Стенд для испытания транспортных средств Советский патент 1992 года по МПК G01M17/00 

Изобретение относится к испытательной технике, а именно к обкаточным, разгонным и тормозным стендам для исследования характеристик и состояния колесных транспортных средств.

Известны испытательные катковые стенды, оборудованные инерционными массами и электродвигательными нагружа- телями, в которых и те и другие подсоедине- ны к каткам стенда. Для увеличения нагрузок при испытаниях инерционные массы связаны там с обоими катками каждой пары, и распределены между ними неравномерно.

В таких стендах оптимальный режим испытаний возможен только при испытаниях вполне определенного транспортного средства. Для транспортных средств с другой массой оптимальность нарушается и нагрузки снижаются и могут быть восстановлены только путем механического перераспределения масс между катками, что крайне сложно и нетехнологично.

Известны также стенды, содержащие опорные устройства в виде сдвоенных беговых барабанов, связанные с ними иммитаторы кинетической энергии и нагружатели, выполненные в виде Шёктрическйх машин снабженных ус тройствами управления и устройствами управления стенда, регулирования и измерения.

В подобных стендах инерционные массы и нагружатели присоединены к одному из катков каждой пары.

При возникновении буксования движителей в ходе испытаний вследствие чрезмерных испытательных нагрузок снизить проскальзывание можно только снижением испытательных нагрузок, если они созданы активным нагружателем. Если же нагрузка создана маховиком, то защиты от буксования средствами привода стенда невозможна.

Известен стенд, ее держащий попарно установленные на основании беговые барабаны для размещения на них ведущих колес испытываемого транспортного средств,

(Л

ел со ы го

нагрузочный электродвигатель, кинематически соединенный с одним из беговых барабанов в паре, нагружатель, кинематически соединенный с другим беговым барабаном в этой паре, датчик частоты вращения одного из беговых барабанов в паре, первый сумматор, первый вход которого соединен с выходом датчика частоты вращения одного из беговых барабанов в паре, блок задания и второй сумматор, первый вход которого соединен с выходом блока задания.

Точность воспроизведения режим ов нагружения в этом стенде недостаточна ввиду отсутствия прямого измерения относительных скоростей беговых барабанов и колес машины.

Цель изобретения - повышение точности воспроизведения эксплуатационных режимов нагружения

Эта цель достигается тем, что нагружатель выполнен в виде инерционной массы, а стенд снабжен датчиком частоты вращения ведущего колеса испытываемого транспортного средства, соединенным с вторым входом первого сумматора, и системой автоматического регулирования нагрузки, при этом выход первого сумматора соединен с вторым входом второго сумматора, выход второго сумматора посредством детектора соединен с первым входом регулятора нагрузки нагрузочного электродвигателя, а выход системы автоматического регулирования нагрузки - с вторым входом регулятора нагрузки нагрузочного электродвигателя.

На фиг.1 изображена принципиальная схема привода пары барабанов, контактирующих с одним колесом испытуемой машины; на фиг.2 - схема сил системы колесо- барабаны; на фиг.З - многоугольник сил.

Колесо 1 испытуемого транспортного средства опирается на пару опорных барабанов 2 и 3. С валом первого из них связан нагрузочный электродвигатель 4, с валом второго - инерционный маховик 5. С колесом 1 контактирует измерительный ролик 6. На валах барабана 3 и измерительного ролика 6 установлены датчики 7 и 8 частоты вращения, соединенные с входами сумматора 9. Выход сумматора 9 связан с вторым входом сумматора 10, к первому входу которого присоединен выход блока 11 задания.

Выход сумматора 10 связан посредством диодного детектора 12с входом регулятора 13 нагрузки электрической машины 4. Регулятор 13 нагрузки нагрузочного электродвигателя 4 связан также с системой автоматического регулирования нагрузки.

Стенд работает следующим образом.

В процессе испытания транспортного средства на стенде его вращающиеся колеса 1 контактируют с опорными барабанами

2и 3, разгоняя, поддерживая частоту враще- ния или тормозя их. Испытательная нагрузка создается связанными с барабанами 2 и

3инерционным 5 и электромашинным 4 на- гружателями, причем величина активной нагрузки регулируется системой 14 автоматического регулирования.

Направления сил при тормозных испытаниях показаны на фиг,2. При наличии испытательной нагрузки колесо 1 начинает проскальзывать относительно барабанов 2

и 3, точнее барабаны - относительно колеса 1, причем величина скорости проскальзывания (или скольжения) пропорциональна нагрузке, создаваемой каждым из связанных с барабанами 2 и 3 нагружателей 4 и 5.

Датчики 7 и 8 измеряют частоты вращения барабана 3 и колеса 1, а сумматор 9 определяет величину разницы частот вращения, пропорциональной величине проскальзывания (скорости скольжения) барабана 3 относительно колеса 1. До тех пор, пока величина, пропорциональная скорости скольжения, не превосходит граничной величины, заданной блоком 11 задания, на выходе диодного детектора 12 сигнал отсутствует, и поэтому как величины, так и соотношения составляющих нагрузки соответствуют заданным системой 14 регулирования режима нагружения.

Соотношение сил, действующих в режиме тормозных испытаний, а при изменении направления Мт - в режиме разгонных испытаний, в системе колесо-опорные барабаны, показанных на фиг.З, зависит при известном тормозном моменте Мт на колесе

1 от доли нагрузки каждого из нагружателей, TI электрической машины 4 и Т2 маховика 5. При изменении характера нагрузки от чисто инерционной (точка А на линии АБ) до чисто активной (точка Б) характеристичеекая рабочая точка перемещается по линии АБ. При этом наряду с изменением величин TI и Т2 меняются величины нормальных реакций PI и PZ и отношения к ним касательных реакций Тч и Т2 и, следовательно.

коэффициенты сцепления и условия проскальзывания в точках контакта колеса 1 с барабанами 2 и 3. Управление двигателем 4 вызывает изменение соотношения составляющих сил Т при неизменной их сумме,

поскольку

Мт

Ti + Т2

где г - радиус качения колеса 1.

При большом тормозном моменте Мт и инерционной нагрузке скорость скольжения барабана 3 относительно колеса 1 может оказаться больше заданной. В этом случае сигнал превышения скорости скольжения с блока 10 поступает на вход диодного детектора 12 и с него на регулятор 13 нагрузки двигателя 4. Нагрузка двигателя 4 меняется так, что соотношение реакций Т2 и Ра изменяется и скорость скольжения барабана 3 относительно колеса 1 остается равной заданному в блоке 11 граничному значению.

Уставка выбирается обычно так, что соответствующая ей точка на характеристике сцепления находится в конце линейной части характеристики. Таким образом, дополнительное регулирование вступает в действие лишь при предельных для стенда величинах испытательной нагрузки. Изменяя величину уставки, границу начала дополнительного регулирования можно сдвигать в любую сторону - как в зону больших, так и меньших нагрузок.

Изобретение позволяет обеспечить проведение испытаний при значительном увеличении нагрузки по условиям сцепления колес с опорными барабанами. При комбинированном характере нагрузки ее предельная величина также может быть значительно увеличена, хотя и в меньшей степени, благодаря оптимальному распределению ее между двумя нагружателями. В этих пределах система обеспечивает надежную защиту от разносного буксования колес по опорным барабанам.

Описанная система может быть одна на весь стенд, одна на группу или на пару беговых барабанов стенда. В последних случаях системы работают независимо.

Формула изобретения

Стенд для испытания транспортных

средств, содержащий попарно установленные на основании беговые барабаны для размещения на них ведущих колес испытуемого транспортного средства, нагрузочный

электродвигатель, кинематически соединенный с одним из беговых барабанов в паре, нагружатель, кинематически соединенный с другим беговым барабаном в этой паре, датчик частоты вращения одного из

беговых барабанов в паре, первый сумматор, первый вход которого соединен с выходом датчика частоты вращения одного из беговых барабанов в паре, блок задания и второй сумматор, первый вход которого соединен с выходом блока задания, отличающийся тем, что, с целью повышения точности воспроизведения эксплуатационных режимов нагружения, нагружатель выполнен в виде инерционной массы, а стенд

снабжен датчиком частоты вращения ведущего колеса испытуемого транспортного средства, соединенным с вторым, входом первого сумматора, и системой автоматического регулирования нагрузки, при этом выход первого сумматора соединен с вторым входом второго сумматора, выход второго сумматора посредством детектора соединен с первым входом регулятора нагрузки нагрузочного электродвигателя, а выход системы автоматического регулирования нагрузки соединен с вторым входом регулятора нагрузки нагрузочного электродвигателя.

Изобретение относится к испытательной технике, а именно к обкаточным, разгонным и тормозным стендам для исследования состояния колесных транспортных средств. Цель изобретения - повышение точности воспроизведения эксплуатационных режимов нагр ужения. Для расширения диапазона испытательных нагрузок и защиты от буксования колес по опорным барабанам нагружатели соединены с разными барабанами каждой пары, а нагрузка электрического нагружателя регулируется в фун- кции величины проскальзывания барабанов. 3 ил.

V

/

Фиг.1

Фиг 2