Класифікація роликових стендів для контролю тягово-швидкісних характеристик автомобілів їх будова та контрольовані параметри

Для визначення тягово-швидкісних характеристик найбільше розповсюджені роликові стенди тягових якостей.

Для стальных гладких барабанов (коэффициент сцепления Ф = 0,5) радиус г₆ принимают равным (0,5-^0,7) г_к. Один из ба­рабанов соединяют с измерителем скорости движения автомоби­ля (спидометром), другой — с нагрузочным устройством.

Нагрузочные устройства служат для создания задан­ного нагрузочного и скоростного режима работы диагностируе­мого автомобиля путем притормаживания барабанов, вращаемых его колесами. Оно состоит из балансирного тормоза или маховых масс. Первый тип нагрузочных устройств применяют для стендов силового типа, а второй — для инерционных стендов. Комбини­рованные стенды оснащают и балансирным тормозом и маховы­ми массами (рис. 6.25). Между тормозом и барабаном возможна установка редуктора.

В силовых стендах тяговых качеств (рис. 6.26, а) применяют: гидравлический тормоз, электродвигатель переменного и постоян­ного тока, работающий в режиме генератора, и электродинами­ческий тормоз. Все перечисленные тормоза состоят из ротора, соединенного с беговым барабаном, и балансирно подвешенного статора. Передача крутящего момента от ротора, жестко соеди­ненного с барабанами, которые вращаются-колесами автомобиля, к статору осуществляется в зависимости от вида нагрузочного устройства следующим образом: в гидравлическом тормозе — за счет затрат энергии на перемещение воды между статором и ро­тором; в электрическом — за счет преодоления сил взаимодейст­вия между обмотками ротора электродвигателя и электромаг­нитным полем обмоток статора; в электродинамическом — за

счет эффекта вихревых токов, возникающих в роторе при враще­нии его в магнитном поле катушек статора.

Увеличение или уменьшение нагрузочного режима достигается в первом случае большим или меньшим заполнением гидротор­моза водой, во втором и третьем — путем изменения силы тока в обмотках возбуждения статора. В результате на статоре возни­кает реактивный момент, равный или пропорциональный крутя­щему моменту, развиваемому колесами автомобиля. Этот момент фиксируется при помощи датчика давления, на который опирает­ся конец рычага балансирно подвешенного статора.

Сравнивая балансирные нагрузочные устройства по широте диапазона скоростных режимов, следует отдать предпочтение
электродинамическому тормозу (рис. 6.27). Кроме того, этот вид нагрузочного устройства меньше остальных по габаритам и стои­ мости, прост в эксплуатации и экономичен в потреблении элект­ роэнергии. Определенным преи­ муществом электрических тормо­ зов является возможность использования их электродвига­ телей для измерения момента сопротивления трансмиссии ав­ томобиля.

В инерционных стендах (см. рис. 6.26, б) в качестве маховых масс используют массы бараба­нов стенда и специальные махо­вики, соединенные с барабанами непосредственно или через ре­дуктор. При разгоне барабанов веду­щими колесами автомобиля ма­ховые массы оказывают сопро­тивление, равное моменту инер­ции стенда. Чем больше колес­ная мощность автомобиля, тем меньше путь 5_Р и время 1_Р разго-

— индукторного; 2 — электрического (постоянного тока); 3 — гидравлическо­го; 4 — электрического (переменного тока); п — частота вращения ротора; N — поглощенная

Рис. ,6.27. Внешние характеристики различных типов нагрузочных уст­ройств стендов для диагностирова­ния тяговых качеств автомобиля:

на инерционных масс в установленном диапазоне его скоростей. Измеряя эти величины и сравнивая их с нормативом, определяют мощностные показатели автомобиля. Маховые массы могут быть сменными.

Достоверность измерения мощности автомобиля на инерцион­ном стенде можно достичь, если условия разгона на беговых ба­рабанах и на дороге идентичны, т. е. если правильно подобраны инерционные массы стенда, а колеса не пробуксовывают. Так как в процессе разгона автомобиля на дороге энергия его двигателя расходуется на преодоление сил инерции от всех поступательно и вращательно движущихся масс, а на стенде — только от вра­щающихся масс двигателя, задних колес и масс стенда, то для соблюдения идентичности указанных выше условий разгона (на прямой передаче) необходимо, чтобы приведенный момент инер­ции вращающихся масс стенда был примерно равен приведенно­му моменту инерции автомобиля без учета моментов инерции масс двигателя и задних колес, т. е.

Зная массу автомобиля, моменты инерции его колес, моменты инерции беговых барабанов и передаточные числа стенда, можно определить момент инерции маховика, а следовательно, и его геометрические размеры. Если же стенд не имеет маховика и его роль исполняют беговые барабаны (т. е. на основании формулы (16.7) 1_и1ъ 1р=0), то, решая приведенное уравнение относительно /б, можно определить массу беговых барабанов.

Измерительное устройство представляет собой ста­ционарный или подвижной пульт с удобно наблюдаемыми инди­каторами силы тяги, скорости, расхода топлива (для инерцион­ных стендов пути или продолжительности разгона в установлен­ном диапазоне скоростей автомобиля и пути его наката), а также органами управления стенда. Возможно автоматическое и ди­станционное (параллельное) управление стендом с места води­теля диагностируемого автомобиля.

Вентилятор стенда выполняют в виде передвижного агре­гата, обеспечивающего дополнительное охлаждение двигателя испытуемого автомобиля. Для этого вентилятор устанавливают перед автомобилем и подают воздух на его радиатор.

Технология диагностирования автомобиля на СТК следующая. При помощи силового стенда мощностные показате­ли автомобиля определяют, измеряя реактивный момент на ста­торе балансирно подвешенного нагрузочного устройства на пря­мой передаче. Испытание проводят на двух режимах: максимального крутящего момента и максимальной мощности двига­теля. На этих же режимах (для автобусов еще и на режиме хо­лостого хода) при помощи расходомера измеряют расход топли­ва автомобилем.

Одновременно с измерением тягово-экономических показате­лей автомобиля определяют дымность отработавших газов (для дизелей) и уровень шума. Диагноз по мощности уточняют, исклю­чая механические потери в агрегатах трансмиссии и влияние пробуксовки сцепления. Если силовой СТК в качестве нагрузоч­ного устройства имеет электродвигатель, то сопротивление транс­миссии измеряют, прокручивая колеса автомобиля барабанами при нейтральном положении в коробке передач. При гидравли­ческом и электродинамическом нагрузочном устройстве потери в трансмиссии измеряют выбегом автомобиля.

Имеются конструкции стендов с гидротормозом и вспомога­тельным, балансирно подвешенным, электродвигателем неболь­шой мощности для проворачивания трансмиссии автомобиля и измерения механических потерь трансмиссии. Пробуксовку сцеп­ления выявляют под нагрузкой, освещая стробоскопической лам­пой карданный вал. Если пробуксовка отсутствует, то карданный вал кажется неподвижным.

На инерционном стенде мощностные показатели автомобиля определяют по продолжительности (или пути) разгона беговых барабанов на прямой передаче в интервале заданных скоростей. Расход топлива измеряют при разгоне и при установившемся постоянном режиме без нагрузки.

На средних и крупных предприятиях наибольшее распростра­нение получили силовые стенды тяговых качеств. Полный техно­логический комплекс работ при диагностировании автомобиля по тягово-экономическим показателям на силовом стенде с электри­ческим тормозом можно представить в виде алгоритма (рис. 6.28). Вертикальная часть алгоритма указывает последовательность перехода от одной диагностической операции к другой пос­ле положительного исхода проверки («Да»). В случае обнаруже­ния неисправностей («Нет») возникают боковые цепи алгоритма, содержащие указания о необходимости регулировки, а при отри­цательном исходе последней — ремонта с последующим возвра­том к заключительной проверке.

Оценка мощностных и экономических показателей автомоби­ля возможна также при помощи средств встроенного диагности­рования, которые позволяют определить в процессе эксплуатации автомобиля его мощность по интенсивности разгона и топливную экономичность по показателям расхода топлива.

Одновременно с измерением мощностных и экономических по­казателей автомобилей определяют токсичность и дымность со­ответственно их карбюраторных и дизельных двигателей. Описа­ние методов и средств определения токсичности и дымности от­работавших газов приведено в разд. 6.9 диагностирования систем питания двигателей.