Стенд для динамических испытаний транспортных средств

 

Изобретение предназначено для обкатки и разнообразных испытаний и представляет собой полноприводную систему беговых барабанов с нагружателями, в котором каждое колесо транспортного средства опирается на пару беговых барабанов. Цель изобретения - повышение эффективности путем увеличения номенклатуры испытываемых транспортных средств и расширение функциональных возможностей стенда путем расширения диапазона режимов испытаний. С каждым барабаном 1 и 2 стенда связана электрическая машина 5 и 6 соответственно, якорные обмотки каждой пары машин, связанных посредством барабанов 1 и 2 с одним колесом 3, соединены между собой последовательно и подключены к регулятору 7. К другим регуляторам 10 и 11 подключены обмотки 8 и 9 возбуждения, а система 13 регулирования содержит датчики и задатчики токов якоря, суммы разности токов возбуждения каждой пары машин. 2 ил.

Рf

1,» м

"t

А3

„„SU„„1495666

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)4 G 01 M 17/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

Г10 ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4344895/30-11 (22) 26.11.87 (46) 23.07.89. Вюл. У 27 (71) Научно-производственное объедиIt ll нение по тракторостроению НАТИ (72) Г.В.Новиков (53) 629 ° 113(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

11 954842, кл. G О1 M 17/00, 1984.. (54) СТЕНД ДЛЯ ДИНАМИЧЕСКИХ ИСПЫТАНИЙ

ТРАНСПОРТНЫХ СРЕДСТВ (57) Изобретение предназначено для обкатки и разнообразных испытаний и представляет собой полнопривоцную систему беговых барабанов с нагружателями, в котором каждое колесо транспортного средства опирается на пару беговых барабанов, Цель изобре2 тения — повышение эффективности путем увеличения номенклатуры испытываемых транспортных средств и расширение функциональных воэможностей стенца путем расширение диапазона режимов испытаний. С каждым барабаном 1 и 2 стенца связана электрическая машина

5 и 6 соответственно, якорные обмотки каждой пары машин, связанных посредством барабанов 1 и 2 с одним колесом 3, соединены межцу собой последовательно и подключены к регулятору 7. К другим регуляторам 10 и 11 подключены обмотки 8 и 9 возбуждения, а система 13 регулирования содержит датчики и задатчики токов якоря, суммы разности токов возбуждения каждой пары машин. 2 ил.

3 l 495666

Изобретение относится к транспортной технике, в частности к испытательным, обкаточным и тормозным стен- дам для диагностики колесных машин, в которых активные колеса транспортного средства опираются на пару кат ков каждое.

Целью изобретения является повышение эффективности путем увеличения номенклатуры испытываемых транспортных средств и расширение функциональных возможностей стенда путем расширения диапазона режимов испытаний. 15

На фиг.l представлена силовая электромеханическая схема испытательного барабанного стенда;. на фиг.2— схема автоматического регулирования нагружателей стенда. 20

Испытательный стенд (фиг.l) представляет собой систему опорных беговых барабанов 1 и 2, число пар которых равно числу активных колес 3 испытуемой машины 4. Каждый иэ барабанов 1 и 2 связан с электрической машиной 5 и 6 соответственно, якорные обмотки которых соединены попарно последовательно и .подключены к регуляторам 7 напряжения, а их обмотки 30

8 и 9 независимого возбуждения подключены к регуляторам 10 и 11 тока возбуждения, соответственно, Регуляторы 7, 10 и 11 подключены к сети 12 питающего напряжения посредством вы- 3 ключателей (не показаны) и связаны с системой 13 автоматического регулирования. Последняя также связана с питающей сетью 12 и с системой 14 управления стендом. 40

Часть системы 13 автоматического регулирования относится к паре опорных барабанов 1 и 2, предназначена для регулирования нагрузки на активное колесо 3 транспортного средства 45

4 (фиг. 2) и содержит блок 15 регулирования напряжения регулятора 7 напряжения, блоки 16 и 17 регулирования тока возбуждения регуляторов 10 и 11 тока возбуждения и электрических машин 5 и 6, датчик 18 и задатчик 19 тока якоря пары машин 5 и 6, связанные с регулятором 7 напряжения посредством блока 20 сравнения и блока 15.регулирования напряжения, датчик 21 и задатчик 22 суммарного тока .возбуждения, связанные с регуляторами.

16 и 17 токов возбуждения посредством блока 23 сравнения и блоков 16 и

17 регулирования токов возбуждения, датчик 24 и эадатчик 25 разности токов возбуждения, связанные с регулятором 16 посредством блока 26 сравнения, Датчик 18 установлен в цепи якорей машин 5 и 6. Датчики 21 и 24 представляют собой функциональные вычислительные блоки, включающие собственно датчики тока, установленные в цепях обмоток 8 и 9 возбуждения, и блоки суммирования. Задатчики 19, 22 и 25 связаны с системой 14 управления стендом. Кроме того, система

13 автоматического регулирования содержит каналы регулирования частоты вращения колес 3 и углов поворота (не показаны).

Стенд работает следующим образом.

Транспортное средство 4 въезжает на стенд, причем каждое его активное колесо 3 устанавливаются на пару барабанов 1 и 2. Регуляторы 7, 10 и

11 и систему 13 автоматического регулирования подключают к сети 12 питающего напряжения.

Затем испытуемая машина 4 начинает разгоняться своим двигаталем, приводят во вращение своими активными колесами 3 барабаны 1 и 2. При холостой обкатке .система 14 управления не выдает сигнала к включению регуляторов 7, 10 и 11 и электрические машины 5 и 6 вращаются без активной нагрузки, создавая на валах барабанов 1 и 2 лишь инерционную нагруз ку, При обкатке под нагрузкой система

14 управления дает сигнал на включение регуляторов 7, 10,,и 11. По обмоткам машин 5 и 6 начинают протекать токи якоря и возбуждения, а на валах машин 5 и 6 и барабанов 1 и 2 появляются тормозные моменты, создающие нагрузки для колес 3 испытуемого транспортного средства 4. По команде системы 14 управления, задающей одинаковые уставки управления для всех машин 5 и 6, система 13 автоматического регулирования поддерживает одинаковую величину тормозного момента на валах всех барабанов.

При обкатке задним ходом порядок и характер работы стенда не меняется, Тормозные испытания проводятся в аналогичном порядке, но перед началом торможения по сигналу системы

14 управления машина 5 и 6 реверсируется, для чего к одной иэ обмоток 8

5. !4956 и 9 — якорной или возбуждения — меняется полярность подключения соответствующего регулятора 7 или 10 и 11 тока.

В зависимости от условий испытания может быть обеспечено либо равенство крутящих моментов машин 5 и 6 на всех валах барабанов 1 и 2, либо их заранее заданная различная величи- l0 на для каждого из активных колес 3 машины 4. В этом случае система 14 управления задает различные уставки .тока для каждого регулятора 7 и суммы токов возбуждения для каждой пары регуляторов 10 и 11, а система

13 регулирования поддерживает соответствующую величину тока якоря и токов возбуждения каждой пары машин

5.и 6. 20

При имитации на стенде режима поворота транспортного средства система

14 управления задает разные уставки токов для электрических машин, сопряженных посредством барабанов с коле- 25 сами разных бортов транспортного средства. Для управления такими режимами. система 14 управления корректирует сигналы задатчикон 19 и 22 в соответствии с сигналами датчиков 30 частоты вращения колес и углов поворота.

Испытание на стенде транспортных „редств разного веса и с различным распределением веса по мостам требует изменения общей испытательной нагрузки на колеса транспортного средства и изменения распределения общей нагрузки между барабанами. Эта задача решается заданием различного общего 40 уровня сигнала задатчиков 19, и различного уровня сигналов разных задатчиков 19 системой !4 управления стендом.

Известно, что при работе нагружа- 45 телей стенда в точках контакта каждого колеса 3 с соответствующими барабанами 1 и 2 возникают касательные силы, появление которых приводит к перераспределению и нормальных реак- 50 ций в этих точках. В результате этого меняются соотношения нормальных и касательных сил в точках касания и, соответственно, условия сцепления колеса с катками. При торможении нормальная реакция в точке контакта колеса 3 с передним по направлению установки машины 4 на стенде барабаном 1 уменьшается, а в точке контак66 б та с барабаном 2 увелживается. При очень больших тормозных усилиях нормальная реакция от первого катка падает до нуля и машина сбрасывается с катков назад. При меньших условиях нормальная реакция снижается до величины касательной и каток начинает проскальзывать относительно колеса 3.

Условия сцепления в двух точках контакта колеса 3 с барабанами 1 и 2 при больших усилиях могут быть вырав иены посредством перераспределения касательных сил между катками — снижения касательной силы на первом и увеличения на втором катке при торможении и наоборот при разгоне. Для этого система 14 управления задает сигнал рассогласования крутящих моментов машин 5 и 6 в виде сигнала рассогласования токов возбуждения в обмотках 8 и 9 этих машин. Система

13 регулирования поддерживает заданную этим сигналом разницу B процессе торможения независимо от абсолютной величины крутящих моментов. При этом суммарная величина нагрузки на коле со сохраняется неизменной.

В процессе регулирования сигналы задатчиков 19, 22 и 25 тока якоря, суммарного тока возбуждения и разности токов возбуждения поступают на входы блокон 20, 23 и 26 сравнения, на другие входы которых поступают сигналы соответствующих датчиков 18, 2l и 24. Сигналы рассогласования с выхода блоков 20, 23 и 26 сравнения поступают на входы блоков 15-17 регулирования. В блоке 16 они складываются,. затем во всех блоках усиливается, преобразуются в сигналы управления, поступающие на входы регуляторов 7, 10 и 11, вызывая соотнетствующее изменение регулируемых параметров.

В зависимости от знака сигнала задания блока 25 ток возбуждения машины 5 меняется в том или ином напранлении. Ток возбуждения машины

6 меняется в противоположном направлении под действием сигнала блока 21 обратной связи по суммарному току возбуждения, В результате этого,нагрузочный момент (тяговый или тормозной) каждой ары электрических машин

5и6

И вЂ” СФт+ (С + Сф ) I„ где С вЂ” электромагнитная постоянная машин 5 и 6 о

1495666 ф — магнитный поток соответствующей машины;

I ток якоря, а разность крутящж моментов машин каждой пары

ДМ - (I СФу- Сфф i ), т.е. суммарный момент пары машин ие зависит от их разности.

Благодаря обеспеченной в схеме стенда возможности как согласованного, так и независимого регулирования пар нагрузочных электрических машин, связанных с каждым колесом транспорт- 15 ного средства в отдельности, стенд . обладает полной универсальностью. Он позволяет проводить испытания транспортного средства при работе последнего от собственного двигателя и вхо 20 лостую при работе от электрических машин стенда. Позволяет имитировать любые .режимы разгона, торможения, поворота,,реверсирования, заднего хода при любых возможных в дорожных 2> условиях нагрузках и при нагрузках, значительно их превышающих по величине. Последнее достигается благодаря .. созданию оптимальных условий сцепле-! ния каждого колеса с барабанами стен- 30 да за счет взаимного подрегулироваиия нагрузочных моментов электрических машин каждой пары, связанных с одним колесом транспортного средства каж-, дая, при неизменной величине суммарного нагруэочного момента на колесе, Это позволяет существенно отодвинуть границу возможных на стенде нагрузок в область весьма больших значений, не прибегая к конструктивному услож- 40 нению стенда. Этот эффект. достигается исключительно за счет автоматики стенда и поэтому эксплуатация и проведение испытаний на стенде упрощается.. формула изобретения

Стенд для динамических испытаний транспортных средств, содержащий смон-тированную на основании раму с укрепленными на ней опорными барабанами по паре на каждое активное колесо транспортного средства., нагрузочные устройства, выполненные в виде электрических машин, регуляторы напряжения и тока возбуждения машин, систему автоматического регулирования.машин и систему управления стендом, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности пу тем увеличения номенклатуры испытываемых транспортных средств и расширения функциональных возможностей стенда путем расширения диапазона режимов испытаний, с каждым барабаном кинематически связана электрическая машина, якорные обмотки каждых двух машин, связанных посредством барабаноц с одним колесом транспортного средства, попарно соединены между собой последовательно и подсоединены к регулятору напряжения, обмотки возбуждения всех электрических машин соединены с индивидуальными регуляторами тока возбуждения, а система автоматического регулирования включает в себя датчики и задатчики тока якоря каждой пары электрических машин, связанные с регуляторами напряжения соответствующей пары машин, датчики. и задатчики суммарного тока возбуждения каждой пары электрических машин, связанные с регуляторами тока ! возбуждения соответствующих машин, и датчики и задатчики разности токов возбуждения каждой пары электрических машин, связанные с одним из регуляторов тока возбуждения каждой пары машин.

1495666

С ос т as ит ель А. Ба рыков

Техред А,Кравчук Корректор Т.Иалец

Редактор Н,Бобкова

Заказ 4253/40 Тираж 789 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

1 13035, Иосква, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул. Гагарина, 101