Стенд для испытания одноколейных транспортных средств Советский патент 1991 года по МПК G01M17/07 

Изобретение относится к транспортному машиностроению и может быть использовано при испытаниях мотоциклов и велосипедов.

Цель изобретения - повышение точности воспроизведения эксплуатационных режимов движения.

На фиг.1 изображен стенд, общий вид, вид сверху; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1; на фиг.З - разрез Б-Б на фиг.1; на фиг.4 - разрез В-В на фиг.1; на фиг.5-разрез А-А на фиг.1 (стенд в положении, имитирующем движение одноколейного транспортного средства по дороге с уклоном); на фиг.6 - вид Г на фиг.2 (стенд в положении, имитирующем наклон испытываемого транспортного средства на вираже); на фиг.7 схема механизмов перемещения беговых барабанов.

Стенд содержит основание 1 с площадкой 2, предназначенной для монтажа и осмотра испытываемого одноколейного транспортного средства. На опорных боковых стойках 3 основания 1 на переднем и заднем поперечных горизонтальных шарнирах смонтированы два одноплечих рычага 4 и 5 с установленными на них беговыми барабанами 6 и 7. Шарнирные опоры 8 и 9 беговых барабанов 6 и 7 закреплены на од- лноплечих рычагах 4 и 5 посредством скоб 10. Беговые барабаны 6 и 7 выполнены многосекционными, при этом секции 11-14 беговых барабанов 6 и 7 выполнены с возможностью имитации соответственно

О

VI ю ю о

Јь

асфальтобетонного, булыжного, гравий- щебеночного покрытий и грунтовой дороги.

Между одноплечими рычагами 4 и 5 и основанием 1 установлены два привода вертикального перемещения, выполненные в виде двухступенчатых гидроцилиндров 15 и 16, верхние ступени 17 которых выполнены с возможностью возбуждения колебаний, а нижние ступени 18 - с возможностью автономного перемещения бедовых барабанов 6 и 7 и фиксации их о требуемом положении относительно основания 1. Для этого каждый из упомянутых гидроцилиндров снабжен электрогидравлическим следящим приводом, включающим насосную станцию 19, сервоклапаны 20 и 21, задающие устройства 22 и 23. блоки 24 и 25 сравнения, датчики 26 и 27 и измерительные усилители 28 и 29.

Беговые барабаны 6 и 7 посредством приводного механизма 30 связаны с основным (электрическая машина) 31 и дополнительным 32 нагрузочными устройствами, закрепленными на основании 1. Приводной механизм 30 содержит карданные передачи с телескопическими валами 33 и 34 и универсальными шарнирами 35, электромагнитные муфты 36-40, соединительные муфты 41 и 42 и редукторы 43 и 44. Беговые барабаны 6 и 7 кинематически соединены с датчиками частоты вращения и счетчиками оборотов (не показаны).

В качестве основного нагрузочного устройства 31 применена электрическая машина постоянного тока, выполненная с возможностью ее работы как в режиме ба- лансирного генератора, так и з режиме двигателя. Электрическая машина 31 снабжена независимым возбуждением и электрически связана с преобразователем (не показано), включающим механически соединенные между собой машины постоянного и переменного . Машина переменного тока включена в сеть. Питание обмоток возбуждения электрической машины 31 осуществлено от сети переменного тока через выпрямитель.

Дополнительное нагрузочное устройство 32 (инерционного типа) содержит маховик 45 со сменными дисками 46.

На основании 1 закреплены поперечные направляющие 47 и 48, расположенные параллельно осям 49 и 50 вращения беговых барабанов 6 и 7. На поперечных направляющих 47 и 48 посредством опорных роликов 51 и 52 установлены боковые стойки 53 и 54 основной портальной рамы 55, связанной с приводом поперечного перемещения, выполненным в виде последовательно соединенных между собой гидроцилиндров 56 и 57, расположенных между основанием 1 и брусом 58 основной портальной рамы 55. В проеме 59 основной портальной рамы 55

расположена дополнительная портальная рама 60, закрепленная своими боковыми стойками 61 и 62 на основной портальной раме 55 посредством продольных горизонтальных шарниров 63 и 64. Общая ось 65

0 этих шарниров 63 и 64 перпендикулярна осям 49 и 50 вращения беговых барабанов 6 и 7. Дополнительная портальная рама 60 связана с приводом ее наклона, выполненным в виде гидроцилиндра 66, располо5 женного в поперечной плоскости 67 сверху продольных горизонтальных шарниров 63 и 64. На беговых барабанах 6 и 7 установлены соответственно задние 68 и передние 69 колеса испытываемого одно0 колейного транспортного средства (мотоцикла) 70, по обе стороны от которого размещены боковые тяги 71 удерживающего устройства. Концы 72 боковых тяг 71 посредством поперечных горизонтальных

5 шарниров 73 соединены с рамой 74 мотоцикла 70. Противоположные концы 75 боковых гяг 71 установлены с возможностью перемещения з продольном направлении в цапфах 76, закрепленных посредством

0 шарниров 77 на боковой стойке 61 дополнительной портальной рамы 60. По обеим сторонам цапф 76 на боковых тягах 71 установлены пружины 78 и 79, взаимодействующие соответственно с упорами 80 и 81,

5 закрепленными на боковых тягах 71.

Руль 82 мотоцикла 70 шарнирно соединен с дополнительной портальной рамой 60 при помощи четырехзвенного шарнирного механизма, содержащего тяги 83 и 84 с

0 поперечными горизонтальными шарнирами 85 и 86. На концах трубы руля 82 закреплены балластные грузы 87 для имитации нырузки, приходящейся на руль от массы водителя.

5На верхней плите 88 дополнительной

портальной рамы 60 закреплены расположенные в продольной плоскости 89 четыре подъемных механизма, выполненных в виде гидроцилиндров 90-93. Штоки 940 97 гидроцилиндров 90-93 посредством гибких звеньев (тросов) 98-101 соединены соответственно со стойками 102 и 103, рулем 82 и боковыми тягами 71. Стойки 102 V-. 103 снабжены штоками 104 и 105 с фик5 саторами 106 и 107. На нижних концах штоков 104 и 105 закреплены балластные грузы 108 и 109. имеюшие поверхности 110, выполненное по форме тазовой части человеческого тела, взаимодействующие с седлом 111 мотоцикла 70. Стойки 102 и 103

связаны с дополнительной портальной рамой 60 посредством двух четырехзвенных шарнирных параллелограммных механизмов 112 и 113 с регулируемыми по длине тягами 114 и 115. Неподвижные шарниры этих механизмов 112 и 113 смонтированы горизонтально в поперечном направлении на дополнительной портальной раме 60, а шатуны соединены соответственно со стойками 102 и 103.

Для отвода отработанных газов на дополнительной портальной раме 60 закреплен гибкий шланг 116 газосборника, связанный с выхлопной трубой 117 мотоцикла 70 и вытяжной вентиляцией (не показана). На дополнительной портальной раме 60 закреплены также раструб вентилятора 118 для охлаждения работающего двигателя потоком воздуха, табло 119 программатора заданного цикла движения, исполнительные механизмы для автома- тизированного управления дросселем, сцеплением, приводом механизма переключения передач, приводом управления тормозами.

В положении стенда, показанном на фиг.1, оси 49 и 50 беговых барабанов б и 7 расположены водной плоскости 120 с осями 121 и 122 качания одноплечих рычагов 4 и 5.

Перед началом испытаний регулируют расстояние между осями вращения беговых барабанов 6 и 7 по величине базы мотоцикла 70. Для этого отпускают гайки на скобах 10, перемещают шарнирные опоры 8 м 9 вдоль одноплечих рычагов 4 и 5 и фиксируют их в требуемом положении. Затем с помощью программатора подается команда на включение насосной станции 19 и обеспечивается установка беговых барабанов 6 и 7 таким образом, чтобы их гребни располагались в одной горизонтальной плоскости с рабочей поверхностью монтажной площадки 2. При этом рабочая жидкость от насосной станции 19 подается в нижние ступени 18 гидроциндров15 и 16 через сервоклапаны 21. Последние управляются от блока 24 сравнения, в котором электрические сигналы, пропорциональные заданным величинам перемещений. поступающие от задающего устройства 22, сравниваются с электрическими сигналами, поступающими от измерительного усилителя 28. Сигналы на выходе измерительного усилителя 28, сформированные от датчиков 27, пропорциональны фактическим величинам перемещений. Кроме того, перед началом испытаний приподнимают балластные грузы 108 и 109 с помощью гидроцилиндров 92 и 91. Для этого с помощью гидрораспределителя (не показан) подают

рабочую жидкость в соответствующие полости гидроцилиндров 92 и 91 для перемещения штоков 96 и 95 вверх на требуемую величину.

Для проведения испытаний мотоцикл

70 закатывают на монтажную площадку 2 и устанавливают на боковой упор таким образом, чтобы заднее колесо 68 было обращено в сторону расположения балластных

0 грузов 108 и 109 и чтобы оси колес 68 и 69 находились примерно в одной вертикальной плоскости с осями вращения беговых барабанов 6 и 7. После этого с помощью гидроцилиндров 56 и 57 перемещают ос5 новную портальную раму 55 до совпадения продольных осей симметрии дополнительной портальной рамы 60 и мотоцикла 70. Управление гидроцилиндрами 56 и 57 осуществляется так же, как и гид0 роцилиндрами 15 и 16. После этого мотоцикл 70 закрепляют на раме 60. При этом шарнирно закрепляются концы 72 боковых тяг 71 на раме 74 мотоцикла, на руль 82 устанавливают балластные грузы 87 и

5 тяги 83, соединяют выхлопную трубу 117 со . шлангом 116, а тросы 101 и 100 соединяют соответственно с боковыми тягами 71 и рулем 82. Воздействуя описанным образом на гидроцилиндры 92 и 91, перемещают

0 шгоки 96 и 95 вниз до упора, обеспечив тем самым нагружение седла 111 мотоцикла 70 балластными грузами 108 и 109. Расположение балластных грузов 108 и 109 на седле 111, идентичнее расположению на

5 нем водителя и пассажира, обеспечивают путем регулирования длины тяг 114и 115. Далее, управляя гидроцилиндрами 93 и 90, приподнимают мотоцикл 70 над беговыми барабанами 6 и 7, перемещают его с

0 помощью гидроцилдиндров 56 и 57 в поперечном направлении на требуемое расстояние и, снова воздействуя на гидро- цилиндры 93 и 90, опускают на соответствующие секции беговых барабанов 6 и 7. К

5 выхлопной трубе 117 мотоцикла 70 подсоединяют насадку гибкого шланга 116 газосборника. Кроме того, соединяют механизмы управления мотоцикла с соответствующими исполнительными ме0 ханизмами.

Для проведения обкатки мотоцикла запускают его двигатель. Для этого с помощью соответствующего исполнительного механизма устанавливают рычаг коробки пере5 дач в нейтральное положение и включают зажигание на щитке приборов. Затем включают электромагнитные муфты 36-39 и электрическую машину 31, которая, работая в режиме двигателя, разгоняет переднее 69 и заднее 68 колеса мотоцикла 70 до

требуемой скорости, С помощью исполнительных механизмов выжимается сцепление, включают соответствующую передачу и отпускают сцепление. После запуска двигателя мотоцикла выключают электромагнитные муфты 36-39 и электрическую машину 31 и производят обкатку мотоцикла 70 без нагрузки.

Для создания нагрузки на колеса мотоцикла включают электромагнитные муфты 36-39 и подают питание на обмотку возбуждения электрической машины 31, которая в этом случае работает в режиме генератора. Электрическая энергия, вырабатываемая электрической машиной 31, подается в электрическую сеть.

Измерение тормозных сил, действующих на каждое колесо либо на все колеса, осуществляют при вращении беговых барабанов 6 и 7 электрической машиной 31, работающей в режиме двигателя. При воздействии на рычаги тормозов колеса мотоцикла препятствуют вращению беговых барабанов, создавая реактивный момент, пропорциональней тормозному моменту. Цифровое значение тормозного момента регистрируется на пульте управления. Измерение тормозного момента переднего либо заднего колеса мотоцикла производят при передаче крутящего момента от электрической машины 31 на соответствующий беговой барабан. В первом случае обеспечивается принудительное вращение только бегового барабана 7 за счет включения муфт 37 и 39 и выключения муфт 36,38 и 40. Во втором случае крутящий момент передается только на беговой барабан 6. При этом муфты 36,38 и 39 включены, а муфты 37 и 40 выключены. Для измерения тормозного момента переднего и заднего колеса одновременно обеспечивают принудительное вращение обоих беговых бараранов 6 и 7. Измерение тормозных моментов может производиться при различном усилии на рычаг (педаль) тормоза.

Для определения тормозного пути и времени торможения регулируют количество сменных дисков дополнительного нагружающего устройства 32 таким образом. чтобы обеспечить равенство определенных расчетным путем кинематических энергий мотоцикла, движущегося на определенной скорости (до начала действия тормозов), и вращающихся частей стенда (кроме электрической машины 31). Беговые барабаны 6 и 7 разгоняют с помощью электрической машины 31 до требуемой линейной скорости, после чего с программатора синхронно сигналы на отключение электромагнитной муфты 39 и включение исполнительных механизмов, обеспечивающих торможение колес мотоцикла. Тормозной путь и время торможения определяют соответственно по показаниям счетчика оборотов беговых барабанов 6 и 7 и отметчика времени от начала тормозного . импульса до полной остановки беговых барабанов.

0 При испытаниях на динамические (скоростные) качества определяют минимальную устойчивую скорость движения на каждой передаче, время разгона с переключением передач и максимальную скорость

5 на внешней передаче. Для этого производят запуск двигателя мотоцикла описанным образом, после чего электрическую машину 31 переводят в режим генератора. Сопротивление движению имитируется с

0 помощью беговых барабанов (сопротивление качению), с помощью вращающихся масс стенда (силы инерции мотоцикла при неустановившемся прямолинейно-поступательном движении) и с помощью элект5 рической машины 31 (сопротивление воздуха). Определение окружной скорости беговых барабанов 6 и 7, имитирующей скорость мотоцикла, и времени разгона осуществляют по показаниям соответствую0 щих датчиков, связанных с беговыми барабанами.

Аналогичным образом проводят испытания на преодоление подъема, на топливную экономичность, техничность, а также

5 определение шумовых и вибрационных характеристик мотоцикла.

Для имитации продольного уклона дороги беговые барабаны 6 и 7 смещают относительно друг друга по высоте посредством

0 нижних ступеней 18 гидроцилиндров 15 и 16, управляемых описанным образом. Кроме того, при проведении испытаний имитируется воздействие на мотоцикл неровностей микропрофиля дороги. Для этого верхние

5 ступени гидроцилиндров 15 и 16 воспроизводят колебания микропрофиля дороги, записанные в реальныхусловияхэксплуатации на магнитную ленту. Система управления верхних ступеней 17 гидроцилиндров 15

0 и 16 аналогична системе управления их нижних ступеней. Для измерения соответствующих параметров испытываемого мотоцикла применяют стандартную аппаратуру (расходомер топлива,газоаналити5 ческие и виброизмерительные приборы, анализаторы шума и т.д.).

Испытании мотоцикла на надежность проводят при работе электрической машины 31 как в генераюрном, так и в двига- ТРЛЬНОМ режимах. Генераторный режим

применяют при испытаниях мотоцикла с работающим двигателем, двигательный режим - при испытаниях отдельных агрегатов мотоциклов (рам, подвески и т.д.),

Для имитации движения мотоцикла по дорогам с различными видами покрытий производят перестановку его на различные секции беговых барабанов 6 и 7.

Имитацию наклона мотоцикла на вираже осуществляют с помощью гидроцилиндра 66. Пр,и перемещении штока гидроцилиндра 66 относительно его корпуса дополнительная портальная рама 60 с закрепленным на ней мотоциклом 70 поворачивается относительно основной портальной рамы 55 на соответствующий угол. Имитация обдува мотоцикла встречным воздухом осуществляется при помощи вентилятора 118.

Использование предлагаемого стенда позволяет имитировать различные режимы движения одноколейных транспортных средств.

Формула изобретения

Стенд для испытания одноколейных транспортных средств, содержащий основание, беговые барабаны, установленные в шарнирных опорах, нагружающее устройство, закрепленное на основании и кинематически соединенное посредством карданной передачи с одним из беговых барабанов, балластные грузы и удерживающее устройство, отличающийся тем, что, с целью повышения точности вос- произведения эксплуатационных режимов движения, он снабжен двумя одноплечими рычагами, установленными на переднем и заднем поперечных горизонтальных шарнирах, смонтированных на основании, двумя приводами вертикального перемещения, установленными на основании и кинематически соединенными с одноплечими рычагами, поперечными направляющими, закрепленными на основании параллельно оси вращения беговых барабанов, основной портальной рамой с опорными роликами, установленными на поперечных направляющих, механизмом поперечного

перемещения, установленным на основании и кинематически соединенным с основной портальной рамой, дополнительной портальной рамой, размещенной в проеме, выполненном в основной портальной раме, и установленной на продольных горизонтальных шарнирах, смонтированных на основной портальной раме, приводом наклона дополнительной портальной рамы, тремя подъемными механизмами с гибким звеном, закрепленными на верхней плите дополнительной портальной рамы, и двумя четырехзвенными шарнирными параллелограммными мехэниэмами, неподвижные шарниры которых смонтированы горизонтально в поперечном направлении на дополнительной портальной раме, шатуны соединены с гибким звеном соответственно первого и

второго подъемных механизмов и связаны со штоками, на концах которых закреплены балластные грузы с возможностью контактирования с сиденьем испытуемого одноколейного транспортного средства в

местах посадки водителя и пассажира, а удерживающее устройство содержит боковые тяги, одни концы которых шарнирно соединены с рамой испытуемого одноколейного транспортного средства, а другие

размещены с возможностью продольного перемещения в цапфах, шарнирко установленных на боковых стойках дополнительной портальной рамы, пружины, размещенные на других концах обеих боковых тяг по обе стороны от цапф и контактирующие с упорами, закрепленными на других концах обеих боковых тяг, и четырех- зеенным шарнирным механизмом, один кривошип которого шарнирно соединен с

верхней плитой дополнительной портальной рамы, а другой - с рулем испытуемого одноколейного транспортного средства, при этом шарнирные опоры беговых барабанов смонтированы на одноплечих рычаrax, а гибкое звено третьего подъемного механизма связано с рулем испытуемого одноколейного транспортного средства, несущим балластные грузы.

81 155

Фиг1

- Б 89

33 88 90 91 Л-А

55

7 Ч П

В

18

Т/ Г / / -I Ю496 в 71 687259 7 50917

:60

/

4

/

/.

/

/.

/

/ / / / /

Фиг. 2

Фиг 3

Изобретение относится к транспортному машиностроению и может быть использовано при испытаниях мотоциклов и велосипедов. Цель изобретения - повышение точности воспроизведения эксплуатационных режимов движения. Стенд содержит беговые барабаны, шарнирно установленные на одноплечих рычагах и, шарнирно связанных с основанием. С одноплечими рычагами и соединены гидроцилиндры, и верхние ступени которых могут возбуждать колебания, а нижние ступени - автономное перемещение беговых барабанов и фиксацию их в требуемом положении. Беговые барабаны выполнены многосекционными с возможностью имитации различных типов дорожных покрытий. На поперечных направляющих и основания посредством опорных роликов и установлена основная портальная рама, в проеме которой посредством шарниров и установлена дополнительная портальная рама, связанная с испытываемым мотоциклом. Дополнительная портальная рама может быть наклонена посредством гидроцилиндра. Стенд позволяет имитировать продольные и поперечные наклоны испытываемого мотоцикла. 7 ил.

58

csa

I

o

«

1

19

™ СГЗ

L

а

Фие.7