СТЕНД С ЗАМКНУТЫМ СИЛОВЫМ КОНТУРОМ ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ ТРАНСМИССИЙ ТРАНСПОРТНЫХ СРЕДСТВ

Полезная модель относится к транспортному машиностроению, а именно к стендам с замкнутым силовым контуром для испытания трансмиссий транспортных средств.
Известен стенд для испытания трансмиссий транспортных средств, содержащий основание, раму, приводной двигатель, установленный на основании и кинематически соединенный с входным валом испытываемой трансмиссии, установленный на раме правый угловой редуктор, входной вал которого кинематически соединен с правым выходным валом испытываемой трансмиссии и установлен в подшипниковой опоре, смонтированной на основании, установленный на раме левый угловой редуктор, один из входных валов которого кинематически соединен с левым выходным валом испытываемой трансмиссии и установлен в дополнительной подшипниковой опоре, смонтированной на основании, и установленные на раме дополнительные правый и левый редукторы, входные валы которых кинематически соединены с выходными валами указанных правого и левого редукторов, а выходные соединены между собой посредством храповой муфты, механизм поворота рамы, установленный на основании, три храповых механизма с управляемыми защелками, при этом храповое колесо первого храпового механизма установлено на входном валу правого углового редуктора, второго - на другом входном валу левого углового редуктора и третьего - на валу приводного двигателя или входном валу испытываемой трансмиссии (авт. свид. СССР №1182303, G01М 13/02, опубл. 30.09.1985, бюл. №36).
Недостатком данного стенда для испытания трансмиссий транспортных средств является то, что его система нагружения, включающая в себя поворотную раму с механизмом поворота в виде гидроцилиндра и механизмом фиксации в виде храповой муфты, обеспечивает при испытаниях постоянную величину нагрузки испытываемой трансмиссии, что не соответствует условиям ее работы в эксплуатации при постоянном действии переменных нагрузок.
Наиболее близким по технической сущности к полезной модели является стенд с замкнутым силовым контуром для испытания трансмиссий транспортных средств, содержащий технологическую трансмиссию, передачу, соединенную с входными валами испытываемой и технологической трансмиссий, нагружатель, включенный в замкнутый силовой контур, приводной двигатель, кинематически соединенный с одним из звеньев замкнутого силового контура, и кривошипы, свободно установленные на выходных валах обоих бортов испытываемой и технологической трансмиссий со сдвигом по фазе на 90° относительно друг друга, причем каждый из упомянутых кривошипов выполнен в виде рычага с двумя диаметрально расположенными плечами, при этом одинаково расположенные плечи рычагов каждого борта испытываемой и технологической трансмиссий связаны между собой посредством упругих элементов (авт. свид. СССР №1332173, G01М 13/02, опубл. 23.08.1987, бюл. №31).
Недостатком данного стенда с замкнутым силовым контуром для испытания трансмиссий транспортных средств является то, что используемый в нем нагружатель, выполненный в виде двух фланцев, поворачиваемых один относительно другого и соединяемых в нагруженном состоянии, обеспечивает при испытаниях постоянную величину нагрузки испытываемой трансмиссии, что не соответствует условиям ее работы в эксплуатации при постоянном действии переменных нагрузок.
Задачей полезной модели является создание стенда с замкнутым силовым контуром для испытания трансмиссий транспортных средств, нагружатель которого обеспечивает возможность воспроизведения на стенде характерных для эксплуатации переменных нагрузок, а также возможность нагружения при испытаниях разными по величине крутящими моментами левого и правого бортов испытываемой трансмиссии.
Технический результат - повышение достоверности стендовых испытаний за счет обеспечения возможности воспроизведения на испытываемой трансмиссии характерных для эксплуатации переменных нагрузок.
Указанный технический результат достигается тем, что стенд с замкнутым силовым контуром для испытания трансмиссий транспортных средств содержит технологическую трансмиссию с входным валом, имеющим возможность кинематической связи с входным валом испытываемой трансмиссии, приводной двигатель, нагружатель, включенный в замкнутый силовой контур, два четырехзвенных шарнирных параллелограммных механизма, кривошипы которых установлены на выходных валах обоих бортов технологической трансмиссии и выполнены с возможностью установки на выходных валах обоих бортов испытываемой трансмиссии, при этом кривошипы, установленные на выходных валах одного борта технологической трансмиссии и кривошипы, имеющие возможность установки на выходных валах одного борта испытываемой трансмиссии, смещены по фазе на 90° относительно кривошипов, установленных на выходных валах другого борта технологической трансмиссии, и кривошипов, имеющих возможность установки на выходных валах другого борта испытываемой трансмиссии, нагружатель состоит из двух червячных редукторов, закрепленных на подпружиненных плитах, имеющих возможность поворота относительно оси, установленной в опоре, закрепленной на крышке технологической трансмиссии, при этом установленные на тихоходных валах червячных редукторов шкивы связаны при помощи стальных тросов со шкивами тормозов солнечных шестерен планетарных механизмов поворота левого и правого бортов технологической трансмиссии.
На фиг.1 представлена кинематическая схема стенда с замкнутым силовым контуром для испытания трансмиссий транспортных средств, на фиг.2 - схема нагружающего устройства стенда в разрезе, на фиг.3 - схема нагружающего устройства стенда, вид сверху, на фиг.4 - график изменения крутящего момента на кривошипах по бортам стенда.
Стенд с замкнутым силовым контуром для испытания трансмиссий транспортных средств (фиг.1) содержит две установленные навстречу друг другу идентичные по кинематическим параметрам трансмиссии, технологическую 1 и испытываемую 2, входные валы 3 и 4 которых посредством карданной передачи 5 кинематически соединены между собой, приводной двигатель 6, кинематически соединенный с валом 7 отбора мощности технологической трансмиссии 1 и кинематически связанный с валами 3 и 4. Выходные валы 8, 9, 10 и 11 обоих бортов испытываемой 2 и технологической 1 трансмиссий кинематически соединены между собой для образования замкнутого силового контура посредством двух четырехзвенных шарнирных параллелограммных механизмов, состоящих из кривошипов 12, 13, 14 и 15, установленных соответственно на выходных валах 8, 9, 10 и 11 испытываемой 2 и технологической 1 трансмиссий, и шатунов 16 и 17. Кривошипы 12 и 13 одного борта стенда смещены по фазе на 90° относительно кривошипов 14 и 15 другого борта стенда. Нагружатель 18 стенда связан с тормозами 19 и 20 солнечных шестерен планетарных механизмов поворота левого и правого бортов технологической трансмиссии 1.
Нагружатель (фиг.2 и фиг.3) включает в себя два червячных редуктора 21 и 22, установленные на плитах 23 и 24, имеющих возможность поворачиваться относительно оси 25, установленной в опоре 26, закрепленной на крышке 27 технологической трансмиссии 1. На тихоходных валах червячных редукторов 21 и 22 установлены шкивы 28 и 29, связанные при помощи стальных тросов 30 и 31 со шкивами 32 и 33 тормозов 19 и 20 (фиг.1) солнечных шестерен планетарных механизмов поворота левого и правого бортов технологической трансмиссии 1. На быстроходных валах червячных редукторов 21 и 22 установлены поворотные колеса 34 и 35. В плитах 23 и 24 и крышке 27 технологической трансмиссии 1 для тросов 30 и 31 выполнены отверстия, соосно которым установлены пружины 36 и 37, при этом стальные тросы 30 и 31 проходят внутри пружин 36 и 37. На крышке 27 технологической трансмиссии 1 установлены мерные линейки 38 и 39.
Устройство работает следующим образом. Вращением установленных на быстроходных валах червячных редукторов 21 и 22 поворотных колес 34 и 35 (фиг.2, фиг.3) в агрегатах испытываемой трансмиссии 2 (фиг.1) и в узлах стенда задается средний уровень нагрузки. При этом на заданный угол поворачиваются установленные на тихоходных валах червячных редукторов 21 и 22 шкивы 28 и 29, поворот которых вызывает натяжение стальных тросов 30 и 31 и поворот на определенный угол шкивов 32 и 33 тормозов 19 и 20 солнечных шестерен планетарных механизмов поворота левого и правого бортов технологической трансмиссии 1. Вследствие того, что червячные пары червячных редукторов 21 и 22 обладают самоторможением, заданный средний уровень нагрузки будет удерживаться автоматически. При включении приводного двигателя 6 (фиг.1) агрегаты испытываемой трансмиссии 2 и узлы стенда приводятся во вращение. На выходных валах 8-11 технологической 1 и испытываемой 2 трансмиссий формируется переменная составляющая крутящего момента, равная
М=Рrsinα,
где Р - осевое усилие в шатуне;
r - радиус кривошипа;
α - угол поворота кривошипа.
л
п
При повороте кривошипов 12 и 13 на угол α=0° и α=180° переменная составляющая крутящего момента М равна нулю (фиг.4). Ввиду того, что кривошипы 14 и 15 смещены по фазе на 90° относительно кривошипов 12 и 13, то кривошипы 14 и 15 в этот момент поворачиваются на угол α=90° и α=270°. В этом положении переменная составляющая крутящего момента М равна максимальному значению, определяемому из выражения М=Рr (фиг.4).
л
п
п
л
При повороте выходных валов 8 и 9 на один оборот переменная составляющая крутящего момента М на этих валах дважды при α=0° и α=180° принимает максимальное значение. В эти же моменты одновременно переменная составляющая крутящего момента М на выходных валах 10 и 11 другого борта принимает максимальное значение. При повороте выходных валов 10 и 11 на угол α=0° и α=180° переменная составляющая крутящего момента М на этих валах принимает максимальное значение, а одновременно в эти моменты переменная составляющая крутящего момента М на выходных валах 8 и 9 принимает минимальное значение (фиг.4).
Конструкция нагружателя стенда позволяет также осуществлять нагружение левого и правого бортов испытываемой трансмиссии 2 разными по величине нагрузками, то есть осуществлять при испытаниях циркуляцию разной по величине мощности в замкнутом силовом контуре левого и правого бортов стенда. Для этого поворотные колеса 34 и 35 червячных редукторов 21 и 22 поворачивают на разные углы, вследствие чего установленные на тихоходных валах червячных редукторов 21 и 22 шкивы 28 и 29 и связанные с ними стальными тросами 30 и 31 шкивы 32 и 33 тормозов 19 и 20 солнечных шестерен планетарных механизмов поворота левого и правого бортов технологической трансмиссии 1 поворачиваются на разные углы. При этом плиты 23 и 24 червячных редукторов 21 и 22 поворачивают на разные углы относительно оси 25, установленной в опоре 26, закрепленной на крышке 27 технологической трансмиссии 1, что вызывает разную деформацию пружин 36 и 37. Во время работы стенда постоянно изменяется величина крутящего момента, воздействующего на шкивы 32 и 33 тормозов 19 и 20 солнечных шестерен планетарных механизмов поворота левого и правого бортов технологической трансмиссии 1 (фиг.4), вследствие чего эти шкивы поворачиваются на определенный угол, что вызывает изменение натяжения стальных тросов 30 и 31, поворот плит 23 и 24 червячных редукторов 21 и 22 относительно оси 25 и деформацию пружин 36 и 37. Величину крутящего момента, нагружающего в данный момент левый и правый борт стенда, возможно визуально определять по перемещению обращенных к мерным линейкам 38 и 39 оконечностей плит 23 и 24 червячных редукторов 21 и 22. Указанные перемещения пропорциональны углу поворота этих плит и, соответственно, деформации пружин 36 и 37.
При выполнении трактором сельхозработ (в частности, пахоты) из-за конструкции механизма навески направление действия тягового усилия обычно не совпадает с продольной осью трактора, вследствие чего трактор постоянно отворачивает от борозды. Для сохранения прямолинейного направления движения оператор вынужден, используя механизм поворота, осуществлять коррекцию направления движения. По данным испытаний, такая коррекция (подворот) осуществляется до 12 раз в минуту. При выполнении подворотов осуществляется воздействие на тормоз солнечной шестерни планетарного механизма поворота одного из бортов трансмиссии, при этом вся мощность двигателя передается только через один борт, поэтому крутящий момент на ведущем колесе одного борта трактора максимален, другого борта - минимален. При испытаниях на предлагаемом стенде реализуется именно такой типичный для эксплуатации режим нагружения трансмиссии.
Таким образом, предложено использовать в стенде с замкнутым силовым контуром для испытания трансмиссий транспортных средств вместо нагружателя, выполненного в виде двух фланцев, поворачиваемых один относительно другого и соединяемых в нагруженном состоянии, обеспечивающего при испытаниях постоянную величину нагрузки испытываемой трансмиссии, нагружатель, воздействующий на шкивы тормозов солнечных шестерен планетарных механизмов поворота технологической трансмиссии и обеспечивающий возможность воспроизведения на стенде характерных для эксплуатации переменных нагрузок, а также возможность нагружения при испытаниях разными по величине крутящими моментами левого и правого бортов испытываемой трансмиссии.
Таким образом, решается задача создания стенда с замкнутым силовым контуром для испытания трансмиссий транспортных средств, обеспечивающего повышение достоверности испытаний за счет воспроизведения на испытуемой трансмиссии характерных для эксплуатации переменных нагрузок.