СТЕНД ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ НЕСУЩЕЙ СИСТЕМЫ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА Российский патент 1997 года по МПК G01M17/00 

Изобретение относится к устройствам для испытания несущих систем транспортных средств, в частности, рам, подвесок, платформ, опор силового агрегата.

Известен стенд для испытания транспортных средств, в котором колеса прикреплены к опорным башмакам, установленным на штоках нагружающих цилиндров /Б.В.Цимбалин и др. Испытание автомобилей, М, Машиностроение, 1978/. Контрольно-управляющее устройство стенда задает клапаном управления гидроцилиндров возмущающие сигналы, записанные в дорожных условиях. Недостатком данного устройства является невозможность проведения ускоренных испытаний в режиме тяжелых дорожных условий, т.к. горизонтальная сила инерции, возникающая от боковой качки транспортного средства передается к основанию стенда через шток гидроцилиндров, что приводит к их интенсивному износу, особенно уплотнителей.

Известен стенд для испытания несущей системы транспортного средства, содержащий основание с установленным на нем нагружающим устройством, состоящим из сервогидравлических цилиндров, задней и передней опор, причем передняя опора выполнена сдвоенной и плавающей в вертикальном направлении и связана посредством сферических шарниров с передней нагрузочной балкой, а задняя опора состоит из верхнего цилиндрического и нижнего сферического шарниров /а.с. СССР N 1203395, G 01 M 17/00, 1986 БИ N 1 прототип/.

Недостатком известной конструкции является невозможность нагружения задней подвески транспортного средства, в то время как известно, что наиболее повреждающим фактором несущих рамных конструкций является кососимметричное нагружение, т. е. одновременное приложение нагрузки к расположенным диагонально-переднему и заднему колесам. Ускоренные стендовые испытания несущих систем проводят, как бы иммитируя движение по треку со сменными неровностями, которые устанавливаются таким образом, что на них одновременно наезжают диагонально расположенные колеса передней и задней оси. В виду того что известный стенд позволяет закручивать только переднюю часть, а задняя подвеска не нагружается внешними силами, то на этом стенде невозможно полностью иммитировать режим нагружения на треке со сменными неровностями, и поэтому полученный результат испытаний на стенде не полностью соответствует действительности. Этот недостаток касается нагружения как в статическом, так и динамическом режиме.

Заявляемое изобретение направлено на расширение функциональных возможностей стенда и приближение условий нагружения с реальным.

Указанный технический результат достигается тем, что в стенде для испытания несущей системы транспортного средства, содержащем основание с установленными на нем нагружающим устройством, состоящим из сервогидравлических цилиндров, двух опор, передняя из которой выполнена сдвоенной и плавающей в вертикальном направлении, а задняя содержит в верхней части с обеих сторон цилиндрические шарниры, переднюю нагрузочную балку, связанную серединой посредством сферических шарниров с передней опорой, при этом задняя опора снабжена задней нагрузочной балкой, связанной серединой с основанием стенда посредством сферического шарнира и кронштейнами, жестко связанными с концами задней нагрузочной балки и с верхними цилиндрическими шарнирами.

Таким образом, заявляемый стенд отличается от прототипа тем, что:
задняя опора дополнительно снабжена задней нагрузочной балкой, связанной серединой с основанием стенда посредством сферического шарнира, и кронштейнами, жестко связанными с концами задней нагрузочной балки и с верхними цилиндрическими шарнирами.

Следовательно заявляемый стенд соответствует критерию изобретения "новизна".

Наличие в заявляемом решении задней нагрузочной балкой и связь ее через верхние цилиндрические шарниры с осью балансирной подвески позволяет закручивать ось балансирной подвески, т.е. прикладывать силы к задней подвеске непосредственно, а то время как в прототипе нагружается только передняя часть рамы, т.е. в заявляемом решении нагружение транспортного средства идентифицируется полностью с дорожным, например, треком со сменными поверхностями.

Изобретение поясняется чертежами, где на фиг. 1 показана схема предлагаемого стенда, на фиг. 2 вид А на фиг. 1.

Рама 1 транспортного средства элементами передней подвески 2 в передней части закреплена к передней нагрузочной балке 3, которая по концам опирается на основание стенда через нагружающие сервогидравлические цилиндры 4 и 5, а посередине через сдвоенный гидроцилиндр 6, штоки 7 и 8 которого соединены с нагрузочной балкой 3 посредством сферических шарниров.

Ось балансира 9 задней подвески 10 шарнирно соединена с кронштейнами 11 и 12 жестко закрепленными к задней нагрузочной балке 13, которая посередине соединена с основанием стенда сферическим шарниром 14, а по концам опирается на нагружающие сервогидравлические цилиндры 15 и 16, которые сферическими шарнирами как и гидроцилиндры 4 и 5 соединены с основанием стенда.

Сдвоенный гидроцилиндр 6 благодаря соединению с нагрузочной балкой 3 сферическими шарнирами позволяет ей вертикальное перемещение S, поворот на угол β с заданным ускорением, поворот на угол a /фиг. 1/, необходимый для иммитации преодоления препятствия транспортным средством одновременно двумя колесами, а также воспроизведения режима галопирования. Конструкция обеспечивает также устойчивость от опрокидывания со спецприспособлением стенда в поперечном и продольном направлениях, и от поворота в горизонтальной плоскости при испытании с большими амплитудами перемещений.

Конструкция заднего нагружающего устройства позволяет задней части рамы поворачиваться на угол a от горизонтальной плоскости на угол j /фиг. 1/ в вертикальной плоскости, а также обеспечивает устойчивость несущей системы транспортного средства от ее сползания /опрокидывания/ со спецприспособлений стенда в поперечном направлении при ее испытании с большими амплитудами перемещений. Рама может также перемещаться относительно вертикальной и продольной оси транспортного средства, что обеспечивается поворотом нагрузочной балки 13 с кронштейнами 11 и 12 на сферическом шарнире 14 и на оси балансира 9.

Таким образом, несущая система транспортного средства при испытаниях в стендовых условиях имеет все степени свободы, характерные для нее при эксплуатации. Нагрузочные элементы стенда обеспечивают необходимое число свободных перемещений несущей системы транспортного средства, с одной стороны, и ее устойчивость на спецприспособлениях стенда в процессе испытаний с другой.

Предлагаемый стенд позволяет нагружать раму в следующих режимах кручение несущей системы относительно ее продольной оси: нагружение инерционными силами и моментами от линейных перемещений с ускорением платформы с грузом, рамы и других элементов конструкции в продольно-вертикальной плоскости; нагружение инерционными силами и моментами при боковой качке с угловыми ускорениями. Эти виды нагружения вызывают деформации, определяющие, в основном, ресурс несущих элементов рамы и платформы транспортного средства в эксплуатации: кручение относительно продольной оси, изгиб в вертикальной и горизонтальной плоскостях.

При испытании статическая или динамическая нагрузка создаются сервогидравлическими цилиндрами 4, 5, 15 и 16, штоки которых совершают вертикальные ходы по заданной программе, вызывая необходимые режимы нагружения несущей системы. Горизонтальный изгиб несущей системы обеспечивается конструкцией стенда и силами инерции, возникающими в момент изменения направления кручения Закручивание и "галопирование" несущей системы создается разфазировкой работы сервогидравлических цилиндров.

При ускорении ресурсных испытаний в режиме движения по треку со сменными неровностями, синфазно работают диагонально расположенные цилиндры передней и задней нагрузочной балки с амплитудой перемещения штоков равной высоте неровностей трека. Частота нагрузки выбирается соответствующей частоте нагружения на треке. Определив долговечность несущей системы на стенде, применяя переводные коэффициенты, вычисляется ее эксплуатационный ресурс. Стенд позволяет вести также программные испытания используя записи нагружения несущей системы в эксплуатации.

Использование: изобретение относится к устройствам для испытания несущих систем транспортных средств, в частности, рам, платформ, подвесок. Сущность: стенд содержит основание с установленным на нем нагружающем устройством, состоящим из сервогидравлических цилиндров, задней и передней опор, причем передняя опора выполнена сдвоенной и плавающей в вертикальном направлении и связана посредством сферических шарниров с передней нагрузочной балкой, а задняя опора содержит в верхней части с обеих сторон цилиндрические шарниры. Новым в стенде является то, что задняя опора снабжена дополнительно задней нагрузочной балкой, связанной с основанием стенда посредством сферического шарнира, а по концам с верхними цилиндрическими шарнирами через кронштейны, жестко связанные с нагрузочной балкой. 2 ил.

Стенд для испытания несущей системы транспортного средства, содержащий основание с установленным на нем нагружающим устройством, состоящим из сервогидравлических цилиндров, двух опор, передняя из которых выполнена сдвоенной и плавающей в вертикальном направлении, а задняя содержит в верхней части с обеих сторон цилиндрические шарниры, переднюю нагрузочную балку, связанную серединой посредством сферических шарниров с передней опорой, отличающийся тем, что задняя опора снабжена задней нагрузочной балкой, связанной серединой с основанием стенда посредством сферического шарнира, и кронштейнами, жестко связанными с концами задней нагрузочной балки и с верхними цилиндрическими шарнирами.