Стенд для испытания передач Советский патент 1985 года по МПК G01M13/02 

Изобретение относится к машиностроению, а именно к испытательной технике, и может быть использовано при обкатке и испь1тании передач с электромагнитным переключателем скоростей, например гидромеханической передачи автобуса. Цель изобретения - сокращение продолжительности испытаний путем повышени-я быстродействия и точности .регулирования режимов нагружения на различных передаточных числах испытуемой передачи. На фиг. 1 приведена общая схема предлагаемого стенда для испытания передач; на фиг. 2 - функциональная схема блока управления нагрузкой; на фиг. 3 - график напряжения на выходе суммирующего элемента; на фиг. 4 - график напряжения на входе ключевого элемента. Стенд содержит привод 1, кинематически соединенный с входным валом испытуемой передачи 2, к выходному валу которой подключается нагружатель, выполненный в виде последовательно соединенных якоря генератора постоянного тока (не показан), ключевого элемента 4 и активного сопротивления 5, причем обмотка 6 возбуждения генератора постоянного тока связана с устройством 7 управления нагрузкой, к которому также подключены управляющий вход ключевого элемента 4, выход датчика 8 нагрузочного момента испытуемой передачи 2 и электромагнитный переключатель 9 передаточного числа испытуемой передачи 2. Устройство 7 управления нагрузкой содержит задатчики 10 и ,11 напряжения, соединенные через коммутационные элементы 12 и 13 с входом линейного усилителя 14, выход которого подключен к обмотке 6 возбуждения генератора постоянного тока. К управляющим входам коммутационных элементов 12 и 13 подключены контакты переключателя 9 передаточного числа испытуемой передачи 2. Кроме устройства 7 управления нагрузкой, схема содержит последовательно соединенные суммирующий элемент 15 и усилительформирователь 16, выход которого подключен к управляющему входу ключевого элемента 4, причем суммирующий элемент 15 имеет два неинвертирующих входа, и один инвертирующий. К инвертирующему входу суммирующего элемента 15 подключен блок 17 опорных напряжений, первому неинвертирующему - генератор 18 пилообразного напряжения, второму неинвертирующему - выход датчика 8 нагрузочного момента. Число задатчиков 10 и 11 коммутационных элементов 12 и 13 соответствует числу электромагнитного переключателя 9 испытуемой передачи 2. Стенд работает следующим образом. При включении стенда привод 1 приводит во вращение входной вал испытуемой передачи 2. Создание нагрузки на выходном валу испытуемой передачи 2 обеспечивает генератор постоянного тока с якорем 3 и обмоткой 6 возбуждения. Напряжение, генерируемое на якоре 3, поступает через ключевой элемент 4 на активное сопротивление 5. Вся мощность, развиваемая генератором, расходуется на нагрев этого сопротивления. Регулировка нагрузки осуществляется с помощью ключевого элемента 4. При скважности управляющих импульсов, равной единице (ключевой элемент 4 включен постоянно), величина сопротивления, подключенного к якорю 3, равна величине Ко активного сопротивления 5. Р Q C) (ключевой элемент 4 разомкнут постоянно) величина сопротивления, подключенного к якорю 3 становится бесконечно большой. Для остальных значений скважности управляющих импульсов величина сопротивления, подключенного к якорю 3, может быть определена по формуле В установивщемся режиме постоянное напряжение с выхода датчика 8 поступает на вход суммирующего элемента 15, куда также поступают постоянное напряжение с выхода блока 17 опорных напряжений и пилообразное напряжение с выхода генератора 18. Суммирующий элемент 15 осуществляет сложение входных сигналов, причем напряжение с выхода блока 17 складывается с обратным знаком, так как оно подается на инвертирующий вход элемента 15. Форма напряжения на выходе суммирующего элемента 15 показана на фиг. За. Как видно из графика, напряжение пилообразной формы, формируемое генератором 18, смещается на выходе элемента 15 на величину И, равную разности напряжений на выходе датчика 8 нагрузочного момента и на выходе блока 17 опорных напряжений. С выхода суммирующего элемента 15 сигнал поступает на вход усилителя-формирователя 16, где усиливается на положительных участках периода изменения напряжения и преобразуется в импульсы (фиг. 4). Полученные импульсы с выхода усилителя-формирователя 16 поступают на управляющий вход ключевого элемента 4, осуществляя регулировку нагрузки. Если величина нагрузки становится меньше значения, заданного блоком 17 опорных напряжений, то напряжение на выходе датчика 8 нагрузочного момента уменьшается, что приводит к уменьшению величины MQ. При этом пилообразное напряжение на выходе суммирующего элемента 15 смещается вверх (фиг. 3). Это приводит к увеличению скважности управляющих

импульсов и согласно формуле (I) к уменьшению величины R, что в свою очередь приводит к увеличению тока в якоре 3 и увеличению создаваемого им нагрузочного момента. Аналогично проходят процессы при увеличении нагрузки, приводя также к ее автоматической стабилизации.

Для повышения быстродействия и точности регулирования устанавливают оптимальные коэффициенты усиления обратной связи по нагрузке для каждого передаточного числа испытуемой передачи 2 из условия устойчивости системы регулирования

путем подбора оптимального значения напряжения возбуждения генератора постоянного тока при помощи задатчиков 10 и II напряжения, число которых равно числу передаточных отношений испытуемой передачи 2.

Поэтому при испытаниях в случае срабатывания электромагнитного переключателя 9 передаточного числа испытуемой передачи 2 автоматически изменяется напряжение возбуждения в обмотке .генератора постоянного тока, обеспечивая оптимальную величину коэффициента усиления цепи обратной связи по нагрузке.

1. СТЕНД ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ ПЕРЕДАЧ, имеющий электромагнитный переключатель передаточного числа, содержащий привод и нагружатель, кинематически соединяемые с валами испытуемой передачи, датчик нагрузочного момента и связанное с ним устройство управления нагрузкой, отличающийся тем, что, с целью сокращения продолжительности испытаний, нагружатель представляет собой генератор постоянного тока и последовательно подключенные к его якорю активное сопротивление и ключевой элемент, а устройство управления нагрузкой предназначено для связи с электромагнитным переключателем передаточного числа испытуемой, передачи и также связано с обмоткой возбуждения генератора постоянного тока и ключевым элементом. 2. Стенд по п. 1, отличающийся тем, что устройство управления нагрузкой представляет собой задатчики напряжения, подключенные через соединяемые с электромагнитным переключателем передаточного числа испытуемой передачи коммутационные элементы к линейному усилителю, выход которого связан с обмоткой возбуждения генератора постоянного тока, суммирующий элемент, блок опорных напряжений и гене & ратор пилообразных напряжений, подклю(Л ченные соответственно к инвертирующему и первому неинвертирующему входам суммирующего элемента, усилитель-формирователь, связывающий последний с ключевым элементом нагружателя, а второй неинвертирующий вход суммирующего элемента подключен к датчику нагрузочного момента. со а 00

кэяектромагнитному переклн чателх 3

Ко1мотке6 К датчику в нагрузочного So3Syf 3 fl /момента

п

//

- -h

15

к кямчевому элементу

фиг.

фиг.З