Стенд для динамических испытаний транспортных средств

3 1495666Изобретение 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 катков каждое.Целью изобретения является повыше ние эффективности путем увеличения 10 номенклатуры испытываемых транспортных средств и расширение функциональных возможностей стенда путем расширения диапазона режимов испытаний. 15На фиг.1 представлена силовая электромеханическая схема испытательного барабанного стенда; на фиг,2 - схема автоматического регулирования нагружателей стенда. 20Испытательный стенд (фиг,1) 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 ключателей (не показаны) и связаны с системой 13 автоматического регулирования. Последняя также связана с питающей сетью 12 и с системой 14 управления стендом, 40Часть системы 13 автоматического регулирования относится к паре опорных барабанов 1 и 2, предназначена для регулирования нагрузки на активное колесо 3 транспортного средства 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 токаякоря 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 24представляют собой функциональныевычислительные блоки, включающие собственно датчики тока, установленныев цепях обмоток 8 и 9 возбуждения,и блоки суммирования. Задатчики 19,22 и 25 связаны с системой 14 управления стендом. Кроме того, система13 автоматического регулированиясодержит каналы регулирования частоты вращения колес 3 и углов поворота (не показаны),Стенд работает следующим образом,Транспортное средство 4 въезжаетна стенд, причем каждое его активноеколесо 3 устанавливаются на парубарабанов 1 и 2. Регуляторы 7, 10 и11 и систему 13 автоматического регулирования подключают к сети 12 питающего напряжения,Затем испытуемая машина 4 начинает разгоняться своим двигаталем, приводят во вращение своими активнымиколесами 3 барабаны 1 и 2, При холостой обкатке .система 14 управленияне выдает сигнала к включению регуляторов 7, 10 и 11 и электрическиемашины 5 и 6 вращаются без активной нагрузки, создавая на валах барабанов 1 и 2 лишь инерционную нагрузку.При обкатке под нагрузкой система14 управления дает сигнал на включение регуляторов 7, 10 и 11. По обмот-кам машин 5 и 6 начинают протекатьтоки якоря и возбуждения, а на валахмашин 5 и 6 и барабанов 1 и 2 появляются тормозные моменты, создающиенагрузки для колес 3 испытуемоготранспортного средства 4, По командесистемы 14 управления, задающей одинаковые уставки управления для всехмашин 5 и 6, система 13 автоматического регулирования поддерживает одинаковую величину тормозного моментана валах всех барабанов,При обкатке задним ходом порядоки характер работы стенда не меняется,Тормозные испытания проводятсяв аналогичном порядке, но перед началом торможения по сигналу системы14 управления машина 5 и 6 реверсируется, для чего к одной иэ обмоток 85 4956 и 9 - якорной или возбуждения - меняется полярность подключения соответствующего регулятора 7 или 10 и 11тока.В зависимости от условий испытания может быть обеспечено либо равенство крутящих моментов машин 5 и 6на всех валах барабанов 1 и 2, либоих заранее заданная различная величина для каждого из активных колес 3машины 4. В этом случае система 14управления задает различные уставки.тока для каждого регулятора 7и суммы токов возбуждения для каждойпары регуляторов 10 и 11, а система13 регулирования поддерживает соответствующую величину тока якоря и токов возбуждения каждой пары машин5.и 6. 20При имитации на стенде режима поворота транспортного средства система14 управления задает разные уставкитоков для электрических машин, сопря"женных посредством барабанов с колесами разных бортов транспортногосредства. Для управления такими режимами. система 14 управления корректирует сигналы задатчиков 19 и 22 всоответствии с сигналами датчиковчастоты вращения колес и углов поворота,Испытание на стенде транспортныхредств разного веса и с различнымраспределением веса по мостам требуетизменения общей испытательной нагрузки на колеса транспортного средстваи изменения распределения общей нагрузки между барабанами. Эта задачарешается заданием различного общего 40уровня сигнала задатчиков 19, иразличного уровня сигналов разныхзадатчиков 19 системой 14 управлениястендом.Известно, что при работе нагружателей стенда в точках контакта каждого колеса 3 с соответствующими барабанами 1 и 2 возникают касательныесилы, появление которых приводит кперераспределению и нормальных реакций в этих точках. В результате этого меняются соотношения нормальныхи касательных сил в точках касания и,соответственно, условия сцепления колеса с катками. При торможении нормальная реакция в точке контактаколеса 3 с передним по направлениюустановки машины 4 на стенде барабаном 1 уменьшается, а в точке контак 66 бта с барабаном 2 увелзчивается. Приочень больших тормозных усилиях нормальная реакция от первого катка падает до нуля и машина сбрасываетсяс катков назад. При меньших условияхнормальная реакция снижается до величины касательной и каток начинаетпроскальзывать относительно колеса 3.Условия сцепления в двух точкахконтакта колеса 3 с барабанами 1 и 2при больших усилиях могут быть выравиены посредством перераспределениякасательных сил между катками - снижения касательной силы на первом иувеличения на втором катке при торможении и наоборот при разгоне. Дляэтого система 14 управления задаетсигнал рассогласования крутящих моментов машин 5 и 6 в виде сигналарассогласования токов возбуждения вобмотках 8 и 9 этих машин, Система13 регулирования поддерживает заданную этим сигналом разницу в процессеторможения независимо от абсолютнойвеличины крутящих моментов, При этомсуммарная величина нагрузки на колесо сохраняется неизменной,В процессе регулирования сигналызадатчиков 19, 22 и 25 тока якоря,суммарного тока возбуждения и разности токов возбуждения поступают навходы блоков 20, 23 и 26 сравнения,на другие входы которых поступаютсигналы соответствующих датчиков 18,21 и 24. Сигналы рассогласования свыхода блоков 20, 23 и 26 сравненияпоступают 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 соответствующее изменение регулируемых параметров.В зависимости от знака сигналазадания блока 25 ток возбуждениямашины 5 меняется в том или иномнаправлении. Ток возбуждения машины6 меняется в противоположном направлении под действием сигнала блока 21обратной связи по суммарному токувозбуждения, В результате этого,нагрузочный момент (тяговый или тормозной) каждой нары электрических машин5 и 6М = СФТф+ (СФ+ Сф) ,где С - электромагнитная постояннаямашин 5 и 6оФ - магнитный поток соответствующей машины;1 - ток якоря,а разность крутящж моментов машинкаждой пары,ЙМ(1 Сфу- СФф),т.е. суммарный момент пары машиние зависит от их разности. 10 Благодаря обеспеченной в схеме стенда возможности как согласованного, так и независимого регулирования пар нагрузочных электрических машин, связанных с каждым колесом транспорт 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, поворотареверсирования, заднего хода при любых возможных в дорожных 25 условиях нагрузках и при нагрузках, значительно их превышающих по величине. Последнее достигается благодаря созданию оптимальных условий сцепления каждого колеса с барабанами стен 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 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 смонтированную 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, о т л и ч а ю щ и й с я 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 барабаноа 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 токавозбуждения соответствующих машин, и датчики и задатчики разности токов возбуждения каждой пары электрических машин, связанные с одним из регуляторов тока возбуждения каждой пары машин.)495666 С ос т ав ит ель А. Ба рыковРедактор Н,Бобкова Техред А,Кравчук Корректор Т.1 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул Гагарина, 10 Заказ 4253/40ВНИИПИ Государственн1130 Тираж о комитета по Москва, Ж89 Подписное обретениям и открытиям при ГКНТ С Раушская наб д. 4/5