SU1495666A1 - Bench for dynamic testing of vehicles - Google Patents

Abstract

Изобретение предназначено дл  обкатки и разнообразных испытаний и представл ет собой полноприводную систему беговых барабанов с нагружател ми, в котором каждое колесо транспортного средства опираетс  на пару беговых барабанов. Цель изобретени  - повышение эффективности путем увеличени  номенклатуры испытываемых транспортных средств и расширение функциональных возможностей стенда путем расширени  диапазона режимов испытаний. С каждым барабаном 1 и 2 стенда св зана электрическа  машина 5 и 6 соответственно,  корные обмотки каждой пары машин, св занных посредством барабанов 1 и 2 с одним колесом 3, соединены между собой последовательно и подключены к регул тору 7. К другим регул торам 10 и 11 подключены обмотки 8 и 9 возбуждени , а система 13 регулировани  содержит датчики и задатчики токов  кор , суммы разности токов возбуждени  каждой пары машин. 2 ил.The invention is intended for running in and various tests and is an all-wheel drive system of cross-country drums with loads, in which each wheel of the vehicle rests on a pair of cross-drums. The purpose of the invention is to increase efficiency by increasing the range of test vehicles and expanding the functionality of the stand by expanding the range of test modes. An electric machine 5 and 6, respectively, are connected to each drum 1 and 2 of the stand, the core windings of each pair of machines connected by means of the drums 1 and 2 to one wheel 3 are interconnected in series and connected to regulator 7. To other regulators 10 and 11, the excitation windings 8 and 9 are connected, and the regulation system 13 comprises sensors and current adjusters of the cores, the sum of the difference of the excitation currents of each pair of machines. 2 Il.

Description

4: СО С714: CO C71

О5 О 05O5 O 05

31493149

Изобретение относитс  к транспортной технике, в частности к испытательным , обкаточным и тормозным стендам дл  диагностики колесных машин, в которых активные колеса транспортного средства опираютс  на пару катков каждое.The invention relates to a transport technique, in particular to test, rolling and brake stands for the diagnosis of wheeled vehicles in which the active wheels of the vehicle rest on a pair of rollers each.

Целью изобретени   вл етс  повьппе- ние эффективности путем увеличен и  номенклатуры испытываемых транспортных средств и расширение функциональных возможностей стенда путем расширени  диапазона режимов испытаний .The aim of the invention is to improve efficiency by increasing the range of test vehicles and expanding the functionality of the test bench by expanding the range of test modes.

На фиг.1 представлена силова  электромеханическа  схема испытательного барабанного стенда; на фиг.2 - схема автоматического регулировани  нагружателей стенда.Figure 1 shows the electromechanical power circuit of a test drum stand; Fig. 2 is a diagram of the automatic control of the stand loading devices.

Испытательный стенд (фиг.1) представл ет собой систему опорных беговых барабанов 1 и 2, число пар которых равно числу активных колес 3 испытуемой машины 4. Каждый из бараба- нов 1 и 2 св зан с электрической машиной 5 и 6 соответственно,  корные обмотки -которых соединены попарно последовательно и подключены к регул торам 7 напр жени , а их обмотки 8 и 9 независимого возбуждени  подключены к регул торам 10 и 11 тока возбуждени .соответственно. Регул торы 7, 10 и 11 подключены к сети 12 питающего напр жени  посредством вы- ключателей (не показаны) и св заны с системой 13 автоматического регулировани . Последн   также св зана с питающей сетью 12 и с системой 14 управлени  стендом.The test bench (Fig. 1) is a system of support running drums 1 and 2, the number of pairs of which is equal to the number of active wheels 3 of the test machine 4. Each of drum 1 and 2 is connected to the electric machine 5 and 6, respectively, the main windings - which are connected in pairs in series and connected to voltage regulators 7, and their windings 8 and 9 of independent excitation are connected to regulators 10 and 11 of the excitation current, respectively. Regulators 7, 10 and 11 are connected to supply voltage 12 by means of switches (not shown) and are connected to automatic control system 13. The latter is also connected to the supply network 12 and to the stand control system 14.

Часть системы 13 автоматического регулировани  относитс  к паре опорных барабанов 1 и 2, предназначена дл  регулировани  нагрузки на активное колесо 3 транспортного-средства 4 (фиг;2) и содержит блок 15 регулировани  напр жени  регул тора 7 напр жени , блоки 16 и 17 регулировани  тока возбуждени  регул торов 10 и 11 тока возбуждени  и электричес- ких машин-5 и 6, датчик 18 и задат- чик 19 тока  кор  пары машин 5 и 6, св занные с регул тором 7 напр жени  посредством блока 20 сравнени  и блока 15 регулировани  напр жени , дат- чик 21 и задатчик 22 суммарного тока возбуждени , св занные с регул торам 16 и 17 токов возбуждени  посредством блока 23 сравнени  и блоков 16 иA part of the automatic control system 13 relates to a pair of support drums 1 and 2, designed to regulate the load on the active wheel 3 of the vehicle 4 (Fig; 2) and contains the voltage control unit 15 of the voltage regulator 7, the current control blocks 16 and 17 excitation of the regulators 10 and 11 of the excitation current and electric machines-5 and 6, the sensor 18 and the setpoint 19 of the current of the main pair of machines 5 and 6 are connected to the voltage regulator 7 by means of the comparison unit 20 and the control unit 15 wives, sensor 21 and master 22 total excitation associated with the regulators 16 and 17 of the excitation currents by means of a comparison unit 23 and blocks 16 and

17 регулировани  токов возбуждени , . датчик 24 и задатчик 25 разности токов возбуждени , св занные с регул тором 16 посредством блока 26 сравнени . Датчик 18 установлен в цепи  корей машин 5 и 6. Датчики 21 и 24 представл ют собой функциональные вычислительные блоки, включающие собственно датчики тока, установленные в цеп х обмоток 8 и 9 возбуждени , и блоки суммировани . Задатчики 19, 22 и 25 св заны с системой 14 управлени  стендом. Кроме того, система17 adjustment of field currents,. the sensor 24 and the setting device 25 of the excitation current difference connected to the controller 16 by means of the comparison unit 26. Sensor 18 is installed in the circuits of machines 5 and 6. Sensors 21 and 24 are functional computing units, including the actual current sensors installed in the circuits of the excitation windings 8 and 9, and summation units. Setters 19, 22, and 25 are associated with stand control system 14. In addition, the system

13автоматического регулировани  содержит каналы регулировани  частоты вращени  колес 3 и углов поворота (не показаны).13, the automatic adjustment comprises channels for adjusting the frequency of rotation of the wheels 3 and the angles of rotation (not shown).

Стенд работает следующим образом.The stand works as follows.

Транспортное средство 4 въезжает на стенд, причем каждое его активное колесо 3 устанавливаютс  на пару барабанов 1 и 2. Регул торы 7, 10 и 11 и систему 13 автоматического регулировани  подключают к сети 12 питающего напр жени .The vehicle 4 enters the stand, each of its active wheel 3 being mounted on a pair of reels 1 and 2. Regulators 7, 10 and 11 and the automatic control system 13 are connected to the supply voltage network 12.

Затем испытуема  машина 4 начинает разгон тьс  своим двигаталем, привод т во вращение своими активными колесами 3 барабаны 1 и 2. При холостой обкатке .система 14 управлени  не вьщает сигнала к включению регул торов 7, 10 и 11 и электрические машины 5 и 6 вращаютс  без активной нагрузки, создава  на валах барабанов 1 и 2 лишь инерционную нагруз- ку.Then the test machine 4 begins to accelerate with its engine, the drums 1 and 2 are driven to rotate with their active wheels. When idling, the control system 14 does not cause the signal to turn on regulators 7, 10 and 11 and the electric machines 5 and 6 rotate without active load, creating on the shafts of the drums 1 and 2 only the inertial load.

При обкатке под нагрузкой системаWhen running under load system

14управлени  дает сигнал на включение регул торов 7, 10.,и 1 1 . По обмоткам машин 5 и 6 начинают протекать токи  кор  и возбуждени , а на валах машин 5 и 6 и барабанов 1 и 2 по вл ютс  тормозные моменты, создающие нагрузки дл  колес 3 испытуемого транспортного средства 4, По команде системы 14 управлени , задающей одинаковые уставки управлени  дл  всех машин 5 и 6, система 13 автоматического регулировани  поддерживает одинаковую величину тормозного момента на валах всех барабанов.14 control gives a signal to activate the regulators 7, 10., and 1 1. On the windings of machines 5 and 6, the currents of the core and excitation begin to flow, and braking torques appear on the shafts of machines 5 and 6 and drums 1 and 2, creating loads for the wheels 3 of the test vehicle 4. At the command of the control system 14, which sets the same settings control for all machines 5 and 6, the automatic control system 13 maintains the same amount of braking torque on the shafts of all the drums.

При обкатке задним ходом пор док и характер работы стенда не мен етс .When running in reverse, the order and nature of the work of the stand does not change.

Тормозные испытани  провод тс  В аналогичном пор дке, но перед началом торможени  по сигналу системы 14 управлени  машина 5 и 6 реверсируетс , дл  чего к одной из обмоток 8Braking tests are conducted in a similar order, but before braking is initiated by a signal from control system 14, machine 5 and 6 are reversed, for which purpose to one of the windings 8

и 9 -  корной или возбуждени  - мен етс  пол рность подключени  соответствующего регул тора 7 или 10 и 11 тока.and 9 — root or excitation — the polarity of the connection of the corresponding current regulator 7 or 10 and 11 changes.

В зависимости от условий испытани  может быть обеспечено либо равенство крут щих моментов машин 5 и 6 на всех валах барабанов I и 2, либо их заранее заданна  различна  величи на дл  каждого из активных колес 3 машины 4. В этом случае система 14 управлени  задает различные уставки .тока дл  каждого регул тора 7 и суммы токов возбуждени  дл  каждой пары регул торов 10 и 11, а системаDepending on the test conditions, either the equal torque of the machines 5 and 6 on all the shafts of the drums I and 2 can be ensured, or their predetermined different values for each of the active wheels 3 of the machine 4. In this case, the control system 14 sets different settings . current for each regulator 7 and the sum of the excitation currents for each pair of regulators 10 and 11, and the system

13регулировани  поддерживает соответствующую величину тока  кор  и токов возбуждени  каждой пары машин13 adjustments maintains an appropriate amount of current and excitation currents of each pair of machines.

5. и 6.5. and 6.

При имитации на стенде режима по- ворота транспортного средства системWhen imitating on the stand mode of vehicle turning systems

14управлени  задает разные уставки токов дл  электрических машин, сопр женных посредством барабанов с коле- сами разных бортов транспортного средства. Дл  управлени  такими режимами , система 14 управлени  корректирует сигналы задатчиков 19 и 22 в соответствии с сигналами датчиков частоты вращени  колес и углов поворота .14, the control sets different current settings for electric machines that, by means of drums, are coupled to the wheels of different sides of the vehicle. In order to control such modes, the control system 14 adjusts the signals of the setting units 19 and 22 in accordance with the signals of the wheel speed sensors and the steering angles.

Испытание на стенде транспортных ;редств разного веса и с различным распределением веса по мостам требуе изменени  общей испытательной нагрузки на колеса транспортного средства и изменени  распределени  общей нагрузки между барабанами. Эта задача , решаетс  заданием различного общего уровн  сигнала задатчиков 19, и различного уровн  сигналов разных задатчиков 19 системой 14 управлени  стендом.Testing at the stand of transport; equipment of different weights and with different weight distribution over the axles; required to change the total test load on the wheels of the vehicle and to change the distribution of the total load between the drums. This task is solved by setting a different overall signal level of the setting units 19, and a different level of signals of the various setting units 19 by the stand control system 14.

Известно, что при работе нагружа- телей стенда в точках контакта каждого колеса 3 с соответствующими барабанами 1 и 2 возникают касательные силы, по вление которых приводит к перераспределению и нормальных реакций в этих точках. В результате этого мен ютс  соотношени  нормальных и касательных сил в точках касани  и соответственно, услови  сцеплени  ко леса с катками. При торможении нормальна  реакци  в точке контакта колеса 3 с передним по направлению установки машины 4 на стенде барабаном 1 уменьшаетс , а в точке контакIt is known that, when the stand loadlers operate, at the points of contact of each wheel 3 with the corresponding drums 1 and 2, tangential forces arise, the occurrence of which leads to a redistribution and normal reactions at these points. As a result of this, the ratios of normal and tangential forces at the points of contact change and, accordingly, the conditions of coupling between the forest and the rinks. When braking, the normal response at the point of contact of the wheel 3 with the front in the direction of installation of the machine 4 at the stand drum 1 decreases, and at the contact point

д 5 d 5

00

5 five

та с барабаном 2 увел1 1иваетс . При очень больших тормозных усили х нормальна  реакци  от первого катка па дает до нул  и машина сбрасываетс  с катков назад. При меньших услови х нормальна  реакци  снижаетс  до величины касательной и каток н чинает проскальзывать относительно колеса 3.the one with drum 2 is increased. With very high braking forces, the normal response from the first roller to zero gives and the machine is thrown back from the rollers. Under less conditions, the normal response is reduced to a tangent value and the roller starts to slip relative to wheel 3.

Услови  сцеплени  в двух точках контакта колеса 3 с барабанами 1 и 2 при больших усили х могут быть выравп нены посредством перераспределени  касательных сил между катками - снижени  касательной силы на первом и увеличени  на втором катке при торможении и наоборот при разгоне. Дл  этого система 14 управлени  задает сигнал рассогласовани  крут щих моментов машин 5 и 6 в виде сигнала рассогласовани  токов возбуждени  в обмотках 8 и 9 этих машин. Система 13 регулировани  поддерживает заданную этим сигналом разницу в процессе торможени  независимо от абсолютной величины крут щих моментов. При этом суммарна  величина нагрузки на коле- со сохран етс  неизменной.The conditions of adhesion at two points of contact of wheel 3 with drums 1 and 2 at high forces can be equalized by redistributing tangential forces between the rollers - reducing the tangential force on the first and increasing on the second rink when braking and vice versa during acceleration. For this, the control system 14 sets the torque error signal of the machines 5 and 6 as an error signal of the drive currents in the windings 8 and 9 of these machines. The control system 13 maintains the difference specified by this signal in the braking process, regardless of the absolute magnitude of the torques. In this case, the total load on the wheels remains unchanged.

В процессе регулировани  сигналы задатчиков 19, 22 и 25 тока  кор , суммарного тока возбуждени  и разности токов возбуждени  поступают на входы бдоков 20, 23 и 26 сравнени , на другие входы которых поступают сигналы соответствующих датчиков 18, 21 и 24. Сигналы рассогласовани  с выхода блоков 20, 23 и 26 сравнени  поступают на входы блоков 15-17 регулировани . В блоке 16 они склады- Q вaютc j затем во всех блоках усилива-In the process of adjusting, the signals of the setpoint adjusters 19, 22 and 25, the total excitation current and the difference of the excitation currents arrive at the inputs of the comparison bds, 20 and 23, the other inputs of which receive signals from the respective sensors 18, 21 and 24. The error signals from the block output 20, 23 and 26 comparisons are fed to the inputs of the control units 15-17. In block 16, they are warehouses- Q vajuts c j then in all blocks the amplification

00

5five

етс , пр еобразуютс  в сигналы управлени , поступающие на входы регул торов 7, 10 и 11, вызыва  соответствующее изменение регулируемых па-It is converted into control signals at the inputs of the regulators 7, 10 and 11, causing a corresponding change in the controlled parameters.

раметров.rametrov.

В зависимости от знака сигнала задани  блока 25 ток возбуждени  машины 5 мен етс  в том или ином направлении. Ток возбуждени  машиныDepending on the sign of the reference signal of the block 25, the excitation current of the machine 5 varies in one direction or another. Machine excitation current

6 мен етс  в противоположном направлении под действием сигнала блока 21 обратной св зи по суммарному току возбуждени . В результате этого нагрузочный момент (т говый или тормозной ) каждой пары электрических машин 5 и 66 varies in the opposite direction due to the signal of the feedback unit 21 for the total excitation current. As a result, the load moment (traction or brake) of each pair of electric machines 5 and 6

м сФр 1„,m sfr 1 „,

где С - электромагнитна  посто нна  . машин 5 и 6; where C is electromagnetic. machines 5 and 6;

ф - магнитный поток соответствующей машины;f is the magnetic flux of the corresponding machine;

IPJ- ток  кор , а разность крут щих моментов машин каждой парыIPJ is the current of the core, and the difference in the torques of the machines of each pair

4М - (|СФу- СФб|). т.е суммарный момент пары машин не зависит от их разности.4M - (| SFA-SFB |). Ie the total moment of a pair of machines does not depend on their difference.

Благодар  обеспеченной в схеме стенда возможности как согласованноiro , так и независимого регулировани  пар нагрузочных электрических машин, св занных с каждым колесом транспорт:Ного средства в отдельности, стенд обладает полной универсальностью. Он позвол ет проводить испытани  транспортного средства при работе последнего от собственног о двигател  и вхог лостую при работе от электрических машин стенда. Позвол ет имитировать любые режимы разгона, торможени , поворота, -реверсировани ,- заднего хода при любых возможных в дорожных услови х нагрузках и при нагрузках, значительно их превьш1ающих по величине . Последнее достигаетс  благодар  созданию оптимальных условий сцеплени  каждого колеса с барабанами стенда за счет взаимного подрегулировани нагрузочных моментов электрических машин каждой пары, св занных с одним KOjiecoM транспортного средства кажда , при неизменной величине суммар- ного нагрузочного момента на колесе. Это позвол ет существенно отодвинуть границу возможных на стенде нагрузок в область весьма больших значени не прибега  к конструктивному услож- нению стенда. Этот эффект, достигаетс  исключительно за счет автоматики стенда и поэтому эксплуатаци  и проведение испытаний на стенде упрощаетс .Due to the possibility provided in the stand scheme, both coordinated and independent control of pairs of load electric machines associated with each wheel transport: Nogo means separately, the stand has full versatility. It allows the vehicle to be tested when the latter is working from its own engine and the engine when working from stand electric machines. It allows to imitate any modes of acceleration, braking, turning, reversing, - reverse running under any possible loads in road conditions and with loads that significantly exceed their magnitude. The latter is achieved by creating optimal conditions for coupling each wheel to the stand drums due to the mutual adjustment of the load moments of each pair of electric machines associated with one vehicle KOjiecoM each, with the total load moment on the wheel constant. This allows us to significantly move the limit of possible loads on the stand to a region of very large values that did not resort to the structural complexity of the stand. This effect is achieved solely by the automation of the stand and, therefore, operation and testing on the stand is simplified.

Claims (1)

Формула изобретени Invention Formula Стенд дл  динамических испытаний транспортных средств, содержащий смотированную на основании раму и укрепленными на ней опорными барабанами по паре на каждое активное колесо транспортного средства, нагрузочные устройства, вьшолненные в виде электрических машин, регул торы напр жени  и тока возбуждени  машин, систе- му автоматического регулировани  машин и систему управлени  стендом, отличающийс  тем, что, с целью повьш1ени  эффективности пу тем увеличени  номенклатуры испытываемых транспортных средств и расширени  функциональных возможностей стенда путем расширени  диапазона режимов испытаний, с каждым барабаном кинематически св зана электрическа  машина,  корные обмотки каждых двух машин, св занных посредством барабанов с одним колесом транспортного средства, попарно соединены между собой последовательно и подсоединены к регул тору напр жени , обмотки возбуждени  всех электрических машин соединены с индивидуальными регул торами тока возбуждени , а система автоматического регулировани включает в себ  датчики и задатчики тока  кор  каждой пары электрических машин, св занные с регул торами напр жени  соответствующей пары машин, датчики и задатчики суммарного тока возбуждени  каждой пары электрически машин, св занные с регул торами тока возбуждени  соответствующих машин, и датчики и задатчики разности токов возбуждени  каждой пары электрических машин, св занные с одним из регул торов тока возбуждени  каждой пары машин.The stand for dynamic testing of vehicles, containing a frame supported on its base and reinforced on it with drums pair for each active wheel of the vehicle, load devices made in the form of electric machines, voltage regulators and excitation current of machines, an automatic control system machines and stand control system, characterized in that, in order to increase efficiency by increasing the range of tested vehicles and expanding functional capabilities of the stand by expanding the range of test modes, with each drum an electric machine kinematically connected, the main windings of every two machines connected by means of the drums to one wheel of the vehicle are connected in pairs in series to each other and connected to the voltage regulator, the excitation windings of all electric machines are connected to individual field current controllers, and the automatic control system includes sensors and current setors of the core of each pair of electrical machines connected to the voltage regulators of the respective pair of machines, sensors and setting devices of the total excitation current of each pair of electrically machines connected with the regulators of the excitation current of the respective machines, and sensors and setting devices of the difference of the excitation currents of each pair of electric machines associated with one of the regulators of the excitation current of each pair of machines. фиг. 2FIG. 2