СТЕНД С ГИДРОЗАМКНУТЫМ СИЛОВЫМ КОНТУРОМ ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ ТРАНСМИССИЙ ТЯГОВО-ТРАНСПОРТНЫХ СРЕДСТВ
STAND WITH CLOSED HYDRAULIC POWER CIRCUIT FOR TESTING TRANSMISSIONS OF TRACTION AND VEHICLES

Изобретение относится к транспортному машиностроению, а именно к стендам с гидрозамкнутым силовым контуром для испытания трансмиссий тягово-транспортных средств.
Известен стенд с замкнутым силовым контуром для испытания агрегатов трансмиссии транспортных средств, содержащий приводной двигатель, вспомогательные передачи, и последовательно включенный в силовой контур нагружатель, имеющий планетарный редуктор и регулируемый тормоз, причем планетарный редуктор выполнен трехзвенным однорядным, а регулируемый тормоз выполнен в виде гидронасоса с регулируемым дросселем, установленным в его нагнетательной магистрали, при этом два звена планетарного редуктора связаны соответственно со звеньями испытаваемых агрегатов, а третье звено его связано с гидронасосом (авт. свид. СССР №681344, G 01 M 13/02, опубл. 25.08.1979, бюл. № 31).
Недостатком данного стенда с замкнутым силовым контуром для испытания агрегатов трансмиссии транспортных средств является то, что он не обеспечивает достаточную достоверность результатов испытаний за счет невозможности воспроизведения на испытуемой трансмиссии нагрузок эксплуатационного характера.
Наиболее близким по технической сущности к изобретению является стенд с замкнутым силовым контуром для испытания агрегатов трансмиссии транспортных средств, содержащий приводной двигатель, замыкающий редуктор, входной вал которого кинематически соединен с приводным двигателем, первый выходной вал - с входным валом первого испытуемого агрегата, третий выходной вал - с входным валом второго испытуемого агрегата, дополнительный замыкающий редуктор, первый выходной вал которого кинематически соединен с выходным валом первого испытуемого агрегата, третий выходной вал - с выходным валом второго испытуемого агрегата, нагружатель, два динамических компенсатора, выполненные в виде камер, частично заполненных жидкостью и установленных на выходном валу соответственно первого и второго испытуемых агрегатов, приводную реверсивную машину с блоком управления, два датчика крутящего момента, установленные на входном или выходном валах соответственно первого и второго испытуемых агрегатов, элемент сравнения, входы которого подключены к выходам датчиков крутящего момента, а выход - к блоку управления приводной балансирной гидромашинной, при этом нагружатель связан с вторыми выходными валами обоих замыкающих редукторов (авт. свид. СССР № 1422048, G 01 M 13/02, опубл. 07.09.1988, бюл. № 33).
Недостатком данного стенда с замкнутым силовым контуром для испытания агрегатов трансмиссии транспортных средств является то, что он не обеспечивает достаточную достоверность результатов испытаний за счет невозможности воспроизведения на испытуемой трансмиссии нагрузок эксплуатационного характера.
Задачей изобретения является создание стенда с гидрозамкнутым силовым контуром, обеспечивающего возможность управления законом нагруженности испытываемой трансмиссии в соответствии с эксплуатационным законом ее нагруженности.
Технический результат - повышение достоверности результатов стендовых испытаний трансмиссий тягово-транспортных средств.
Указанный технический результат достигается тем, что стенд с гидрозамкнутым силовым контуром для испытания трансмиссий тягово-транспортных средств, содержащий приводную балансирную электрическую машину, регулируемые гидронасосы, кинематически связанные с согласующими редукторами, с которыми кинематически связаны выходные валы испытуемой трансмиссии, раздаточную коробку, входной вал которой кинематически связан с входным валом испытуемой трансмиссии, а выходные валы кинематически связаны с регулируемыми гидромоторами, при этом напорные магистрали регулируемых гидронасосов и регулируемых гидромоторов зациклены, так же стенд содержит приводимые электродвигателями постоянного тока гидронагружатели с вращающимся золотником с набором дисков с выполненными перпендикулярно оси дисков сквозными отверстиями с отношением диаметров d1 к d2, при этом на внутренней поверхности корпуса вращающегося золотника выполнено два продольных канала, причем полость одного из каналов соединена с полостью входного патрубка, а полость другого канала соединена с полостью выходного патрубка, при этом входные патрубки гидронагружателей с вращающимся золотником соединены с напорными магистралями, а выходные - со сливом.
1
2
За счет использования в стенде с гидрозамкнутым силовым контуром для испытания трансмиссий тягово-транспортных средств гидронагружателей с вращающимся золотником с набором дисков с выполненными в них сквозными отверстиями с отношением диаметров d к dобеспечивается возможность воспроизведения на испытуемой трансмиссии режима нагружения эксплуатационного характера, вследствие чего повышается достоверность результатов стендовых испытаний.
На фиг. 1 представлена гидрокинематическая схема стенда с гидрозамкнутым силовым контуром для испытания трансмиссий тягово-транспортных средств. На фиг. 2 - схема гидронагружателя с вращающимся золотником в разрезе. На фиг. 3 - схема расположения отверстий в дисках вращающегося золотника. На фиг. 4 - продольные каналы на внутренней поверхности корпуса вращающегося золотника. На фиг. 5 - характер эксплуатационной нагруженности трансмиссии тягово-транспортного средства.
Стенд с гидрозамкнутым силовым контуром для испытания трансмиссий транспортных средств содержит испытуемую трансмиссию 1, выходные валы 2 левого и правого бортов которой кинематически связаны с согласующими редукторами 3; приводную балансирную электрическую машину 4, кинематически связанную с валом отбора мощности 5 испытуемой трансмиссии 1; регулируемые гидронасосы 6, кинематически связанные с согласующими редукторами 3; раздаточную коробку 7, входной вал 8 которой кинематически  связан через карданную передачу с входным валом испытуемой трансмиссии 1, а выходные валы 9 кинематически связаны с регулируемыми гидромоторами 10, при этом напорные 11 и сливные 12 магистрали регулируемых гидронасосов 6 и регулируемых гидромоторов 10, установленных по левому по правому бортам испытуемой трансмиссии 1, зациклены; гидравлически связанные с напорными магистралями 11 гидронагружатели с вращающимся золотником 13, напорные магистрали 14 которых соединены с напорными магистралями 11, а сливные магистрали 15 соединены со сливными магистралями 12; привод гидронагружателей с вращающимся золотником 13 осуществляется кинематически связанными с ними электрическими двигателями постоянного тока 16.
1
Приводимый валом 17 электрического двигателя постоянного тока 16 гидронагружатель с вращающимся золотником 13 включает в себя корпус 18 с входным патрубком 19, гидравлически связанным с напорной магистралью 11 и выходным патрубком 20, гидравлически связанным со сливной магистралью 12; внутри корпуса 18 соосно с приводным валом 17 установлены  диски 21, в которых перпендикулярно оси дисков выполнены сквозные отверстия dс углом α. На внутренней поверхности корпуса 18 вращающегося золотника 13 выполнено два продольных канала 22; причем полость одного из каналов 22 соединена с полостью входного патрубка 19, а полость другого канала 22 соединена с полостью выходного патрубка 20.
Устройство работает следующим образом.
i
i
Процесс нагружения элементов трансмиссии тягово-транспортного средства в условиях эксплуатации формируется из м-трансногочисленных случайных и детерминированных воздействий и в общем случае может быть представлен как полигармонический. В частном случае изменение во времени крутящего момента в валопроводе при установившемся движении машины можно представить в виде, представленном на фиг. 5. Гармонические либо квазигармонические составляющие этого процесса имеют разные амплитуды A и частоты изменения f. Наиболее достоверные результаты испытаний на стенде имеют место, когда воспроизводимая на стенде нагрузка на испытуемую трансмиссию в максимальной степени соответствует эксплуатационной.
Перед началом проведения испытаний трансмиссии осуществляется настройка производительности регулируемых гидронасосов 6 и расхода регулируемых гидромоторов 10, причем производительность регулируемых гидронасосов 6 задается несколько большей расхода регулируемых гидромоторов 10. Степенью различия этих настроек определяется величина давления в напорных магистралях 11 гидрозамкнутого контура стенда. Из-за того, что жидкость практически не сжимаема, напорные магистрали 11 замыкают силовой контур стенда эквивалентно тому, как если бы он замыкался жесткими валами. Величиной давления в напорных магистралях 11 определяется величина закрутки валов замкнутого контура стенда, а, следовательно, величина нагружающего воздействия на испытуемую трансмиссию 1.
i
i
1
2
i
i
Перед началом испытаний выполняется анализ режима нагружения трансмиссии в эксплуатации, определяется n-ное количество его полигармонических составляющих Аf, которыми с достаточной степенью точности можно описать эксплуатационный нагрузочный режим, а также определяются амплитуды и частоты изменения каждой из этих составляющих. В результате анализа выполняется формирование вращающегося золотника гидронагружателя 13, который комплектуется необходимым количеством дисков 21. Отношение диаметров d к d сквозных отверстий в дисках 21 подбираются, исходя из необходимости реализации одной или нескольких полигармонических составляющих Аf реального процесса нагружения. Задается необходимая частота вращения вала 17 электродвигателя постоянного тока 16 привода гидронагружателя с вращающимся золотником 13.
1
2
i
i
i
1
2
За счет периодического соединения выполненных в дисках 21 сквозных отверстий с отношением диаметров d/ d (фиг. 3) через продольные каналы 22, выполненные на внутренней поверхности корпуса 18 вращающегося золотника 13, с напорными 11 и сливными 12 магистралями гидрозамкнутого контура стенда выполняется подъем и сброс давления в напорных магистралях 11 по закону, соответствующему одной из полигармоническим составляющим Af закона изменения крутящего момента, нагружающего испытуемую трансмиссию 1 в эксплуатации. Амплитуды A каждой из составляющих закона изменения крутящего момента определяются отношением диаметров d/ d в дисках 21 и частотой вращения вала 17 приводного электродвигателя постоянного тока 16, а частоты изменения - частотой вращения вала 17 приводного электродвигателя постоянного тока 16, которая может изменяться по наперед заданному закону. Таким образом, при заданном давлении в напорных магистралях 11 за счет подбора необходимого диаметра и угла отверстий дисков, при заданной частоте вращения вала 17 приводного электродвигателя постоянного тока 16, за счет управления изменением давления в напорных магистралях 11 возможно обеспечить реализацию одной из полигармонических составляющих заданного закона изменения нагружающего испытуемую трансмиссию 1 крутящего момента на стенде, то есть реализовать воспроизведение на ней режима нагружения эксплуатационного характера, вследствие чего повышается достоверность результатов стендовых испытаний.
Таким образом, решается задача создания стенда с гидрозамкнутым силовым контуром для испытания трансмиссий транспортных средств, обеспечивающего повышенную достоверность результатов испытаний за счет воспроизведения на испытуемой трансмиссии нагрузок эксплуатационного характера.