Mechanisatie

Achtergrond

Brullen op de testbank

Dik 1.000 pk op een testbank? Niks bijzonders meer in de tractorpullingwereld. Op meerdere plaatsen in Nederland staat tegenwoordig een of andere vermogenstester in de schuur. TREKKER nam een kijkje bij twee teams die elk op hun eigen manier testen.
Een halve trekker voor de vermogenstester. Boven de controleruimte, voorzien van veiligheidsglas. Foto's: Peter Roek
Een halve trekker voor de vermogenstester. Boven de controleruimte, voorzien van veiligheidsglas. Foto's: Peter Roek

In de zoektocht naar meer vermogen verleggen tractorpullers de grenzen steeds verder. Om de juiste afstelling te vinden, is de inzet van een vermogenstester een groot hulpmiddel. Het principe van een testbank is eenvoudig: je koppelt de motor aan, remt hem af en meet daarbij hoeveel kracht nodig is om de rem tegen te houden tegen verdraaien. Deze kracht vermenigvuldig je met de werkzame arm, waaruit het koppel volgt. Dit koppel is gelijk aan het geleverde motorkoppel.

Vermenigvuldig je dit vervolgens met het toerental, dan krijg je het vermogen (zie kader). Dat remmen kan gebeuren met een waterrem, met wervelstroom of gewoon met remblokken op een schijf. In alle gevallen wordt het vermogen omgezet in warmte. Meten kan op twee plaatsen: aan de krukas en aan de wielen. We verdiepten ons in beide methoden.

Een kijkje onder de kap van de tester. De rood-zwarte trommel is de waterrem; aan de onderkant zijn de wateraansluitingen te zien. Ervoor de starterkrans met linksonder de startmotor. Foto: Peter Roek
Een kijkje onder de kap van de tester. De rood-zwarte trommel is de waterrem; aan de onderkant zijn de wateraansluitingen te zien. Ervoor de starterkrans met linksonder de startmotor. Foto: Peter Roek

Rem uit de Verenigde Staten

Marien den Besten en Laurens den Boer, teamcaptains van het succesvolle Simply Green-team, hebben naast hun dagelijkse werkzaamheden een onderneming in tractorpullingmotoren en -onderdelen, DB Engines & Parts. Zodoende moest er ook een vermogenstester komen. In Brandwijk, de thuishaven van het team, staat een state-of-the-art waterrem. Het team liet een DYNOmite remtrommel overkomen uit de Verenigde Staten. Die kan maximaal 5.500 Nm koppel aan. De rest eromheen bouwden ze zelf. Zo is de tester voorzien van een eigen startmotor om de te testen motor te starten. Je kunt er een complete neus voor plaatsen, of een losse motor. Die sluit je aan op een apart koelsysteem. Dan is er nog de waterrem zelf, met als warmtebuffer een grote tank waarin 3,5 kuub water zit.

Met een adapterplaat en een dikke kruiskoppeling is het vliegwiel aan de rem bevestigd. Door middel van de stalen plaat staat de motor vast op het frame. Foto: Peter Roek
Met een adapterplaat en een dikke kruiskoppeling is het vliegwiel aan de rem bevestigd. Door middel van de stalen plaat staat de motor vast op het frame. Foto: Peter Roek

Lange testen met dikke standaardtrekkers op de aftakas zijn geen probleem. De motor staat vast aan het frame van de vermogenstester, anders kantelt de motor weg als de krukas wordt afgeremd. De gashendel en de stopknop aansluiten, en de rookafzuiging gaat op de uitlaat. Boven de tester is de controlekamer gebouwd, voorzien van veiligheidsglas. Daar bedient de operator de motor en de testbank, en staat de computer die alles registreert. Zijn beeldscherm toont een dashboard; dat geeft alle belangrijke waarden weer. Na afloop kun je de run opnieuw afspelen en op elk gewenst moment stilzetten.

Kracht, koppel en vermogen
Het moment – in de volksmond koppel genoemd – krijg je wanneer je een kracht met zijn arm vermenigvuldigt:
M = F × A
M = koppel in Newton meter [Nm]
F = kracht in Newton [N]
A = arm in meter [m]

Het vermogen krijg je wanneer je het koppel met het toerental vermenigvuldigt volgens onderstaande formule:
P = M × ω
P = vermogen in Watt [W]
M = koppel in Newton meter [Nm]
ω = hoeksnelheid in radialen per seconde [rad/s]

De hoeksnelheid ω bereken je door het toerental [n] te vermenigvuldigen met 2π. Aangezien het gebruikelijk is om het toerental in omwentelingen per minuut weer te geven, delen door 60.
P = M × 2π × n / 60
Vereenvoudigd (en meteen bruikbaar in kiloWatt [kW] en omwentelingen per minuut) luidt bovenstaande de formule als volgt:
P = M × n / 9550
Ofwel vermogen is moment maal toerental delen door 9550. Om van kW naar pk’s te gaan, nog even vermenigvuldigen met 1,36.

Hulp aan andere teams

Marien en Laurens verhuren de testbank ook aan derden. Over de resultaten zijn ze kort: zo af en toe staat er een motor voor waarbij de afstelling een schot in de roos is; maar meestal worden hier nog de nodige pk’s gevonden. De brandstofgift en de timing van zowel pomp als nokkenas kunnen dan beter. De grootste winst? Dat was een trekker die hier kwam met 800 pk, en vertrok met 1.100 pk. Hiervoor probeerden ze zelfs verschillende nokkenassen uit.

Blik op de koeling. De zwarte slangen koelen de motor, de gele slang vult de interkoeler met koud water. De dikke leidingen op de achtergrond voorzien de waterrem van fris water. Foto: Peter Roek
Blik op de koeling. De zwarte slangen koelen de motor, de gele slang vult de interkoeler met koud water. De dikke leidingen op de achtergrond voorzien de waterrem van fris water. Foto: Peter Roek

Wanneer een motor voor de rem staat te brullen, trillen vloer en muren, en vliegen de mussen uit de dakgoot.

Aan de achteras

Aad en Bart Boers – die met Fahr Ahead uitkomen in de 4,5 ton sportklasse – deden vroeger aan brommersprint. Het sleutelen en opvoeren vonden ze mooier dan het racen zelf. Daarvoor hadden ze als een van de eersten een eigen testbank gebouwd, zo’n ding dat qua werking lijkt op wat de politie gebruikt om opgevoerde brommers er tussenuit te pikken. Met die testbank maakten ze flink progressie, en ondervonden ze dat hun gevoel hen wel eens de verkeerde kant op stuurde.

Het dasboard op de computer met alle belangrijke waarden. Uit concurrentieoverwegingen is hier niet het maximum vermogen weergegeven. Foto: Peter Roek
Het dasboard op de computer met alle belangrijke waarden. Uit concurrentieoverwegingen is hier niet het maximum vermogen weergegeven. Foto: Peter Roek

Ook voor tractorpulling bouwden ze zelf een tester. Die monteren ze aan de achteras. Hij bestaat uit twee delen, voor beide zijden een. Een as verbindt de helften om te voorkomen dat het differentieel het voor zijn kiezen krijgt wanneer de ene kant harder remt dan de andere. Hoe het exact werkt willen de heren niet zeggen, het enige wat ze kwijt willen is dat het geheel is gebaseerd op het principe van frictie. Er zit geen koeling op – niet nodig bij een test van circa 7 seconden. Doordat de achteras minder toeren maakt dan de krukas, is het koppel hoger. Het apparaat kan tot maximaal 80.000 Nm aan de achteras remmen, bij maximaal 150 toeren per minuut. Voldoende voor trekkers tot zo’n 1.700 pk.

Naast het toerental van de achteras registreren ze ook het toerental van de motor. Hiermee rekenen ze het wielkoppel terug naar het motorkoppel. Ook zien ze slip op de koppeling als beide toerentallen niet evenredig dalen. In theorie zou je zelfs de onder belasting schakelbare hoog/laag ermee kunnen testen.

De tester van Fahr Ahead aan beide zijden tegen de achteras gemonteerd. De zwarte tussenas zorgt ervoor dat beide zijden synchroon lopen. Foto: Ruben Fortuin
De tester van Fahr Ahead aan beide zijden tegen de achteras gemonteerd. De zwarte tussenas zorgt ervoor dat beide zijden synchroon lopen. Foto: Ruben Fortuin

De trekker moet je goed vastzetten, anders komt de neus omhoog. En ook de tester zelf moet goed aan de grond staan om te voorkomen dat de achterkant van de trekker omhoog komt en de hele tester rond gaat draaien. Het krachtenspel is anders dan op de baan, waarbij de ketting van de sleepwagen de achterkant van de trekker naar beneden trekt. Het bedienen van de motor gebeurt vanaf de trekker, de rem bedienen ze vanaf de kant.

Testbank houdt je niet voor de gek

Vanaf augustus 2017 hebben ze de testbank in gebruik. Sindsdien is er 135 pk gewonnen! Zo weten ze inmiddels hoe temperatuur- en druksensoren je de verkeerde kant op kunnen sturen. De brandstofpomp 2,5 graden later in laten spuiten gaf een hogere uitlaattemperatuur en een halve bar meer turbodruk, maar 35 pk minder! Hun ervaring: 80% van wat je probeert werkt niet! De testbank liegt niet, en dat is wel eens frustrerend na een week lang sleutelen voor meer vermogen.

Een lange arm naar voren voorkomt dat de tester onder de achteras doorslaat. Foto: Ruben Fortuin
Een lange arm naar voren voorkomt dat de tester onder de achteras doorslaat. Foto: Ruben Fortuin

Inmiddels is de testbank ook te huur voor andere teams. Het systeem weegt rond 800 kg per kant, en kan op locatie komen testen. Dat is een groot voordeel voor teams die verschillende afstellingen willen beproeven. Mooi bij huis met alle gereedschappen en onderdelen bij de hand, zodat je tussendoor bijvoorbeeld een turbo kunt wisselen.

Goed bestede euro’s

De behaalde verbeteringen onderstrepen de noodzaak van afstellen op de testbank. Sommige teams boeken in een dag op de testbank meer vooruitgang dan in een heel seizoen op de baan. De kosten van een dag op de testbank pakken gunstig uit in verhouding tot de geboekte vermogenswinst. Vermogenstesten zijn niet meer weg te denken uit de tractorpullingwereld.

Of registreer je om te kunnen reageren.