Стенд для испытания механических и бесступенчатых коробок передач легковых автомобилей Российский патент 2023 года по МПК G01M13/02 

Настоящее изобретение относится к машиностроению, а именно, к испытательной технике, и предназначено для использования с целью обкатки и испытания бесступенчатых коробок передач – вариаторов.

Из существующего уровня техники известна конструкция (см. патент RU 2069336, дата публикации 20.11.1996) содержащая привод и электротормоз с двумя обмотками возбуждения, кинематически соединяемые с валами испытуемой коробки передач, кинематически связываемой с ведомым валом коробки передач датчик момента, первый регистрирующий прибор, второй регистрирующий прибор, первый, второй и третий регулируемый источники постоянного тока и регулятор нагрузки, выполненный двухканальным.

Недостатком данного стенда является отсутствие возможности испытания бесступенчатых коробок передач – вариаторов, поскольку отсутствуют приборы, которые будут регистрировать температуру и давление масла, чтобы контролировать режимы работы вариатора.

Наиболее близким к заявленному техническому решению является конструкция (см. патент RU 119107, дата публикации 2012.08.10). Она содержит стендовый электродвигатель с регулируемой скоростью вращения, к выходному валу которого присоединено устройство для подсоединения обкатываемой коробки перемены передач, блок электропитания для питания этого стендового электродвигателя на этапе разгона, блок тормозящей нагрузки для торможения этого стендового электродвигателя на этапе торможения, блок управления работой стендового электродвигателя на этапах разгона и торможения, блок контроля параметров этапов разгона и торможения стендового электродвигателя и, систему измерения параметров обкатываемой коробки перемены передач.

Недостатком данной конструкции является высокий диапазон изменения нагрузок с большими интервалами регулирования в процессе испытаний, так как стенд предназначен для испытания высоконагруженных коробок передач мощных тракторов.

Способами устранения недостатков указанных изобретений будут являться:

- разработка конструкции стенда для испытания бесступенчатых коробок передач легковых автомобилей (вариаторов);

- оснащение разработанного стенда устройством плавного регулирования нагрузки, для более точного снятия параметров испытываемой коробки передач;

- оснащение разработанного стенда датчиками температуры, уровня и давления масла для возможности проведения испытаний и обкатки вариаторов.

Задачей изобретения является разработка конструкции стенда для проведения обкатки и испытания бесступенчатых коробок передач (вариаторов), оснащенного электронными приборами для регистрации текущего значения температуры, давления и уровня масла в вариаторе. Разрабатываемое устройство предназначено для обкатки и испытания коробок передач в холостом режиме и под нагрузкой.

Технический результат, достигаемый изобретением, заключается в реализации следующих технических решений:

- использование автоматического режима при проведении испытаний (осуществляется прогрев масла в коробке передач на холостом режиме, после достижения нужного значения осуществляется плавное изменение нагрузки);

- разработка универсального кронштейна для крепления на стенд, который подходит для различных коробок передач.

Принцип снятия параметров мощности со стенда лежит в измерении частоты вращения вала тягового и нагрузочного электродвигателя. При помощи этих данных возможно вычислять текущее передаточное отношение вариаторной передачи. Также частота вращения потребуется для расчета крутящего момента двигателя. Принцип измерения крутящего момента основан на снятии параметров напряжения и тока, вычислении потребляемой мощности и численном расчете. В качестве тягового звена стенда выступает асинхронный электродвигатель. При повышении нагрузки на ведущем валу вариатора, увеличивается сопротивление вращению ротора электродвигателя, в результате чего наблюдается возрастание тока в цепи обмоток статора и повышается потребляемая электродвигателем мощность.

Фиксированными параметрами для проведения испытания являются: напряжение, передаточное отношение. Изменяемыми в процессе испытания выступают параметры: потребляемая мощность, потребляемый ток тягового электродвигателя, частота вращения ведущего и ведомого вала коробки передач (вариатора). В процессе проведения испытания фиксируются показания амперметра, ваттметра, тахометра, а также температура смазывающей жидкости вариатора. После проведения испытания производятся вычисления крутящего момента на ведущем валу двигателя. После снятия всех показаний строятся сравнительные графики, и вычисляется КПД испытываемой коробки передач (вариатора).

Для достижения указанного технического результата предлагается следующая конструкция стенда (Фиг. 1).

Основными составляющими стенда являются: рама стенда 8, тяговый электродвигатель 1, нагрузочный электродвигатель 2. Тяговый 1 и нагрузочный 2 двигатели крепятся к раме стенда при помощи болтового соединения. Универсальный кронштейн 4 закреплен к тяговому электродвигателю 1 и служит для установки испытываемой коробки передач 3. Вал нагрузочного электродвигателя 2 при помощи шлицевого соединения взаимодействует с дифференциалом, либо с выходным валом коробки передач 3. Напряжение питания на тяговый электродвигатель 1 поступает через выключатель 5, который служит для запуска стенда. Блок управления 6 обрабатывает сигналы, поступающие с датчиков через кабель 9 и выводит их на дисплей, а также измеряет вольт-амперную характеристику с обмоток электродвигателей для расчета крутящего момента. Включение нагрузочного электродвигателя осуществляется при помощи выключателя 7.

Датчики на коробке передач располагаются следующим образом (Фиг.2).

Датчик давления масла 1 устанавливается в технологическое отверстие бесступенчатой коробки передач. Датчик температуры масла 2 используется стандартный, в случае его отсутствия, он устанавливается вместо пробки контрольного отверстия. Датчик уровня масла 3 устанавливается в отверстие вместо щупа.

Изобретение относится к испытательному оборудованию для бесступенчатых коробок передач легковых транспортных средств. Стенд для испытания вариаторов легковых автомобилей состоит из рамы с тяговым электродвигателем, нагрузочного электродвигателя, соединенного с выходным валом вариатора, и блока управления. Вариатор оснащен электронными приборами для регистрации текущего значения температуры масла, давления масла и уровня масла. Блок управления, обрабатывающий измеряемые значения напряжения и тока с обмоток электродвигателей, а также с электронных приборов для регистрации текущего значения температуры масла, давления масла и уровня масла вариатора. Блок управления также управляет плавным изменением нагрузки и постоянно выводит снимаемые показатели на дисплей. Достигается повышение эффективности проведения испытаний путем контроля необходимых показателей. 2 ил.

Стенд для испытания вариаторов легковых автомобилей, состоящий из рамы, на которую установлены тяговый электродвигатель с кронштейном под испытываемый вариатор, нагрузочный электродвигатель, соединенный при помощи шлицевого соединения с выходным валом вариатора, оснащенного электронными приборами для регистрации текущего значения температуры масла, давления масла и уровня масла, блок управления, обрабатывающий измеряемые значения напряжения и тока с обмоток электродвигателей, а также с электронных приборов для регистрации текущего значения температуры масла, давления масла и уровня масла вариатора, и управляющий плавным изменением нагрузки, передаваемой на вариатор в зависимости от режима обкатки или проведения испытания, и в процессе проведения испытания постоянно выводящий снимаемые показатели на дисплей, для контроля выходных параметров коробки передач и текущего состояния процесса испытаний.