Тормоз Прони — это простое устройство, изобретенное Гаспаром де Прони в 1821 году для измерения крутящего момента , создаваемого двигателем. Термин « тормозная мощность » — это одно из измерений мощности , полученное с помощью этого метода измерения крутящего момента. (Мощность рассчитывается путем умножения крутящего момента на скорость вращения .) [1]
По сути, измерение производится путем наматывания шнура или ремня на выходной вал двигателя и измерения силы, передаваемой ремню за счет трения . Трение увеличивается за счет натягивания ремня до тех пор, пока частота вращения вала не снизится до желаемой скорости вращения. На практике тогда можно прикладывать большую мощность двигателя, пока не будет достигнут предел мощности двигателя.
В простейшей форме двигатель соединен с вращающимся барабаном посредством выходного вала. Фрикционная лента обернута вокруг половины окружности барабана, и каждый конец прикреплен к отдельному пружинному балансу . Затем к концам ленты прикладывается значительная предварительная нагрузка, так что все пружинные балансы имеют начальные и идентичные показания. Когда двигатель работает, сила трения между барабаном и лентой будет увеличивать показания силы на одних весах и уменьшать на других. Разница между двумя показаниями, умноженная на радиус ведомого барабана, равна крутящему моменту. Если частота вращения двигателя измеряется тахометром , тормозную мощность легко рассчитать.
Альтернативный механизм — прикрепить рычаг к валу и провести измерение с помощью единых весов. Крутящий момент затем зависит от длины рычага, диаметра вала и измеренной силы.
Устройство обычно используется в диапазоне частот вращения двигателя для получения кривых мощности и крутящего момента двигателя, поскольку для большинства типов двигателей существует нелинейная зависимость между крутящим моментом и частотой вращения двигателя.
Выходная мощность в единицах СИ может быть рассчитана следующим образом:
Вращательная мощность (в ньютон-метрах в секунду, Н·м/с) = 2 π × расстояние от центральной линии барабана (фрикционного устройства) до точки измерения (в метрах , м) × скорость вращения ( в оборотах в секунду ) × измеренная сила (в ньютонах , Н). [2] [3]
Или в имперских единицах :
Rotary power (in pound-feet per second, lbf·ft/s) = 2π × distance from center-line of the drum (the friction device) to the point of measurement (in feet, ft) × rotational speed (in revolutions per second) × measured force (in pounds, lbf).