Гідрогальмо

Гідравлічні гальма компактні, прості за конструкцією, мають добру стійкість та велику енергоємність під час гальмування. Потужність двигуна, який випробовується, поглинається гідрогальмом і витрачається на здійснення гідродинамічної роботи та тертя ротора по рідині.

На рис. 2 показана принципова схема гідравлічного гальма.

На вал 1 жорстко на шпонці насаджено диск (ротор) 2. Вал за допомогою муфти з’єднується з колінчастим валом випробовуваного двигуна. Диск 2 розміщений в корпусі гальма 5, який також обертається в підшипниках. В середину кожуха подається вода із бака сталого рівня по трубопроводу 3, яка має вентиль 4, до центру диска 2 і під дією відцентрових сил відкидається до околу кожуха.

Рис. 2. Принципова схема гідравлічного гальма:

1 – вал; 2 – диск; 3 – трубопровід для підведення води; 4 – вентиль; 5 – корпус; 6 – черв’ячна шестірня; 7 – патрубки; 8 – стояк; 9 – шариковий підшипник

Сила опору руху диска залежить від товщини водяного шару в кожусі.

Тертя між водою та диском, а також між водою та кожухом викликає реактивний момент, прикладений до кожуха. Останній дорівнює крутному моменту, підведеному до вала 1 гальмівного диска 2. Для зрівноваження реактивного крутного момента, що діє на кожух, потрібно прикласти деякий вантаж P_Т на плечі l. Добуток P_Т  l = M_Т = M_кр характеризує гальмівний або крутний момент випробуваного двигуна.

Звичайно прикладене зусилля (вага вантажу) змінюється ваговим пристроєм гальма, який являє собою маятникові циферблатні ваги. У цьому випадку плече l гальма визначається відстанню від осі вала до призми вагового пристрою.

Ефективна потужність випробовуваного двигуна в кінських силах може бути підрахована з виразу:

, (1)

де – частота обертання вала двигуна, об/хв.

Якщо довжину плеча взяти 0,762 м, то формула для визначення потужності матиме вигляд:

, к. с., (2)

або

, кВт. (3)

У гідравлічних гальмах енергія, яка створюється двигуном, перетворюється на тепло, яке витрачається на нагрівання води, що проходить через гальмо.

Електрогальмівна установка

Найбільш широкого розповсюдження набули електрогальмівні установки, особливо в ремонтних майстернях сільськогосподарського виробництва через цілий ряд переваг. Поряд із зручністю керування, відсутністю витрати води та малою витратою електроенергії електрогальмівні установки використовуються як пускові пристрої для запуску випробовуваних двигунів.

Розрізняють електрогальма постійного та змінного струму. В сільськогосподарському виробництві розповсюдження набули останні. Це асинхронний двигун з фазним ротором, в коло якого увімкнуто опір керування у вигляді рідинного реостата. Перевага останнього в плавності регулювання.

Асинхронний двигун може працювати в двох режимах: двигуна та генератора.

Електрогальмо в режимі двигуна приводить в рух колінчастий вал досліджуваного двигуна внутрішнього згоряння (ДВЗ) і може здійснювати його холодну обкатку, споживаючи електроенергію з електромережі.

Електрогальмо в режимі генератора здійснює гальмування ДВЗ як при гарячій обкатці, так і при його випробовуванні. Електрогальмо, поглинаючи механічну енергію, електричну віддає в мережу.

На рис. 3 показана схема електрогальмівноі установки. До її основних частин належать: електрогальмо з пультом керування, рідинний реостат, пристрій для вимірювання витрати палива та паливний бак, плита, на якій на кронштейнах кріпиться випробовуваний двигун.

Корпус двигуна (статор) встановлено на підшипниках, змонтованих в стояках плити. Якір обертається в підшипниках, встановлених в кришках статора. Такий монтаж двигуна дає можливість статору коливатись відносно осі, яка збігається з віссю обертання якоря.

Рис. 3. Електрична схема гальмівного стенда:

В – вмикач; МП – магнітний пускач; Л – сигнальні лампи; БМ – балансирна машина – синхронний електродвигун з фазним ротором; ДВЗ – досліджуваний двигун внутрішнього згоряння; ВР – водяний реостат; ЦН – циркуляційний насос системи охолодження водяного реостата

Завдяки взаємодії магнітних полів статора та ротора виникає реактивний момент, прикладений до корпуса двигуна. Цей момент дорівнює моменту, прикладеному до вала ротора, а отже, моменту, який розвиває двигун.

Режим роботи гальмівного пристрою впливає на напрямок реактивного моменту. При роботі гальма в режимі генератора реактивний момент спрямований в бік обертання вала гальма внаслідок підсилення магнітного поля статора магнітним полем ротора.

При роботі гальмівної установки в режимі двигуна реактивний момент спрямований в бік, протилежний обертанню вала гальма внаслідок відштовхування магнітних полів.

Зусилля гальмування або прокручування вимірюється ваговим пристроєм.

Зміна крутного моменту гальма в режимах двигуна або генератора здійснюється за допомогою рідинного реостата, який являє собою бак, заповнений 1–3 – процентним розчином кальцинованої соди у воді. Всередині бака на валу закріплено три електродні пластини (ножі), ізольовані одна від одної. Кожна пластина з’єднана з відповідною фазою ротора електрогальма. Зміна положення пластини в рідині змінює опір в обмотках ротора. Зміна опору впливає на частоту обертання електрогальма, коли воно працює в режимі двигуна, або на навантаження – в режимі генератора.

Для перемішування розчину в баці реостата передбачений циркуляційний насос, який забезпечує інтенсивне перемішування при нагріванні верхнього шару рідини, завдяки чому забезпечується стабільність роботи вагового механізму.