Динамический исследовательский стенд с беговыми барабанами

ДИНАМИЧЕСКИЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ СТЕНД С БЕГОВЫМИ
Полезная модель относится к устройствам, используемым в технике проведения опытно-конструкторских работ (ОКР) при процессах исследования и доводки колёсных транспортных средств, в частности автомобилей.
Во время стендовых испытаний по исследованию шума, а также при определении мощностных и экономических характеристик автомобиля в полубезэховой акустической камере на динамическом стенде с беговыми барабанами используется специальная система крепления автомобиля, удерживающая автомобиль от его пространственных перемещений (далее система крепления). Известные системы крепления представляют собой, в частности, набор удерживающих гибких тросов с механизмом натяжения в виде четырёх элекролебедок, установленных под полом камеры в помещении машинного отделения испытательной камеры. Автомобиль, установленный на динамическом стенде, в этом случае, закрепляется тросами за буксирные зацепы (проушины, крюки). Тросы, выполняя функцию натяжных элементов, через оригинальные крепежные стойки и вмонтированные в пол поворотные пластины лебедок стенда, устанавливаются на барабанах лебедок. Известные применяемые системы крепления автомобиля и способы установки автомобиля на стенд не обеспечивают безопасность испытательного процесса в случае самопроизвольного ослабления усилия натяжения (или обрыва) одного из крепежных тросов при высоких скоростях вращения барабанов (имитации высокой скорости автомобиля). При ослаблении (обрыве) одного из крепежных тросов незамедлительно возникает боковой увод автомобиля, что может привести к потере устойчивости исследуемого объекта на беговых барабанах стенда и, как следствие, к повреждению как самого автомобиля, так и дорогостоящего оборудования динамического стенда. Кроме того, эта проблема связана с безопасными условиями работы операторов.
БАРАБАНАМИ.
участвующих в процессе испытаний автомобиля. Оператор, находящийся в салоне исследуемого автомобиля, при возникновении нештатной ситуации в виде ослабления (обрыва) крепежного троса, не застрахован от получения травмоопасных повреждений.
Из заявки DE № 19916699 А1, МПК G01M 17/00, публ. 30.112000, заявитель ф. AUDI AG, известно удерживающее устройство для стендовых испытаний автомобилей на беговых барабанах, которое предусматривает фиксированное положение автомобиля на беговых барабанах, исключающее его как продольные так и боковые смещения, что обеспечивается за счёт применения жёстких продольной и поперечных сцепок, содержащих резьбовые регулирующие вставки, стержни с ввёртной частью и стопорные узлы с поворотными шарнирами. Упорные корпуса шарниров жёстко вмонтированы в структуру пола испытательного помещения в котором размещён стенд. Недостатком этой конструкции является применение жёстких (без податливых упругих и демпфирующих элементов) ограничительных связей между вибрирующим корпусом (кузовом) автомобиля и полом камеры, искажающих виброакустические характеристики кузова, что нежелательно для их применения в акустических полубезэховых испьпательных камерах. В этом случае, динамическое возбуждение (вибрации) от силового каркаса кузова, элементов ходовой части автомобиля передаётся от буксирных зацепов через вибропроводные элементы ограничительных крепёжных связей на пол камеры, вызывая его динамическое возбуждение (вибрацию) и соответствующее паразитное шумовое излучение, искажающее реальное акустическое поле исследуемого объекта (автомобиля). С другой стороны, наложение жёстких силовых ограничительных связей и их воздействие на силовой каркас кузова изменяет реальные виброакустические характеристики кузова, что нежелательно при проведении качественных виброакустических исследований автомобиля в акустической камере оборудованной беговыми барабанами. Кроме того, отсутствие гибких демпфирующих звеньев в структуре ограничительных связей, не позволяет осуществлять следящее компенсирующее поддержание постоянного усилия удержания автомобиля на стенде (следящей реакции) на неустановившихся режимах испытаний (разгоны, торможения) автомобиля, что ведёт часто к возникновению импульсных дополнительных нагрузок, как на испытуемый автомобиль, так и на элементы устройства крепления автомобиля на стенде, что в конечном итоге связано с изменением виброакустических характеристик исследуемого объекта (автомобиля).
-/w
в патенте США № 3520180, МПК G01M 7/00, 17/04, публ. 14.07.1970, описана система крепления автомобиля на динамическом стенде с беговыми барабанами, содержащая, в частности, шесть стоек с электрическими лебёдками, кинематически связанных посредством гибких элементов (тросовых растяжек) с кузовом автомобиля. Стойки, предназначенные для исключения вертикальной составляющей силовой нагрузки от системы крепления за счёт горизонтальной установки ветвей крепёжных элементов (тросов), замыкающих вертикальные блоки с буксирными зацепами автомобиля (по одной стойке - расположенные спереди и сзади автомобиля) и для исключения поперечного увода автомобиля по две пары стоек - находящихся справа и слева от кузова автомобиля в зонах переднего и заднего бамперов, предназначенных для исключения поперечного увода автомобиля. Последние находятся в зонах плоскостей переднего и заднего бамперов автомобиля, т.е. в зонах прямого непосредственного излучения звука шинами, моторным отсеком и срезом выхлопной трубы (в плоскостях бамперов). Это создаёт дополнительные звукоотражающие эффекты от массивных поверхностей стоек и искажения реального звукового поля движущегося автомобиля по автомобильной автостраде, что нежелательно для качественных объективных измерений внешнего и внутреннего шума автомобиля в акустической полубезэховой камере с беговыми барабанами, на которых установлен исследуемый автомобиль. С другой стороны, такая система крепления автомобиля на барабанном стенде требует применения большого числа звеньев регулировки натяжения тросов - шесть электролебёдок с соответствующими тормозными устройствами.
В качестве прототипа принята система крепления автомобиля на динамическом стенде с беговыми барабанами, описанная в свидетельстве на полезную модель Российской Федерации №23503. Известная система крепления автомобиля на динамическом стенде с беговыми барабанами, содержащая установленный на беговых барабанах автомобиль, снабжённый спереди и сзади буксирными зацепами, пространственное перемещение которого ограничено удерживающими гибкими элементами, закреплёнными в смонтированных на полу стенда крепёжных устройствах, выполненных в виде двух пар неподвижных вертикальных поворотных стоек, расположенных попарно относительно передней и задней частей кузова автомобиля, и одной пары подвижных в направлении продольной оси автомобиля стоек; неподвижные вертикальные поворотные стойки снабжены вращающимися в горизонтально расположенных осях блоками, причём
loct/ e-f оси блоков смонтированы с возможностью селективной выборки и фиксации по высоте стойки; подвижные стойки смонтированы спереди автомобиля, в пазовых направляющих, расстояние между которыми превышает ширину кузова автомобиля, с возможностью селективной установки и жёсткой фиксации и снабжены вращающимися в вертикальных осях блоках, причём блоки имеют возможность фиксированного перемещения по высоте стойки; ветви гибких элементов закреплены спереди и сзади автомобиля к единому буксирному зацепу; подвижные стойки расположены между буксирным зацепом и неподвижными стойками, таким образом, что ветви гибких элементов образуют тупой угол с вершиной в вертикальной оси блока подвижной стойки. Недостатком данной системы крепления автомобиля является отсутствие предохранительных ограничительных элементов, препятствующих и предотвращающих дальнейшее развитие бокового увода (поперечного смещения) автомобиля в случае самопроизвольного ослабления усилия натяжения (или обрыва) одного из крепежных тросов при высоких скоростях вращения барабанов, что может привести к возникновению аварийной ситуации в процессе испытаний. Кроме этого, отсутствие защитных офаждений в районе вращающихся беговых барабанов отрицательно сказывается на безопасность условий труда операторов стенда, увеличивает риск случайного доступа испытателя на вращающиеся поверхности, что недопустимо с точки зрения охраны труда.
Сущность полезной модели заключается в том, что известный динамический стенд с беговыми барабанами, содержащий установленный на беговых барабанах автомобиль, снабжённый спереди и сзади буксирными зацепами, пространственное перемещение которого ограничено удерживающими гибкими элементами стенда, закреплёнными в смонтированных на полу стенда крепёжных устройствах, дополнительно снабжён защитным устройством, выполненным в виде жесткого звукопрозрачного сетчатого офаждения, смонтированного с возможностью целенаправленного перемещения и фиксирования напротив вращающихся колес автомобиля в зависимости от его конкретной базы, при этом, защитное устройство содержит упорный ограничительный ролик, целенаправленно перемещающийся и фиксирующийся в необходимом положении в зависимости от колеи испытуемого автомобиля, и препятствующий развитию бокового увода автомобиля (поперечного смещения) в случае самопроизвольного ослабления усилия натяжения (обрыва) одного из тросов. Названное сетчатое ограждение размещается напротив осей вращения, по
fjX) Uf-f C крайней мере, одного из управляемых колес испытуемого автомобиля. Сетчатые ограждения размещены в специальных пазовых направляющих, выполненных по обе стороны автомобиля. Сетчатые ограждения выполнены в виде жестких сетчатых структур (например, из проволоки диаметром 1.5...3 мм), с возможностью перемещаться и фиксироваться в необходимом положении в зависимости от базы автомобиля, сблокированных в единые защитные модули с упорными ограничительными роликами, свободно вращающимися на жестко закрепленных к основанию роликов осях, причем, основания роликов монтируются совместно с сетчатыми ограждениями с помощью пазовых систем крепления, позволяющих применять селективную выборку и фиксацию положения упорного ограничительного ролика в зависимости от колеи исследуемого автомобиля. Сущность полезной модели поясняется на чертежах.
На фиг. 1 показан заявляемый динамический исследовательский стенд с беговыми барабанами с установленным на нем испытуемом автомобилем, (вид сверху).
На фиг 2 изображен вид сбоку автомобиля, установленного на заявляемом динамическом стенде с беговыми барабанами.
Позициями на фиг 1-2 обозначены:
1- полубезэховая акустическая камера;
2- звукопоглощающие кулисы акустической камеры;
3- трос удерживающих гибких элементов стенда;
4- испытуемый автомобиль;
5- беговые барабаны стенда;
6- направляющие элементы стенда для монтажа дополнительного защитного устройства стенда;
7- дополнительное защитное устройство стенда;
8- упорный ограничительный ролик защитного устройства стенда;
13- основание сетчатого офаждения защитного устройства стенда;
14- сетчатое ограждение защитного устройства стенда.
На фиг 3 представлен фрагмент конструкции динамического стенда с беговыми барабанами, иллюстрирующий сущность полезной модели. Упорный ограничительный ролик 8, выполненный из металлического материала, например, из нержавеющей стали и свободно вращающийся на своей оси 9 посредством двух радиальных шарикоподшипников 10 (например, 6304-2RS1 и 6205-2RS1). Ось 9 жестко закреплена к стопорной опоре 11 сварочным швом. Стопорная опора 11
имеет специальные пазы 12 для фиксированного перемещения и крепления стопорной опоры 11 к основанию 13 сетчатого ограждения 14 с помощью прижимных болтов 15. Благодаря пазовой системе крепления упорных ограничительных роликов, последние имеют возможность перемещаться и фиксироваться в необходимом положении на заданном определенном расстоянии от колеса (шины) в зависимости от колеи исследуемого автомобиля. В свою очередь, основание 13 сетчатого офаждения 14 крепится к штатным универсальным направляющим стенда 6 (см. фиг. 1), что позволяет перемещаться защитному ограждению 7 вдоль автомобиля, т.е. варьировать свое местоположение в зависимости от базы исследуемого объекта. Сетчатое защитное ограждение стенда 14 выполнено, например, из тонкого стального прутка диаметром 1.5...3 мм, в виде жесткой звукопрозрачной сетчатой структуры, что, таким образом, позволяет не только выполнить защитную (безопасностную) функцию, но и исключить наличие в зонах измерений испьпательной акустической
камеры дополнительных звукоотражающих поверхностей, искажающих реальное звуковое поле исследуемого объекта (автомобиля), в особенности - в зоне излучений шума шинами.
Упорные офаничительные ролики защитного устройства стенда устанавливаются непосредственно напротив оси вращения каждого, по крайней мере, переднего (ведущего, управляемого) колеса испьпгуемого автомобиля. При ослаблении усилия натяжения например, одного из крепежных тросов, и возникновении вследствие этого бокового увода автомобиля с вращающихся поверхностей беговых барабанов, боковая поверхность шины колеса вступает в контакт с упорным ограничительным роликом, ограничивающим боковое смещение и, который, вследствие контактной реакции с боковиной вращающейся шины, вращаясь на своей жестко смонтированной оси, офаничивает дальнейшее смещение автомобиля на беговых барабанах и исключает дальнейший процесс увода автомобиля.
Предлагаемый динамический исследовательский стенд с беговыми барабанами позволяет ограничивать возникший боковой увод автомобиля, предотвратить случайный доступ оператора к вращающимся беговым барабанам, и, таким образом, значительно повысить уровень безопасности процесса испытаний автомобиля на динамическом стенде.
/гл