동력계

섬네일|360x360px|섀시 다이너모미터.

동력계, 다이나모미터(dynamometer) 또는 "다이노(dyno)"는 열기관, 전동기 또는 기타 회전하는 원동기의 돌림힘과 회전 속도(RPM)를 동시에 측정하여 순간 일률을 계산하고, 일반적으로 동력계 자체에서 kW 또는 bhp로 표시하는 장치이다.

동력계는 테스트 중인 기계의 돌림힘 또는 일률 특성을 결정하는 데 사용될 뿐만 아니라 여러 다른 역할에도 사용된다. 미국 환경보호청에서 정의하는 것과 같은 표준 배출 테스트 주기에서 동력계는 엔진(엔진 동력계 사용) 또는 전체 파워트레인(섀시 동력계 사용)의 시뮬레이션된 도로 부하를 제공하는 데 사용된다. 단순한 일률 및 돌림힘 측정 외에도 동력계는 엔진 관리 컨트롤러의 보정, 연소 거동에 대한 상세 조사, 마찰학과 같은 다양한 엔진 개발 활동을 위한 테스트 베드의 일부로 사용될 수 있다.

alt=손 힘 측정용 동력계 장치|섬네일|악력 측정

의료 용어에서 휴대용 동력계는 악력 및 악력의 일상적인 검진과 손 부상 또는 기능 장애 환자의 초기 및 지속적인 평가에 사용된다. 또한 경추 신경근 또는 말초 신경의 손상이 의심되는 환자의 악력을 측정하는 데도 사용된다.

물리치료, 운동학 및 인간공학 분야에서는 힘 동력계가 운동선수, 환자 및 작업자의 등, 악력, 팔 및 다리 힘을 측정하여 신체 상태, 성능 및 작업 요구 사항을 평가하는 데 사용된다. 일반적으로 레버에 가해지거나 케이블을 통해 가해지는 힘을 측정한 다음 힘에서 레버 축까지의 수직 거리를 곱하여 돌림힘으로 변환한다.

 돌림힘 일률(흡수) 동력계의 작동 원리 
섬네일|upright=1.3|데드 웨이트 돌림힘 측정 기능이 있는 초기 유압 동력계

흡수 동력계는 테스트 중인 원동기(펠톤수차 등)에 의해 구동되는 부하 역할을 한다. 동력계는 테스트가 요구하는 모든 속도와 돌림힘 수준에서 작동할 수 있어야 한다.

흡수 동력계는 알려진 질량 구동 롤러를 가속하는 데 필요한 일률만 측정하여 일률을 계산하고 원동기에 가변 부하를 제공하지 않는 "관성" 동력계와 혼동해서는 안 된다.

흡수 동력계는 일반적으로 작동 돌림힘과 속도를 측정하는 수단을 갖추고 있다.

동력계의 일률 흡수 장치(PAU)는 원동기에 의해 생성된 일률을 흡수한다. 동력계에 흡수된 이 일률은 열로 변환되며, 이 열은 일반적으로 주변 공기로 소산되거나 공기로 소산되는 냉각수로 전달된다. 원동기가 발전기로서 직류 전동기를 구동하여 부하를 생성하는 회생 동력계는 잉여 직류 전력을 생성하고 잠재적으로 DC/AC 인버터를 사용하여 AC 전력을 상업용 전력망으로 다시 공급할 수 있다.

흡수 동력계에는 다양한 주요 테스트 유형을 제공하기 위한 두 가지 유형의 제어 시스템을 장착할 수 있다.

 정지력 
동력계에는 "제동" 돌림힘 조절기가 있다. 일률 흡수 장치는 설정된 제동력 돌림힘 부하를 제공하도록 구성되어 있으며, 원동기는 테스트하고자 하는 스로틀 개방, 연료 공급 속도 또는 기타 변수에서 작동하도록 구성되어 있다. 그런 다음 원동기는 원하는 속도 또는 RPM 범위에서 엔진을 가속할 수 있다. 정지력 테스트 루틴은 약간 돌림힘이 부족하도록 PAU를 설정해야 원동기 출력에 비해 특정 가속도를 허용한다. 일률은 회전 속도 x 돌림힘 x 상수를 기반으로 계산된다. 상수는 사용되는 단위에 따라 달라진다.

 정속 
동력계에 속도 조절기(사람 또는 컴퓨터)가 있는 경우, PAU는 원동기가 원하는 단일 테스트 속도 또는 RPM에서 작동하도록 하는 데 필요한 가변 제동력(돌림힘)을 제공한다. 원동기에 가해지는 PAU 제동 부하는 수동으로 제어하거나 컴퓨터로 결정할 수 있다. 대부분의 시스템은 선형적이고 빠른 부하 변화 능력 때문에 와전류, 유압 또는 직류 전동기로 생성되는 부하를 사용한다.

일률은 각속도와 돌림힘의 곱으로 계산된다.

모터링 동력계는 테스트 중인 장비를 구동하는 전동기 역할을 한다. 테스트가 요구하는 모든 속도에서 장비를 구동하고 모든 수준의 돌림힘을 생성할 수 있어야 한다. 일반적으로 교류 또는 직류 전동기는 장비 또는 "부하" 장치를 구동하는 데 사용된다.

대부분의 동력계에서 일률(P)은 직접 측정되지 않고, 돌림힘(τ)과 각속도(ω) 값 또는 힘(F)과 선형 속도(v) 값에서 계산되어야 한다.

또는

여기서
P는 와트 단위의 일률
τ는 뉴턴 미터 단위의 돌림힘
ω는 라디안/초 단위의 각속도
F는 뉴턴 단위의 힘
v는 미터/초 단위의 선형 속도

사용된 측정 단위에 따라 변환 상수로 나누어야 할 수도 있다.

영국 또는 미국 관습 단위의 경우,

여기서
Php는 마력 단위의 일률
τlb·ft는 파운드-피트 단위의 돌림힘
ωRPM은 분당 회전수 단위의 회전 속도

미터법 단위의 경우,

여기서
PW는 와트(W) 단위의 일률
τN·m은 뉴턴 미터 (Nm) 단위의 돌림힘
ω는 라디안/초(rad/s) 단위의 회전 속도
ω = ωRPM . π / 30  

 동력계 상세 설명 
섬네일|right|엔진, 돌림힘 측정 장치 및 회전계가 있는 전기 동력계 설정

동력계는 흡수(또는 흡수기/구동기) 장치로 구성되며, 일반적으로 돌림힘 및 회전 속도를 측정하는 수단을 포함한다. 흡수 장치는 하우징 내부에 있는 일종의 로터로 구성된다. 로터는 테스트 중인 엔진 또는 다른 장비에 연결되어 있으며 테스트에 필요한 모든 속도로 자유롭게 회전할 수 있다. 동력계의 로터와 하우징 사이에 제동 돌림힘을 발생시키는 수단이 제공된다. 돌림힘을 발생시키는 수단은 흡수/구동 장치의 유형에 따라 마찰식, 유압식, 전자기식 또는 기타 방식일 수 있다.

돌림힘을 측정하는 한 가지 방법은 동력계 하우징을 돌림힘 암에 의해 구속되는 것을 제외하고 자유롭게 회전할 수 있도록 장착하는 것이다. 하우징은 각 끝에 연결된 트러니언을 사용하여 받침대에 장착된 트러니언 베어링에서 지지하여 자유롭게 회전할 수 있다. 돌림힘 암은 다이노 하우징에 연결되고, 저울이 다이노 하우징이 회전하려는 힘을 측정하도록 배치된다. 돌림힘은 저울이 나타내는 힘에 동력계 중앙에서 측정한 돌림힘 암의 길이를 곱한 값이다. 로드셀 트랜스듀서는 저울 대신 돌림힘에 비례하는 전기 신호를 제공하는 데 사용될 수 있다.

돌림힘을 측정하는 또 다른 방법은 돌림힘 센서 커플링 또는 돌림힘 트랜스듀서를 통해 엔진을 다이너모에 연결하는 것이다. 돌림힘 트랜스듀서는 돌림힘에 비례하는 전기 신호를 제공한다.

전기 흡수 장치를 사용하면 흡수기/구동기가 끌어오는(또는 생성하는) 전류를 측정하여 돌림힘을 결정할 수 있다. 이는 일반적으로 덜 정확한 방법이며 현대에는 많이 사용되지 않지만 일부 목적에는 적합할 수 있다.

돌림힘 및 속도 신호가 사용 가능한 경우, 테스트 데이터는 수동으로 기록되는 대신 데이터 획득 시스템으로 전송될 수 있다. 속도 및 돌림힘 신호는 차트 기록계 또는 플로터에 기록할 수도 있다.

 동력계의 종류 
위에서 설명한 바와 같이 흡수식, 모터링식 또는 범용으로 분류하는 것 외에도 동력계는 다른 방식으로도 분류할 수 있다.

엔진에 직접 연결된 다이노를 엔진 다이노라고 한다.

엔진을 차량 프레임에서 제거하지 않고도 구동 바퀴에서 직접 차량의 파워트레인에 의해 전달되는 돌림힘과 일률을 측정할 수 있는 다이노를 섀시 다이노라고 한다.

동력계는 또한 사용하는 흡수 장치 또는 흡수기/구동기 유형에 따라 분류할 수 있다. 흡수만 가능한 일부 장치는 모터와 결합하여 흡수기/구동기 또는 "범용" 동력계를 구성할 수 있다.

 흡수 장치의 종류 
 와전류 (흡수만)
 자성 분말 브레이크 (흡수만)
 이력 브레이크 (흡수만)
 전동기/발전기 (흡수 또는 구동)
 팬 브레이크 (흡수만)
 유압 브레이크 (흡수만)
 강제 윤활, 오일 전단 마찰 브레이크 (흡수만)
 워터 브레이크 (흡수만)
 복합 다이노 (일반적으로 전기/모터링 다이노와 직렬로 연결된 흡수 다이노)

 와전류형 흡수기 
와전류(EC) 동력계는 현재 현대식 섀시 다이노에서 가장 일반적으로 사용되는 흡수기이다. EC 흡수기는 빠른 부하 안정화를 위한 빠른 부하 변화율을 제공한다. 대부분은 공랭식이지만 일부는 외부 수랭 시스템을 필요로 하도록 설계되었다.

와전류 동력계는 움직임에 대한 저항을 생성하기 위해 자기장을 가로질러 움직이는 전기 전도성 코어, 샤프트 또는 디스크가 필요하다. 철은 일반적인 재료이지만 구리, 알루미늄 및 기타 전도성 재료도 사용할 수 있다.

현재(2009년) 응용 분야에서 대부분의 EC 브레이크는 차량 디스크 브레이크 로터와 유사한 주철 디스크를 사용하며, 가변 전자석을 사용하여 자기장 강도를 변경하여 제동량을 제어한다.

전자석 전압은 일반적으로 컴퓨터에 의해 제어되며, 자기장의 변화를 사용하여 가해지는 일률 출력과 일치시킨다.

정교한 EC 시스템은 정상 상태 및 제어된 가속 속도 작동을 허용한다.

 분말 동력계 
분말 동력계는 와전류 동력계와 유사하지만, 로터와 코일 사이의 공극에 미세한 자성 분말이 배치된다. 결과적인 자속선은 회전 중에 지속적으로 생성되고 분리되는 금속 입자 "사슬"을 만들어 큰 돌림힘을 생성한다. 분말 동력계는 일반적으로 열 소산 문제로 인해 낮은 RPM으로 제한된다.

 이력 현상 동력계 
이력 동력계는 자기 폴 피스 사이에 생성된 자속선을 통해 움직이는 자기 로터(때로는 알니코 합금)를 사용한다. 따라서 로터의 자화는 B-H 특성 주위를 순환하며, 이 과정에서 해당 그래프의 선 사이의 면적에 비례하는 에너지를 소산한다.

정지 상태에서 돌림힘을 발생시키지 않는 와전류 브레이크와 달리, 이력 브레이크는 전체 속도 범위에서 자화 전류(또는 영구 자석 장치의 경우 자석 강도)에 비례하는 거의 일정한 돌림힘을 발생시킨다. 장치에는 종종 환기 슬롯이 통합되어 있지만, 일부는 외부 공급 장치에서 강제 공기 냉각을 위한 장치가 있다.

이력 및 와전류 동력계는 소형( 이하) 동력계에서 가장 유용한 기술 중 두 가지이다.

 전동기/발전기 동력계 
전동기/발전기 동력계는 가변 속도 드라이브의 특수 유형이다. 흡수/구동 장치는 교류(교류 (AC)) 전동기 또는 직류(직류 (DC)) 전동기일 수 있다. 교류 전동기 또는 직류 전동기는 테스트 중인 장치에 의해 구동되는 발전기 또는 테스트 중인 장치를 구동하는 전동기로 작동할 수 있다. 적절한 제어 장치를 갖춘 경우, 전기 전동기/발전기 동력계는 범용 동력계로 구성할 수 있다. 교류 전동기용 제어 장치는 가변 전압 가변 주파수 제어이며, 직류 전동기용 제어 장치는 DC 드라이브이다. 두 경우 모두 회생 제어 장치는 테스트 중인 장치에서 전기 공급 장치로 전력을 전송할 수 있다. 허용되는 경우, 동력계 운전자는 요금상계제도를 통해 반환된 전력에 대해 공공 서비스 회사로부터 지불금(또는 크레딧)을 받을 수 있다.

엔진 테스트에서 범용 동력계는 엔진의 일률을 흡수할 뿐만 아니라 엔진을 구동하여 마찰, 펌핑 손실 및 기타 요인을 측정할 수 있다.

전기 전동기/발전기 동력계는 일반적으로 다른 유형의 동력계보다 비용이 많이 들고 복잡하다.

 팬 브레이크 
팬은 엔진 부하를 제공하기 위해 공기를 불어넣는 데 사용된다. 팬 브레이크에 흡수되는 돌림힘은 기어링이나 팬 자체를 변경하거나 팬을 통한 공기 흐름을 제한하여 조정할 수 있다. 공기의 점성도가 낮기 때문에 이 유형의 동력계는 흡수할 수 있는 돌림힘의 양이 본질적으로 제한된다.

 강제 윤활 오일 전단 브레이크 
오일 전단 브레이크는 자동차 자동변속기의 클러치와 유사한 일련의 마찰 디스크와 강판을 가지고 있다. 마찰 디스크를 운반하는 샤프트는 커플링을 통해 부하에 연결된다. 피스톤이 마찰 디스크와 강판 스택을 함께 밀어 디스크와 판 사이의 오일에 전단을 생성하고 돌림힘을 가한다. 돌림힘은 공압 또는 유압으로 제어할 수 있다. 강제 윤활은 마모를 없애기 위해 표면 사이에 오일 막을 유지한다. 반응은 스틱슬립 없이 0 RPM까지 부드럽다. 필요한 강제 윤활 및 냉각 장치를 통해 수백 열 마력까지 부하를 흡수할 수 있다. 대부분의 경우 브레이크는 변형률 게이지로 고정된 토크 암을 통해 운동학적으로 접지되며, 이는 부하 시 동력계 제어 장치에 공급되는 전류를 생성한다. 일반적으로 비례 또는 서보 제어 밸브는 동력계 제어 장치가 스트레인 게이지의 피드백으로 루프를 닫아 프로그램 돌림힘 부하를 제공하도록 압력을 가하는 데 사용된다. 돌림힘 요구 사항이 증가하면 속도 제한이 있다.

 유압 브레이크 
유압 브레이크 시스템은 유압 펌프(일반적으로 기어식 펌프), 유체 저장소 및 두 부분 사이의 배관으로 구성된다. 배관에는 조절 가능한 밸브가 삽입되어 있으며, 펌프와 밸브 사이에는 유압 압력을 측정하는 게이지 또는 기타 수단이 있다. 가장 간단하게 말하면, 엔진을 원하는 RPM으로 올리고 밸브를 점진적으로 닫는다. 펌프의 출구가 제한됨에 따라 부하가 증가하고 원하는 스로틀 개방에 도달할 때까지 스로틀을 열기만 하면 된다. 대부분의 다른 시스템과 달리 일률은 유량(펌프 설계 사양에서 계산), 유압 압력 및 RPM을 고려하여 계산된다. 압력, 부피 및 RPM으로 계산하든, 다른 로드셀 유형 브레이크 다이노로 계산하든 브레이크 HP는 본질적으로 동일한 일률 수치를 생성해야 한다. 유압 다이노는 와전류 흡수기를 약간 능가하는 가장 빠른 부하 변화 능력으로 유명하다. 단점은 고압의 뜨거운 오일과 오일 저장소가 다량으로 필요하다는 것이다.

 워터 브레이크형 흡수기 
섬네일|엔진-동력계 워터 브레이크 흡수기가 작동하는 방식을 설명하는 4분짜리 '작동 방식' 비디오 튜토리얼.

유압 동력계(일명 워터 브레이크 흡수기)는 1877년 영국 해군성의 요청에 따라 대형 해군 엔진의 일률을 흡수하고 측정할 수 있는 기계를 개발하기 위해 영국의 엔지니어 윌리엄 프루드가 발명했다. 워터 브레이크 흡수기는 오늘날 비교적 흔하다. 다른 더 빠르게 반응하는 "일률 흡수기" 유형에 비해 높은 일률 용량, 작은 크기, 가벼운 무게 및 비교적 낮은 제조 비용으로 유명하다.

단점은 부하량을 "안정화"하는 데 비교적 오랜 시간이 걸릴 수 있다는 점과 냉각을 위해 "워터 브레이크 하우징"에 지속적으로 물을 공급해야 한다는 점이다. 환경 규제로 인해 "흐름식" 물이 금지될 수 있으며, 이 경우 오염된 물이 환경으로 유입되는 것을 방지하기 위해 대형 물탱크가 설치된다.

도식은 가장 일반적인 유형의 워터 브레이크인 "가변 수위" 유형을 보여준다. 엔진이 부하에 대해 일정한 RPM으로 유지될 때까지 물을 추가하고, 그 후 물을 해당 수준으로 유지하며 지속적인 배수 및 재충전으로 교체한다(이는 마력을 흡수하여 생성된 열을 배출하는 데 필요하다). 하우징은 생성된 돌림힘에 반응하여 회전하려고 시도하지만, 돌림힘을 측정하는 저울 또는 돌림힘 측정 셀에 의해 구속된다.

frame|center|이 도식은 회전이 제한된 하우징을 가진 유체 커플링인 워터 브레이크를 보여준다. 마치 출구가 없는 워터 펌프와 같다.

 복합 동력계 
대부분의 경우, 모터링 동력계는 대칭적이다. 300kW AC 동력계는 300kW를 흡수할 수 있을 뿐만 아니라 300kW로 모터링도 할 수 있다. 이는 엔진 테스트 및 개발에서 흔하지 않은 요구 사항이다. 때로는 더 큰 흡수 동력계를 더 작은 모터링 동력계와 결합하는 것이 더 비용 효율적인 해결책이다. 또는 더 큰 흡수 동력계와 간단한 AC 또는 DC 모터를 유사한 방식으로 사용하여 전기 모터가 필요할 때만 모터링 일률을 제공하고(흡수는 없음) 사용할 수 있다. (더 저렴한) 흡수 동력계는 최대 흡수량에 맞게 크기가 조정되는 반면, 모터링 동력계는 모터링에 맞게 크기가 조정된다. 일반적인 배출 테스트 주기 및 대부분의 엔진 개발에 대한 일반적인 크기 비율은 약 3:1이다. 두 대의 기계가 직렬로 연결되어 있기 때문에 돌림힘 측정은 다소 복잡하며, 이 경우 인라인 돌림힘 트랜스듀서가 선호되는 돌림힘 측정 방법이다. 전자 제어 기능을 갖춘 와전류 또는 워터 브레이크 동력계와 가변 주파수 드라이브 및 AC 유도 모터가 이 유형의 일반적인 구성이다. 단점으로는 두 번째 테스트 셀 서비스(전력 및 냉각)가 필요하고 제어 시스템이 약간 더 복잡하다는 점이 있다. 제어 안정성 측면에서 모터링과 제동 간의 전환에 주의를 기울여야 한다.

 엔진 테스트를 위한 동력계 사용 방법 
동력계는 현대 엔진 기술의 개발 및 개선에 유용하다. 이 개념은 다이노를 사용하여 차량의 여러 지점에서 일률 전달을 측정하고 비교하여 엔진 또는 구동계를 수정하여 더 효율적인 일률 전달을 얻을 수 있도록 하는 것이다. 예를 들어, 엔진 다이노가 특정 엔진이 의 돌림힘을 달성하고 섀시 다이노가 만 보여준다면, 구동계 손실이 명목상이라는 것을 알 수 있다. 동력계는 일반적으로 매우 비싼 장비이므로 특정 목적을 위해 의존하는 특정 분야에서만 사용된다.

 동력계 시스템의 종류 
right|섬네일|300px|다이노 그래프 1
right|섬네일|300px|다이노 그래프 2

'브레이크' 동력계는 원동기(PM)에 가변 부하를 가하고, PM이 "제동력"에 따라 RPM을 움직이거나 유지하는 능력을 측정한다. 일반적으로 컴퓨터에 연결되어 적용된 제동 돌림힘을 기록하고 "로드셀" 또는 "변형률 게이지" 및 속도 센서의 정보를 기반으로 엔진 일률 출력을 계산한다.

'관성' 동력계는 고정된 관성 질량 부하를 제공하고, 해당 고정된 알려진 질량을 가속하는 데 필요한 일률을 계산하며, 컴퓨터를 사용하여 RPM 및 가속 속도를 기록하여 돌림힘을 계산한다. 엔진은 일반적으로 공회전보다 약간 높은 속도에서 최대 RPM까지 테스트되며, 출력은 측정되어 그래프에 플로팅된다.

'모터링' 동력계는 브레이크 다이노 시스템의 기능을 제공하지만, 추가적으로 PM에 "전력을 공급"(일반적으로 AC 또는 DC 전동기 사용)하여 매우 작은 일률 출력(예: 내리막길 주행 또는 스로틀 온/오프 작동 시 경험하는 속도 및 부하 복제)을 테스트할 수 있다.

 동력계 테스트 절차의 종류 
본질적으로 3가지 유형의 동력계 테스트 절차가 있다.

 정상 상태: 엔진이 PAU(일률 흡수 장치)가 제공하는 가변 제동 부하에 의해 지정된 RPM(또는 일반적으로 순차적인 일련의 RPM)에서 원하는 시간 동안 유지되는 경우. 이는 브레이크 동력계로 수행된다.
 스윕 테스트: 엔진이 부하(예: 관성 또는 브레이크 부하) 하에서 테스트되지만, 지정된 낮은 "시작" RPM에서 지정된 "종료" RPM까지 연속적으로 RPM이 "스윕"되도록 허용된다. 이러한 테스트는 관성 또는 브레이크 동력계로 수행할 수 있다.
 과도 테스트: 일반적으로 AC 또는 DC 동력계로 수행되며, 테스트 주기 동안 엔진 일률 및 속도가 변경된다. 다른 테스트 주기는 다른 관할 구역에서 사용된다. 섀시 테스트 주기에는 미국 경량 UDDS, HWFET, US06, SC03, ECE, EUDC 및 CD34가 포함되며, 엔진 테스트 주기에는 ETC, HDDTC, HDGTC, WHTC, WHSC 및 ED12가 포함된다.

 스윕 테스트의 종류 
관성 스윕: 관성 다이노 시스템은 고정된 관성 질량 플라이휠을 제공하고, 시작 RPM에서 종료 RPM까지 플라이휠(부하)을 가속하는 데 필요한 일률을 계산한다. 엔진의 실제 회전 질량(또는 섀시 다이노의 경우 엔진 및 차량)은 알려져 있지 않으며, 타이어 질량의 가변성조차도 일률 결과에 영향을 미친다. 플라이휠의 관성 값은 "고정"되어 있으므로 저출력 엔진은 훨씬 더 오랜 시간 동안 부하를 받게 되고, 테스트가 끝날 무렵 엔진 내부 온도가 너무 높아져 최적의 "다이노" 튜닝 설정이 외부 세계의 최적 튜닝 설정에서 벗어나게 된다. 반대로 고출력 엔진은 일반적으로 "4단 스윕" 테스트를 10초 이내에 완료하는데, 이는 실제 작동과 비교했을 때 신뢰할 수 있는 부하 조건이 아니다. 부하를 받는 시간이 충분하지 않으면 연소실 내부 온도가 비현실적으로 낮아지고, 특히 일률 최고치를 넘어선 후의 일률 판독값은 낮은 쪽으로 치우친다.
부하 스윕, 브레이크 다이노 유형:
 단순 고정 부하 스윕: 테스트 동안 엔진 출력보다 약간 적은 고정 부하가 가해진다. 엔진은 자체 가속 속도에 따라 시작 RPM에서 종료 RPM까지 가속되도록 허용되며, 특정 회전 속도에서의 일률 출력에 따라 달라진다. 일률은 (회전 속도 x 돌림힘 x 상수) + 다이노 및 엔진/차량의 회전 질량을 가속하는 데 필요한 일률을 사용하여 계산된다.
 제어된 가속 스윕: (위의) 단순 고정 부하 스윕 테스트와 기본 사용법이 유사하지만, 특정 가속 속도를 목표로 하는 능동 부하 제어가 추가된다. 일반적으로 20fps/ps가 사용된다.
제어된 가속 속도: 사용되는 가속 속도는 저출력 엔진부터 고출력 엔진까지 제어되며, "테스트 시간"의 과도한 연장 및 단축을 피하여 보다 반복 가능한 테스트 및 튜닝 결과를 제공한다.

"스윕 테스트"는 거의 항상 의심스러울 것이다. 많은 "스윕" 사용자가 회전 질량 계수를 무시하고, 모든 엔진 또는 차량의 모든 테스트에 일률적인 "계수"를 사용하는 것을 선호하기 때문이다. 단순 관성 다이노 시스템은 "관성 질량"을 도출할 수 없으므로, 테스트되는 모든 차량에 동일한 (가정된) 관성 질량을 사용할 수밖에 없다.

정상 상태 테스트를 사용하면 이러한 유형의 테스트에서는 가속이 없으므로 스윕 테스트의 회전 관성 질량 오차가 제거된다.

 과도 테스트 특성 
공격적인 스로틀 움직임, 엔진 속도 변화 및 엔진 모터링은 대부분의 과도 엔진 테스트의 특징이다. 이러한 테스트의 일반적인 목적은 차량 배기가스 개발 및 형식 승인이다. 어떤 경우에는 초기 개발 및 보정을 위해 저비용 와전류 동력계가 과도 테스트 주기 중 하나를 테스트하는 데 사용된다. 와전류 다이노 시스템은 빠른 부하 응답을 제공하여 속도와 부하를 빠르게 추적할 수 있지만, 모터링은 허용하지 않는다. 대부분의 필요한 과도 테스트에는 상당한 양의 모터링 작동이 포함되므로, 와전류 다이노를 사용하는 과도 테스트 주기는 다른 배기가스 테스트 결과를 생성할 것이다. 최종 조정은 모터링이 가능한 다이노에서 수행해야 한다.

 엔진 동력계 
섬네일|right|HORIBA 엔진 동력계 TITAN

엔진 동력계는 엔진을 차량에서 분리했을 때 엔진의 크랭크축(또는 플라이휠)에서 직접 일률과 돌림힘을 측정한다. 이 다이노는 변속기, 변속기 및 차동장치와 같은 구동계의 일률 손실을 고려하지 않는다.

 섀시 동력계 (롤링 로드) 

섬네일|right|사브 96 섀시 동력계에서

섀시 동력계는 때때로 롤링 로드라고도 불리며, 구동 바퀴에 의해 "구동 롤러" 표면에 전달되는 일률을 측정한다. 차량은 종종 롤러에 묶여 있고, 차량이 롤러를 돌리면 그에 따라 출력이 측정된다.

현대식 롤러형 섀시 다이노 시스템은 "살비스베르그 롤러(Salvisberg roller)"를 사용하는데, 이는 부드럽거나 널링된 구동 롤러를 사용하는 것에 비해 견인력과 반복성을 향상시킨다. 섀시 동력계는 고정형 또는 휴대형일 수 있으며, RPM, 일률 및 돌림힘을 표시하는 것 이상을 수행할 수 있다. 현대 전자 장치와 빠르게 반응하는 저관성 다이노 시스템을 통해 이제는 실시간으로 최고의 일률과 가장 부드러운 주행을 위해 튜닝하는 것이 가능하다.

기존 구동 롤러에서 바퀴 미끄러짐 가능성을 없애고, 차량의 허브에 직접 연결하여 차축에서 직접 돌림힘을 측정하는 다른 유형의 섀시 동력계도 있다.

자동차 배기가스 개발 및 형식 승인 동력계 테스트 시스템은 종종 배기가스 샘플링, 측정, 엔진 속도 및 부하 제어, 데이터 준비, 안전 모니터링을 완전한 테스트 셀 시스템으로 통합한다. 이러한 테스트 시스템에는 일반적으로 복잡한 배기가스 샘플링 장비(예: 정용량 샘플러 및 원시 배기가스 샘플 준비 시스템) 및 분석기가 포함된다. 이러한 분석기는 일반적인 휴대용 배기가스 분석기보다 훨씬 민감하고 훨씬 빠르다. 1초 미만의 응답 시간은 일반적이며, 많은 과도 테스트 주기에서 요구된다. 소매 환경에서는 RPM과 함께 넓은 대역 산소 센서를 사용하여 공기-연료 비율을 튜닝하는 것도 일반적이다.

엔진 시스템 보정을 위한 자동 보정 도구와 동력계 제어 시스템의 통합은 개발 테스트 셀 시스템에서 자주 발견된다. 이러한 시스템에서 동력계 부하와 엔진 속도는 많은 엔진 작동 지점에서 변경되며, 선택된 엔진 관리 매개변수는 변경되고 결과는 자동으로 기록된다. 이 데이터에 대한 후속 분석은 엔진 관리 소프트웨어에서 사용되는 엔진 보정 데이터를 생성하는 데 사용될 수 있다.

다양한 구동계 구성 요소의 마찰 및 기계적 손실로 인해 측정된 휠 브레이크 마력은 일반적으로 엔진 동력계에서 크랭크축 또는 플라이휠에서 측정된 브레이크 마력보다 15-20% 적다.

 역사 
그레이엄-데사굴리에 동력계는 조지 그레이엄이 발명했으며 1719년 존 데사굴리에의 저술에 언급되었다. 데사굴리에가 최초의 동력계를 수정했기 때문에 이 기구는 그레이엄-데사굴리에 동력계로 알려지게 되었다.

레니에 동력계는 1798년 프랑스 총기 제작자이자 엔지니어인 에드메 레니에에 의해 발명되어 공개되었다.

향상된 저울에 대한 특허가 런던 플릿 스트리트의 지베(Siebe)와 매리엇(Marriot)에게 (1817년 6월 날짜로) 발행되었다.

가스파르 드 프로니는 1821년에 드 프로니 브레이크를 발명했다.

매크닐의 도로 표시기는 1820년대 후반에 존 매크닐이 매리엇의 특허 저울을 더욱 발전시켜 발명했다.

영국 워체스터의 Froude Ltd는 엔진 및 차량 동력계를 제조한다. 그들은 윌리엄 프루드가 1877년에 유압 동력계를 발명했다고 하며, 최초의 상업용 동력계는 1881년에 그들의 전신 회사인 히넌 & 프루드에 의해 생산되었다고 말한다.

1928년 독일 회사 "칼 솅크 아아젠기사라이 & 바겐파브리크(Carl Schenck Eisengießerei & Waagenfabrik)"는 현대 차량 테스트 스탠드의 기본 설계인 브레이크 테스트용 최초의 차량 동력계를 제작했다.

와전류 동력계는 1931년경 마틴과 앤서니 빈터가 발명했지만, 당시에는 DC 전동기/발전기 동력계가 오랫동안 사용되어 왔다. 빈터 형제가 설립한 Dynamatic Corporation은 2002년까지 커노샤에서 동력계를 제조했다. Dynamatic은 1946년부터 1995년까지 이튼 코퍼레이션의 일부였다. 2002년 잭슨의 Dyne Systems는 Dynamatic 동력계 제품 라인을 인수했다. 1938년부터 Heenan & Froude는 Dynamatic과 이튼의 허가를 받아 와전류 동력계를 오랫동안 제조했다.

 같이 보기 
 동력계 차 철도용
 엔진 테스트 스탠드 엔진용 동력계 (예: 내연기관)
 힘 게이지
 연비
 악력 동력계
 공작 기계 동력계
 만능 재료 시험기

 내용주 

 각주 

분류:기계공학
분류:자동차 기술
분류:계측기
분류:전력장치