СТЕНД ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ ТРАНСПОРТНЫХ СРЕДСТВ Российский патент 1995 года по МПК G01M17/00 

Изобретение относится к технологическому оборудованию, в частности для комплексных ресурсных испытаний автотранспортных средств в заводских условиях.

Известен стенд для испытания транспортных средств, содержащий передние и задние беговые барабаны, шарнирно установленные на основании и охваченные попарно передними и задними бесконечными лентами для размещения на них в отдельности каждого колеса транспортного средства, входной вал которого кинематически соединен с передними беговыми барабанами, дополнительную передачу, выходной вал которой кинематически соединен с задними беговыми барабанами, тормоз с системой управления, кинематически соединенный с беговыми барабанами, опорный ролик, шарнирно установленный на основании под верхней ветвью бесконечных лент, удерживающее устройство, тормозные площадки, трехзвездный дифференциальный механизм и устройство возвратно-поступательного движения, связанное с испытуемым объектом.

Недостатками рассмотренного технического решения являются относительно низкая воспроизводимость эксплуатационных режимов, выраженная отсутствием воспроизведения поперечных инерциальных сил, а также сил вертикальной загрузки транспортного средства.

Из известных стендов, предназначенных для комплексных ресурсных испытаний транспортных средств, ближе всех к предлагаемому по технической сущности является стенд для испытания транспортных средств, 1977. Стенд включает основание, беговые барабаны, шарнирно установленные на основании и охваченные бесконечной лентой, имеющей механизм поперечного перемещения ленты.

Основным недостатком стенда является низкая воспроизводимость комплексных эксплуатационных режимов, как в продольном, так и в поперечных осях транспортного средства, соответствующих движению его на прямых и криволинейных участках дороги. Кроме того, отсутствует возможность оценки стойкости транспортного средства на эксплуатационных режимах при максимальной загрузке.

Цель изобретения - экономия материальных и людских ресурсов, связанных с испытанием транспортного средства, путем создания любого заданного воспроизведения инерционных, весовых и аэродинамических сил.

Это достигается тем, что основание для закрепления транспортного средства выполнено подвижным в горизонтальной и вертикальной плоскостях посредством жидкостной опоры, выполненной в виде взаимодействующих через слой жидкости верхних и нижних горизонтальных плит, при этом верхние горизонтальные гладкие плиты жестко связаны с основанием, а нижние плиты, связанные с неподвижным стапелем стенда, имеют прерывистые радиальные, концентрические канавки с отверстиями для подачи в них потока жидкости, при этом подвижное основание стенда в продольном и поперечном направлениях связано со стапелем стенда силовозбудителями, а транспортное средство своими колесными дисками связано с модулями имитации дорожных нагрузок через вал подшипникового узла, включающего радиальный и торцевой подшипники, а также сферический упор, связанный с приводом боковой нагрузки на колесный диск, при этом корпус подшипникового узла выполнен подпружиненным, а ударный механизм, жестко скрепленный с подвижным основанием, размещен снизу под элементом крепления модуля дорожных нагрузок с колесным диском, а по краю стапеля стенда, охватывающего подвижное основание, установлен на рельсах имитатор аэродинамических нагрузок в виде диффузора со встроенным вентилятором, при этом силовозбудители стенда связаны трубопроводами с электрогидроприводами и маслостанцией, а электрогидроприводы связаны электрически с программным устройством комплексной нагрузки. Кроме того, на сиденьях транспортного средства размещены грузовые манекены.

Таким образом предлагаемый стенд имеет жидкостный регулятор опоры подвижного основания, подвижное основание, на котором размещено транспортное средство, а также равномерно размещены ряд гладких горизонтальных плит, которые взаимодействуют через слой жидкости с аналогичным количеством горизонтальных плит, размещенных на неподвижном стапеле. Плиты, размещенные на неподвижном стапеле, имеют на поверхности прерывистые радиальные и концентрические канавки с отверстиями для подачи в них жидкости. На краях неподвижных плит выполнены приемники потока жидкости. Подвижное основание стенда в продольном и поперечном направлениях связано со стапелем стенда посредством горизонтальных силовозбудителей. Транспортное средство колесными дисками связано с модулями дорожных нагрузок, обеспечивающих имитацию бокового давления на колесные узлы и имитацию ударного воздействия со стороны дороги. По краю стапеля стенда, охватывающего подвижное основание, установлены рельсы с размещенным на них аэродинамическим диффузором. Силовозбудители стенда связаны трубопроводами с гидроприводами и маслостанцией. Гидроприводы электрически связаны с программным устройством комплексной нагрузки.

Наличие этих отличительных признаков обуславливает соответствие критерию "новизна".

При анализе отличительных признаков предлагаемого стенда следует сделать вывод, что предлагаемое техническое решение соответствует критерию "существенные отличия".

На фиг. 1 представлен стенд в рабочем положении; на фиг. 2 - вид стенда в плане; на фиг. 3 - сечение стенда по жидкостной опоре; на фиг. 4 - схема обвязки гидросистемой одной жидкостной опоры; на фиг. 5 - сечение стенда в зоне колесного диска.

Стенд для испытания транспортных средств включает систему воспроизведения инерционных нагрузок, в которую входят подвижные основание 1 с закрепленным на нем транспортным средством (т.с), опорные плиты 2-5 (фиг. 1 и 2). Опорные плиты проставками 6-9 (фиг. 1 и 2) жестко связаны с основанием. С неподвижной частью стенда стапелем основание связано с помощью силовозбудителей (гидроцилиндров) 11-14 (фиг. 1 и 2) через шарнирные звенья 15-22 (фиг. 1 и 2). На подвижной платформе размещены модули 23-26 (фиг. 1 и 2) имитации дорожных нагрузок. Каждый модуль имитации дорожных нагрузок включает корпус 27 (фиг. 2 и 5), в котором размещены узел боковой нагрузки на колесный диск (барабан) транспортного средства и узел ударного действия, имитирующий ударную нагрузку со стороны дороги с автономными приводами.

Узел боковой нагрузки состоит из диска крепления 28, вал 29 которого проходит через роликовый сферический подшипник 30, контактирующий с упорным подшипником 31, сферическая опора 32 которого связана с валом 33 гидропривода 34. Узел ударных нагрузок состоит из пружин 35, штырей 36, жестко связанных с подвижным основанием, и гидропривода 37. Регулятор жидкостной опоры состоит из верхних горизонтальных плит, скрепленных жестко с подвижной платформой, нижних горизонтальных плит, скрепленных со стапелем стенда, и гидросистемы с насосом рециркуляции.

Конструктивная схема одной из множества (четырех) жидкостных опор показана на фиг. 4. В нее входят верхняя плита 3, жестко связанная проставкой с подвижным основанием 1, нижняя плита 43 с каналом 42 подвода потока жидкости к радиусным канавкам 44. Жидкостная прослойка 38 с размером "б" обеспечивается требуемым давлением в щели и насосом 39 через трубопровод 40, 41. Истекающая из круговой щели "б" жидкость выбрасывается в кольцевую полость 52. Кольцевая полость связана с всасывающим патрубком насоса трубопроводом 53. Для устранения проливов плиты охвачены кожухом, который образует приемную круговую щель 51. Остальные три жидкостные опоры выполнены аналогично с подсоединением напорных 45, 46, 47 трубопроводов и сливных 48, 49, 50.

Гидросистема управления силовозбудителями (гидроцилиндрами) 11-14 представлена маслостанцией 54 (фиг. 4), связанной с электрогидроприводами 55-58, нагрузочные штуцера которых связаны с полостями прямого хода силовозбудителей с помощью трубопроводов 59-62 и полостями обратного хода с помощью трубопроводов 63-66. Слив отработанного масла осуществляется по возвратным трубопроводам 67-70. Аэродинамические нагрузки обеспечиваются диффузорами 71, установленными на рельсы 72.

Работает стенд следующим образом.

На подвижную платформу 1 устанавливается транспортное средство (т.с) при этом колесные диски (барабаны) скреплены с дисками 28 (фиг. 5) модулей 23-26 (фиг. 1 и 2) дорожных нагружений. Внутри транспортного средства на сиденьях закреплены грузовые манекены. Создают жидкостную опору подвижной платформы, для чего включают насос 39. Жидкость поступает между верхними плитами 2-5 и нижними неподвижными плитами 43. Движение потока жидкости показано на фиг. 4 для одной пары опорных плит. От насоса 39 по трубопроводам 40, 41 через канал 42, радиальные канавки 44 жидкость поступает между плитами и отрывает подвижную плиту 3 от неподвижной плиты 43 на величину "б". Высота подъема подвижных плит зависит от давления, развиваемого насосом 39. Поступление потока жидкости в зазоры плит 4, 5, 6 осуществляется от того же насоса по трубопроводам 45, 46, 47. Изливающийся кольцевой поток 38 попадает в кольцевую полость 52 и из нее по всасывающему трубопроводу 53 поступает в насос 39 на многократную циркуляцию. Аналогичным образом поступает жидкость от других плит. Прием жидкости обеспечивается по трубопроводам 48, 49, 50. Включают в работу двигатель транспортного средства. Для определения воздействия инерционных сил торможения, разгона и движения транспортного средства на криволинейных участках обеспечивается их имитация с помощью стенда.

Имитация сил разгона и торможения обеспечивается с помощью силовозбудителей 11, 12, работающих совместно с электрогидроприводами 55, 56 и маслостанцией 54, связанных трубопроводами 59, 63, 60, 64. При движении платформы 1 вправо имитируется движение разгона транспортного средства. При движении платформы 1 влево имитируется торможение транспортного средства, одновременно с этим в транспортном средстве включаются тормозные диски (или колодки), связанные кинематически с модулями 23-26 дорожных нагружений.

При движении платформы 1 в поперечном направлении имитируются инерционные нагрузки правого или левого виража транспортного средства. При этом включаются силовозбудители 13, 14 по трубопроводам 61, 62, 65, 66 с помощью электрогидроприводов 57, 58, связанных питанием сжатого масла от маслостанции 54. При этом также возможно подключение тормозной системы транспортного средства, а также приводов бокового давления на колеса с помощью приводов 34 (фиг. 5) модулей 23-26 дорожных нагружений. Имитация выступов, провалов на дороге обеспечивается приводом 37, связанным с ударным механизмом, включающим ударник привода и тарельчатые пружины 35, установленные на штырях 36 корпуса модуля дорожных нагрузок.

Имитация аэродинамической (ветровой) нагрузки обеспечивается с помощью диффузора 71, установленного на рельсах 72, имеющего возможность перемещаться для создания любого направления потока воздуха по отношению к кузову транспортного средства. Алгоритм воздействия комплексной нагрузки осуществляется с помощью автоматизированного пульта управления с использованием микропроцессорной техники.

Выполненный таким образом стенд позволяет более полно имитировать комплекс эксплуатационной нагрузки на транспортное средство, что обеспечивает снижение затрат на проведение комплексных испытаний, а также повышает надежность безаварийной работы транспортного средства при эксплуатации потребителем.

Изобретение относится к испытаниям транспортных средств, позволяющих максимально имитировать эксплуатационные нагрузки при отработке вновь создаваемых транспортных средств. Сущность изобретения: основание для закрепления транспортного средства выполнено подвижным в горизонтальной и вертикальной плоскостях посредством жидкостной опоры, выполненной в виде взаимодействующих через слой жидкости верхних и нижних горизонтальных плит, при этом верхние гладкие горизонтальные плиты жестко связаны с упомянутыми основанием, а нижние плиты связаны с неподвижным стапелем стенда. При этом транспортное средство колесными дисками связано с модулями имитации дорожных нагрузок через вал подшипникового узла, выполняющего радиальный и торцевой подшипники. По краю стенда, охватывающего подвижное основание транспортного средства, установлен на рельсах имитатора аэродинамических нагрузок в виде диффузора со встроенным вентилятором. Основание при движении на жидкостной опоре обеспечивает инерционные нагрузки на транспортное средство в горизонтальной плоскости любого заданного направления с широким спектром характера нарастания этих нагрузок. Включением автономных модулей имитации воздействия дороги на транспортное средство воспроизводятся нагрузки, возникающие от ее выпуклости /вогнутости/, неплоскостности, а также наличия отдельных выступов /ям/. При включении диффузора воздушный поток обтекает транспортное средство в любом направлении угла атаки по отношению к кузову транспортного средства. 1 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. СТЕНД ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ ТРАНСПОРТНЫХ СРЕДСТВ, содержащий основание для закрепления транспортного средства, стапель и систему имитации дорожных нагружений, отличающийся тем, что основание для закрепления транспортного средства выполнено подвижным в горизонтальной и вертикальной плоскостях посредством жидкостной опоры, выполненной в виде взаимодействующих через слой жидкости верхних и нижних горизонтальных плит, верхние гладкие горизонтальные плиты жестко связаны с упомянутым основанием, а нижние плиты, связанные с неподвижным стапелем стенда, имеют прерывистые радиальные, концентрические канавки с отверстиями для подвода в них потока жидкости, при этом подвижное основание стенда в продольном и поперечном направлениях связано со стапелем стенда силовозбудителями, система имитации дорожных нагружений включает в себя модули имитации дорожных нагрузок, связанные с колесными дисками транспортного средства через вал подшипникового узла, включающего радиальный и торцевой подшипники и сферический упор, связанный с приводом боковой нагрузки на колесный диск, при этом корпус подшипникового узла выполнен подпружиненным, ударный механизм, жестко скрепленный с подвижным основанием и размещенный снизу под элементом крепления модуля дорожных нагрузок с колесным диском, а по краю стапеля стенда, охватывающего подвижное основание транспортного средства, установлен на рельсах имитатор аэродинамических нагрузок в виде диффузора со встроенным вентилятором, причем силовозбудители стенда связаны трубопроводами с электрогидроприводами и маслостанцией, а электрогидроприводы электрически связаны с программным устройством комплексной нагрузки. 2. Стенд по п.1, отличающийся тем, что он дополнительно снабжен грузовыми манекенами, размещенными на сидениях транспортного средства.