стенд для испытания системы валопровода колесного транспортного средства

Формула изобретения

Стенд для испытания системы валопровода колесного транспортного средства, содержащий основание, шарнирно смонтированные на основании два опорных беговых барабана для установки на них ведущего колеса транспортного средства, нагружающее устройство в виде передачи, кинематически связывающей между собой оси беговых барабанов и передаточное отношение которой не равно единице, отличающийся тем, что оси беговых барабанов установлены друг от друга на расстоянии, обеспечивающем установку оси ведущего колеса испытываемого транспортного средства между осями беговых барабанов с одновременным контактом поверхностей последних с поверхностью ведущего колеса, при этом один из беговых барабанов снабжен дополнительной зубчатой передачей с возможностью привода от ведущего колеса, выходной вал которой выполнен для создания колебаний в виде коленчатого вала, установленного на основании.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области транспортного машиностроения и может быть использовано для испытания системы валопровода от ведущих мостов до двигателя включительно, любых колесных транспортных средств, например автомобилей, автогрейдеров, погрузчиков и др. Изобретение позволяет испытывать также раму и подвеску транспортного средства вибрационными нагрузками с одновременным нагружением системы валопровода вращающими моментами.

Известен стенд для испытаний рамы транспортного средства, содержащий основание, два барабана, оси которых параллельны и которые соединены между собой бесконечной лентой, на которую устанавливается колесо транспортного средства. Для создания вертикальных перемещений раме, на которой установлены барабаны, придаются толчки с помощью гидроцилиндра, которые передаются на колесо транспортного средства (см. патент США 4942762, МКИ G 01 M, 15/00, опубл. 1990 г. ). Известный стенд не позволяет проводить испытаний системы валопровода ведущего колеса транспортного средства и может быть использован только для вибрационных испытаний.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому решению является стенд для испытания ведущих мостов полноприводного колесного транспортного средства, содержащий основания, шарнирно смонтированные на основании опорные беговые барабаны для установки на них колес транспортного средства и нагружающее устройство, причем беговые барабаны связаны кинематически между собой передачей, у которой передаточное отношение не равно единице (см. свид. на полезную модель 20689, G 01 M 15/00).

В известном стенде обеспечивается нагружение системы валопровода ведущих мостов только для полноприводного транспортного средства, т.к. каждое ведущее колесо устанавливается на свой беговой барабан. Кроме того, стенд не обеспечивает нагружение объекта испытаний вертикальными вибрационными нагрузками.

В предлагаемом изобретении техническое решение позволяет испытывать транспортные средства с одной ведущей осью, загружая их дополнительно вертикальными вибрационными нагрузками с заданной частотой колебаний, причем для испытаний используется мощность самого транспортного средства.

Для достижения указанного технического результата в стенде для испытания системы валопровода колесного транспортного средства, содержащем основание, шарнирно смонтированные на основании два опорных беговых барабана для установки на них ведущего колеса транспортного средства, нагружающее устройство в виде передачи, кинематически связывающей между собой оси беговых барабанов, передаточное отношение, которое не равно единице, согласно изобретению, оси беговых барабанов установлены друг от друга на расстоянии, обеспечивающем установку оси ведущего колеса испытываемого транспортного средства между осями беговых барабанов с одновременным контактом поверхностей последних с поверхностью ведущего колеса, при этом, по крайней мере, один из беговых барабанов снабжен дополнительной передачей с возможностью привода от ведущего колеса, выходной вал которой выполнен в виде генератора колебаний.

Особенностью предлагаемого стенда является то, что нагружающее устройство, состоящее из двух беговых барабанов, оси которых связаны кинематически передачей с передаточным отношением, не равным единице, включает и ведущее колесо транспортного средства, устанавливаемого на них, и представляет собой единый кинематический комплект.

Кроме того, в один из барабанов встроена дополнительная передача с возможностью привода от ведущего колеса транспортного средства, выходной вал которой генерирует колебательный импульс.

Благодаря наличию этих признаков беговые барабаны вращаются с разной угловой скоростью, что обеспечивает сопротивление качению ведущего колеса транспортного средства пропорционально разности угловых скоростей беговых барабанов с одновременными вертикальными нагрузками заданной частоты.

Предлагаемое техническое решение позволяет проводить испытания системы водопровода, кузова транспортного средства и подвески ведущих колес за счет мощности двигателя транспортного средства, приблизив их максимально к реальным дорожным условиям. Оснастив стенд соответствующим измерительным комплексом, можно проводить балансировку ведущих колес под нагрузкой, что является более точным способом балансировки ведущих колес.

На фиг. 1 дана схема установки ведущего колеса автомобиля на опорные беговые барабаны; на фиг.2 показана кинематическая схема стенда.

Стенд для испытания системы валопровода содержит основания 1 (фиг.1), шарнирно смонтированные на основании беговые барабаны 2 и 3. На барабаны установлено ведущее колесо 4 испытуемого транспортного средства. Оси беговых барабанов 2 и 3, установленные на расстояние L, соединены жесткой кинематической связью 5, например цепной передачей, передаточное отношение которой не равно единице, зависит от окружной жесткости шин и может быть равно In= 0,96. . . 0,99. Беговые барабаны 2, 3 могут быть выполнены в виде колесных движителей испытуемого транспортного средства. Для создания вертикальных перемещений оси беговых барабанов связаны с основанием коленчатым валом 6 (фиг.2).

Один из беговых барабанов снабжен дополнительной передачей 7, выходной вал 6 которой создает колебания за счет эксцентриситета "е". Для восприятия реактивных моментов дополнительной передачи предназначена тяга 8.

Входной вал 9 дополнительной передачи жестко связан с опорными беговыми барабанами 2 и 3, который в свою очередь приводится в движение с помощью ведущего колеса транспортного средства за счет сцепления. Дополнительная зубчатая передача позволяет изменять частоту колебаний.

Испытания проводят следующим образом.

Испытуемое транспортное средство устанавливается ведущим колесом 4 на беговые барабаны 2 и 3 таким образом, что ось ведущего колеса расположена между осями беговых барабанов. Беговые барабаны связаны между собой жесткой кинематической связью, например, с помощью цепной или иной передачи, причем передаточное отношение между 2 и 3 не равно единице, в связи с чем беговые барабаны имеют разные угловые скорости в точках А и В, следовательно, и окружные скорости. С другой стороны, ведущее колесо транспортного средства имеет одновременный контакт в точках касания А и В с беговыми барабанами 2 и 3, а значит, и одинаковые окружные скорости, поэтому на первом этапе работы стенда ведущее колесо и барабан будут деформироваться за счет окружной податливости ведущего колеса и барабанов. Если окружная податливость будет соизмерима с передаточным отношением цепной передачи, то ведущее колесо будет испытывать сопротивление вращению, вызванное усилием, необходимым для деформации взаимодействующих колес 2, 3, 4, при этом, например, барабан 2 будет работать по отношению к барабану 3 в "ведущем" режиме, а барабан 3 - в "тормозном" режиме.

При увеличении передаточного отношения передачи 5 деформации взаимодействующих колес будут нарастать, следовательно, будут нарастать силы сопротивления вращению ведущего колеса. По данным В.И. Кнороза, Е.В. Кленникова, изложенным в книге "Шины и колеса", М., Машиностроение, 1975 г., стр. 80, при угле закрутки шины в 2 градуса на колесе реализуется вращающий момент, равный 0,8 от максимального вращающего момента, передаваемого колесом транспортного средства. При передаточном отношении цепной передачи, которое создает на беговых барабанах 2 и 3 разницу в углах поворота больше, чем 2 градуса, превышает при этом крутильную податливость шины, произведет пробуксовку "тормозного" барабана с ведущим колесом. На это будет реализована мощность

P=FtVck,

где Ft - сила сцепления между ведущим колесом и тормозным барабаном;

Vck - скорость скольжение.

От двигателя транспортного средства будет востребована мощность

Pgb=Tbw,

где Tb - вращающий момент на валу ведущего колеса;

w - угловая скорость ведущего колеса.

Увеличивая угловую скорость w при том же передаточном отношении цепной передачи, можно проводить ускоренное испытание системы валопровода от ведущего колеса до вала двигателя, либо испытания дифференциала (при одном заторможенном ведущем колесе), либо испытания системы валопровода с одновременными вертикальными колебаниями подвески.

Во всех случаях ограничением нагрузок является только двигатель транспортного средства или сцепления между движителем и беговыми барабанами, "ведущий" и "тормозной" беговые барабаны взаимообратимы.

Заметим, что стендом обеспечивается мощность на ведущем колесе, пропорциональная угловой скорости его вращения (т.к. сцепление постоянно), которая, следовательно, может быть увеличена на диапазон регулирования скоростей движения транспортного средства от минимальной до максимальной. Таким образом, стенд позволяет "пустить" всю мощность двигателя через одно ведущее колесо транспортного средства, в случае соединения беговых барабанов бесступенчатой передачей кинематическое рассогласование в угловых скоростях беговых барабанов 2 и 3 может быть получено в широких пределах.

За счет регулирования передаточного отношения устанавливается заданный режим нагружения системы валопровода переменными нагрузками.

Изменяя эксцентриситет "е" и передаточное отношение зубчатой передачи, можно регулировать вертикальные перемещения колеса транспортного средства, а также частоту их взаимодействия, что максимально приближает испытания к дорожным условиям.

Возможный вариант выполнения стенда.

Если выполнить диаметры беговых барабанов 2, 3 и ведущего колеса 4 разномерными или попарно разноразмерными, то передаточное отношение передачи 5 может быть равно единице, при этом будет получен тот же эффект нагружения системы валопровода.