1.2.4. Индукторные тормоза

В тормозах этого типа вырабатываемая двигателем энергия расходуется на образование вихревых токов, возникающих в монолитном магнитопроводе при его намагничивании и размагничивании, и на нагрев охлаждающей воды.

Схема одного из вариантов индукторного тормоза приведена на рис. 6. Ротор (индуктор) тормоза представляет собой двухрядное зубчатое колесо с прямоугольной или трапецеидальной формой зуба, который вращается внутри статора 3, свободно закрепленного на балансирных подвесках. Статор разделен на две половины, между которыми помещается катушка возбуждения 2, которая создает магнитный поток, концентрирующийся в местах расположения зубьев ротора. Гильза 4 и ротор 2 изготовлены из стали высокой магнитной проницаемости. При вращении ротора отдельные участки гильз статора поочередно намагничиваются и размагничиваются, при этом в гильзах (изготовленных в качестве короткозамкнутых витков) возникают вихревые токи, нагревающие их.

Взаимодействие основного магнитного поля с полем вихревых токов создает сопротивление вращению ротора, и статор поворачивается на угол пропорционально вырабатываемой ДВС мощности.

Таким образом, в индукторном тормозе происходит двойное преобразование энергии: подводимая к его ротору механическая энергия превращается сначала в электрическую, а затем в тепловую.

Рис. 6. Схема электрического индукторного тормоза:

1 – ротор; 2 – катушка возбуждения; 3 – статор; 4 – гильза

Для обеспечения отвода тепла индукторные тормоза имеют систему охлаждения. Тормозную мощность индукторных тормозов регулируют изменением величины тока возбуждения.

Мощность возбуждения составляет в среднем величину 0,3 % максимальной поглощаемой мощности, что на порядок ниже, чем для электрических тормозных установок.

Внешняя характеристика индукторного тормоза мощностью 780 кВт представлена на рис 7.

Рис. 7. Внешняя характеристика индукторного тормоза

Участок ОА характеристики соответствует нарастанию поглощаемой мощности при полном возбуждении. В точке А (n = 1250 об/мин) тормоз имеет максимальную мощность. Точка В характеризует его максимальный скоростной режим, а участок ОС представляет собой собственные механические потери тормоза. Механические потери индукторных тормозов значительно ниже, чем у гидротормозов, поэтому индукторные тормоза обладают более широким диапазоном регулирования.

Индукторные тормоза просты, компактны, имеют высокую энергоемкость и надежны в эксплуатации. К недостаткам индукторных тормозов относят невозможность рекуперации поглощаемой энергии, невозможность использования его для проворачивания вала двигателя.

1.3. Технологическое оборудование стенда

1.3.1. Система охлаждения стенда

Для обеспечения принудительного отвода тепла от рабочих цилиндров двигателя с целью создания определенного теплового режима на каждом из установившихся режимов двигателя необходимо установить на стенде систему охлаждения. Поскольку в ряде двигателей отсутствуют водяной насос и радиатор, то на испытательном стенде их функции выполняет смесительный бак (рис. 8), с помощью которого обеспечиваются определенный температурный режим и напор охлаждающей воды в системе охлаждения двигателя. Вода в бак 1 поступает из водопроводной трубы 5. Уровень воды в баке, а следовательно и напор в системе охлаждения двигателя, регулируются с помощью отводной трубы 2 уровнем установки самого бака. Охлаждающая вода поступает в двигатель по трубе 3, а из двигателя возвращается по трубе 4 в бак, где перемешивается с водопроводной водой.

Температура может регулироваться с помощью вентиля 6.

Рис. 8. Система охлаждения стенда:

1 – смесительный бак; 2 – отводная труба; 3 – подводящая труба;

4 – труба возврата охлаждающей жидкости из двигателя;

5 – водопроводная труба; 6 – вентиль водопроводной трубы;

7 – вентиль, подводящей к двигателю воды из бака