサイズ比は、およそ 3:1 です。2 台のマシンが直列に接続されているため、トルク測定はやや複雑です。この場合、インライン トルク トランスデューサーがトルク測定の推奨される方法です。渦電流式または水ブレーキ式の動力計に電子制御、可変周波数駆動装置、交流誘導モーターを組み合わせたものが、このタイプの動力計として一般的に使用されています。欠点としては、テストセルに別のサービス（電源と冷却）が必要になること、および制御システムがやや複雑になることなどが挙げられます。制御安定性の観点から、モータリングとブレーキング間の遷移に注意する必要があります。

エンジンテストにおける動力計の使用方法

ダイナモメーターは、現代のエンジン技術の開発と改良に役立ちます。ダイナモメーターのコンセプトは、車両のさまざまなポイントにおける動力伝達を測定・比較することで、エンジンまたはドライブトレインをより効率的な動力伝達に改造できるようにすることです。例えば、エンジンダイナモで特定のエンジンが400 N⋅m（295 lbf⋅ft）のトルクを達成しているのに、シャーシダイナモでは350 N⋅m（258 lbf⋅ft）しか示されていない場合、ドライブトレインの損失は公称値であることがわかります。ダイナモメーターは通常非常に高価な機器であるため、通常は特定の目的のためにダイナモメーターを必要とする特定の分野でのみ使用されます。

ダイナモメーターシステムの種類

ダイノグラフ1

ダイノグラフ2

「ブレーキ」ダイナモメーターは、原動機（PM）に可変負荷をかけ、適用された「制動力」に応じてPMの回転速度を制御または維持する能力を測定します。通常、このダイナモメーターはコンピュータに接続され、適用されたブレーキトルクを記録し、「ロードセル」または「ひずみゲージ」と速度センサーからの情報に基づいてエンジン出力を計算します。

「慣性」ダイナモメーターは、固定の慣性質量負荷を与え、その固定かつ既知の質量を加速するために必要な動力を計算し、コンピュータを用いて回転数と加速度を記録してトルクを計算します。エンジンは通常、アイドリングより少し高い回転数から最高回転数までテストされ、出力が測定されてグラフにプロットされます。

「モータリング」ダイナモメーターは、ブレーキダイナモシステムの機能を提供しますが、それに加えて、PM に「電力を供給」 (通常は AC または DC モーターを使用) し、非常に小さな電力出力のテスト (たとえば、車両の下り坂での運転時やスロットルのオン/オフ操作中に発生する速度と負荷を再現する) が可能になります。

動力計テスト手順の種類

基本的に、ダイナモメーターのテスト手順には 3 つの種類があります。

1. 定常状態：PAU（パワーアブソーバーユニット）によって供給される可変ブレーキ負荷によって、エンジンが規定の回転数（または通常は連続した回転数）で一定時間保持される状態。これはブレーキダイナモメーターを用いて実施されます。
2. スイープテスト：エンジンは負荷（慣性負荷またはブレーキ負荷など）をかけた状態でテストされますが、規定の低い「開始」回転数から規定の「終了」回転数まで、連続的に回転数を「スイープ」させることが可能です。これらのテストは、慣性計またはブレーキダイナモメーターを用いて行うことができます。
3. 過渡試験：通常はACまたはDCダイナモメーターを用いて行われ、エンジン出力と回転数は試験サイクル全体を通して変化します。管轄地域によって異なる試験サイクルが使用されます。シャーシ試験サイクルには、米国小型車両規格UDDS、HWFET、US06、SC03、ECE、EUDC、CD34が含まれ、エンジン試験サイクルにはETC、HDDTC、HDGTC、WHTC、WHSC、ED12が含まれます。

スイープテストの種類

1. 慣性スイープ：慣性ダイナモシステムは、固定慣性質量のフライホイールを備え、フライホイール（負荷）を開始回転数から終了回転数まで加速するために必要な出力を計算します。エンジン（シャシーダイナモの場合はエンジンと車両）の実際の回転質量は不明であり、タイヤの質量の変動さえも出力結果を歪めます。フライホイールの慣性値は「固定」されているため、低出力エンジンははるかに長い時間負荷がかかり、テスト終了時にはエンジン内部の温度が通常非常に高くなりすぎます。その結果、「ダイナモ」における最適なチューニング設定が、外部環境における最適なチューニング設定からずれてしまいます。逆に、高出力エンジンは「4速スイープ」テストを10秒未満で完了するのが一般的ですが、これは実際の運転と比較すると、信頼できる負荷条件ではありません。負荷時間が十分に与えられないため、内燃室温度は非現実的なほど低く、特にピーク出力を過ぎた時点での出力は低めに偏ります。
2. ブレーキ ダイノ タイプの ロード スイープには次のものが含まれます。
   1. 単純固定負荷スイープ：テスト中は、エンジン出力より若干低い固定負荷が適用されます。エンジンは、始動回転数から停止回転数まで加速されます。加速率は、特定の回転数における出力に応じてエンジン自身の加速率で変化します。出力は、（回転数×トルク×定数）+ダイナモの加速に必要な出力、およびエンジン／車両の回転質量を用いて計算されます。
   2. 制御加速度スイープ：（上記の）単純な固定荷重スイープテストと基本的な使用法は似ていますが、特定の加速度を目標とするアクティブ荷重制御が追加されています。一般的には20fps/psが使用されます。
3. 制御された加速率: 使用される加速率は低出力エンジンから高出力エンジンまで制御され、「テスト期間」の過度な延長と短縮が回避され、より再現性の高いテストとチューニング結果が提供されます。

「スイープテスト」は、ほとんどの場合、疑わしい結果をもたらします。なぜなら、「スイープテスト」を使用する多くのユーザーは回転質量係数を無視し、あらゆるエンジンや車両のあらゆるテストに一律の「係数」を適用することを好むからです。単純な慣性ダイナモシステムでは「慣性質量」を導出できないため、テスト対象となるすべての車両で同じ（仮定の）慣性質量を使用せざるを得ません。

定常状態テストを使用すると、このタイプのテスト中に加速が発生しないため、スイープ テストの回転慣性質量エラーが排除されます。

過渡試験特性

急激なスロットル操作、エンジン回転数の変化、そしてエンジンのモータリングは、ほとんどの過渡エンジン試験の特徴です。これらの試験の通常の目的は、車両の排出ガス試験の開発と認証です。場合によっては、早期開発とキャリブレーションのために、低コストの渦電流式動力計を用いて過渡試験サイクルの1つを試験することもあります。渦電流式動力計システムは負荷応答が速く、速度と負荷を迅速に追跡できますが、モータリングは行えません。求められる過渡試験のほとんどにはモータリング動作が含まれるため、渦電流式動力計を用いた過渡試験サイクルでは、異なる排出ガス試験結果が生成されます。最終的な調整は、モータリング対応の動力計で行う必要があります。

エンジンダイナモメーター

HORIBA エンジンダイナモメーター TITAN

エンジンダイナモメーターは、エンジンを車両から取り外した状態で、エンジンのクランクシャフト（またはフライホイール）から直接出力とトルクを測定します。これらのダイナモメーターは、ギアボックス、トランスミッション、デファレンシャルといった駆動系における動力損失を考慮していません。

シャーシダイナモメーター（ローリングロード）

シャーシダイナモメーター上のサーブ96

シャシーダイナモメーター（ローリングロードとも呼ばれる）^{[ 6 ]}は、駆動輪から「駆動ローラー」の表面に伝達される動力を測定します。車両は多くの場合、ローラーに固定され、ローラーを回転させることで出力を測定します。

現代のローラー式シャシーダイナモシステムは、「サルビスベルグローラー」^{[ 7 ]}を採用しており、滑らかなローラーやローレット加工されたローラーに比べて、トラクションと再現性が向上します。シャシーダイナモメーターは固定式またはポータブル式があり、回転数、パワー、トルクの表示以外にも多くの機能を備えています。現代の電子機器と、反応速度が速く、慣性が低いダイナモシステムにより、最高のパワーとスムーズな走行をリアルタイムで調整することが可能になりました。

他のタイプのシャーシダイナモメータも利用可能で、これらは旧式のドライブローラー上のホイールの滑りの可能性を排除し、車両のハブに直接取り付けて車軸からのトルクを直接測定します。

自動車の排出ガス開発および認証ダイナモメーター試験システムでは、排出ガスのサンプリング、測定、エンジン回転数と負荷の制御、データ収集、安全性監視といった機能が、多くの場合、完全なテストセルシステムに統合されています。これらの試験システムには、複雑な排出ガスサンプリング装置（定容サンプラーや未処理排気ガスサンプル調製システムなど）と分析装置が組み込まれています。これらの分析装置は、一般的なポータブル排気ガス分析装置よりもはるかに高感度で高速です。1秒を大きく下回る応答時間が一般的であり、多くの過渡試験サイクルで要求されます。また、量販店では、回転数（RPM）とともにグラフ表示される 広帯域酸素センサーを用いて空燃比を調整することも一般的です。

エンジンシステムのキャリブレーションを行うための自動キャリブレーションツールとダイナモメータ制御システムを統合したシステムは、開発テストセルシステムでよく見られます。これらのシステムでは、ダイナモメータの負荷とエンジン回転数を様々なエンジン動作点まで変化させると同時に、選択されたエンジン管理パラメータを変化させ、その結果を自動的に記録します。このデータは後ほど分析され、エンジン管理ソフトウェアで使用するエンジンキャリブレーションデータを生成するために活用されます。

様々な駆動系部品における摩擦損失や機械的損失のため、測定されたホイールブレーキ馬力は、エンジンダイナモメーターのクランクシャフトまたはフライホイールで測定されたブレーキ馬力よりも通常15～20％低くなります。^{[ 8 ]}

歴史

グラハム・デサグリエ動力計はジョージ・グラハムによって発明され、 1719年にジョン・デサグリエの著作の中で言及されています。^{[ 9 ]}デサグリエは最初の動力計を改良したため、この計器はグラハム・デサグリエ動力計として知られるようになりました。

レニエ動力計は、1798年にフランスのライフル銃製造者であり技術者でもあったエドメ・レニエによって発明され、公開されました。^{[ 10 ]}

改良された計量機の 特許がロンドンのフリート街のシーベとマリオットに発行された（1817年6月）^{[ 11 ] [ 12 ] 。}

ガスパール・ド・プロニーは1821 年にド・プロニーブレーキを発明しました。

マクニールの道路表示器は、1820 年代後半に ジョン・マクニールによって発明され、マリオットの特許取得済みの計量機をさらに発展させました。

英国ウースターに拠点を置くフルード社は、エンジンおよび車両用動力計を製造しています。同社は、1877年にウィリアム・フルードが油圧式動力計を発明したとしており、最初の商用動力計は1881年に前身のヒーナン・アンド・フルード社によって製造されたとしています。

1928 年、ドイツの会社「Carl Schenck Eisengießerei & Waagenfabrik」が、現代の車両テストスタンドの基本設計を備えたブレーキテスト用の最初の車両ダイナモメーターを製造しました。

渦電流式動力計は、1931年頃にマーティン・ウィンザーとアンソニー・ウィンザーによって発明されましたが、当時はDCモーター/発電機用動力計が長年使用されていました。ウィンザー兄弟によって設立されたダイナマティック・コーポレーションは、 2002年までウィスコンシン州ケノーシャで動力計を製造していました。ダイナマティックは1946年から1995年までイートン・コーポレーションの傘下でした。2002年、ウィスコンシン州ジャクソンのダイン・システムズがダイナマティックの動力計製品ラインを買収しました。ヒーナン・アンド・フルードは1938年から長年にわたり、ダイナマティックとイートンからのライセンスに基づき渦電流式動力計を製造していました。^{[ 13 ]}

参照

• 鉄道用動力計車
• エンジン試験スタンドダイナモメーター、エンジン用、例：燃焼エンジン
• フォースゲージ
• 自動車の燃費
• 手の力の測定器
• 工作機械動力計
• 万能試験機

注記

1. Robertson, D. Gorden E. 「Dynamometry」 . オタワ大学. 2009年11月16日時点のオリジナルよりアーカイブ。
2. 「ヒステリシスブレーキとクラッチ」（PDF） Magtrol Inc.米国2019年10月。 2023年1月2日閲覧。
3. 「オイルせん断ブレーキで試験時間を大幅に短縮」 Industrial Equipment News . 2015年9月24日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2015年7月22日閲覧。
4. 「油圧ダイナモメーター - Froude」 . Froude | ダイナモメーターメーカー. 2017年12月24日. 2023年9月1日閲覧。
5. 「歴史 | 会社概要」フルード・ホフマン. 2023年9月1日閲覧。
6. 「Rolling Road Dyno」 .チューニングツール. 2016年12月3日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2012年8月3日閲覧。
7. 「米国特許: D798762 - 時計ストラップリンク」uspto.gov . 2018年4月7日閲覧。
8. John Dinkel、「シャーシダイナモメーター」、 Road and Track Illustrated Automotive Dictionary、(Bentley Publishers、2000) p. 46。
9. バートン、アレン W. およびダリル E. ミラー、1998 年、「運動技能評価」
10. レニエ、エドメ。動力計の説明と使用法、1798 年。
11. ヘバート、ルーク（2018年4月7日）「エンジニアとメカニックの百科事典：大英帝国の製造業のあらゆる記述に用いられている機械とプロセスの実用的図解を理解する」ケリー。 2018年4月7日閲覧– Googleブックス経由。
12. 「The Monthly Magazine」 R. Phillips、2018年4月7日。 2018年4月7日閲覧– Google Books経由。
13. ウィンザー、マーティン・P. (1976).渦電流. オハイオ州クリーブランド：イートン社.

参考文献

• ウィンザー、JB (1975). 『ダイナモメータの基礎理論と応用ハンドブック』 オハイオ州クリーブランド：イートン社
• マーティル, A.; プリント, M. (2007).エンジン試験 - 理論と実践（第4版）. オックスフォード, イギリス: エルセビア. ISBN 978-0-08-096949-7。