книги из ГПНТБ / Лихачев В.С. Испытания тракторов учеб. пособие

Для нашей схемы (рис. 88, а)

Рис. 88. Схема к расчету тензозвена:

а — мост с четырьмя активными плечами; б — эквивалентная схема моста

Из выражений (15), (16) и (17) ток гальванометра

Uл AR

Л- — £2. -(А/Д + Яи

Я

Так как АД л* 0,017?, то величиной второго порядка малости (АД)2 можно пренебречь; тогда

Таким же образом можно получить решения и для случая только одного или двух активных плеч моста, а также и для сигнала на усилитель. В последнем случае Ди = оо (схема работает в режиме холостого хода).

Совместное решение уравнений (13), (14) и (18) дает

127

I 31. ПОЛЕВЫЕ ДИНАМОМЕТРИЧЕСКИЕ ЛАБОРАТОРИИ

Нагрузку трактора при тяговых испытаниях осуществляют

восновном двумя способами.

1.Д и з е л ь н ы м т р а к т о р о м . В этом случае дизель тор­ мозящего трактора работает в качестве компрессора. Нагрузку регулируют, подавая в цилиндры дизеля тормозящего трактора малые порции топлива, чем уменьшают нагрузку на трактор по сравнению с нагрузкой при работе двигателя с полной компрес­ сией, но без топлива. Этот способ не обеспечивает необходимого качества нагрузки трактора.

2. С п е ц и а л ь н о й н а г р у з о ч н о й д и н а м о м е ­ т р и ч е с к о й машиной. Тяговое сопротивление создается уста­ новленными на динамометрических машинах различного рода тормозами, при помощи которых можно изменять нагрузку в ши­ роком диапазоне и производить достаточно тонкую и быструю ее регулировку. Если тяговое сопротивление динамометрической машины недостаточно для нагрузки трактора, испытываемого на низшей передаче, к ней прицепляют трактор, автомобиль или специальный загрузочный прицеп в качестве постоянного добавоч­ ного сопротивления.

Динамометрические машины, оборудованные измерительно­ информационными устройствами и приборами для тяговых испы­ таний, называют д и н а м о м е т р и ч е с к и м и л а б о р а ­ т о р и я м и .

Основными требованиями, предъявляемыми к динамометри­ ческим лабораториям, являются:

обеспечение загрузки испытуемого трактора на всем диапазоне его нагрузок — от 5— 10 до 100% максимального тягового усилия, развиваемого трактором;

возможность испытания тракторов различных типов в диа­ пазоне тяговых классов, для которых предназначена лаборатория; обеспечение плавного изменения нагрузки трактора, доста­ точно тонкой ее регулировки и постоянства заданной нагрузки

в течение опыта на всех передачах трактора; легкая управляемость динамометрической машины при букси­

ровании ее трактором; при этом не должно создаваться заметных боковых усилий на прицеп трактора при движении по прямой;

размещение тягового звена динамографа в специальном при­ цепном устройстве, защищающем тяговое звено от повреждений, но не снижающем точность измерения тягового усилия;

наличие достаточно удобного для работы экспериментатора и для размещения приборов пыленепроницаемого кузова с конди­ ционированием воздуха;

оборудование лаборатории комплектом измерительно-информа­ ционной аппаратуры и приборов в соответствии с принятой мето­ дикой тяговых испытаний; управление приборами должно быть централ изованным;

128

возможность управления лабораторией, обслуживания аппа­ ратуры во время опыта одним оператором;

возможность проявления осциллограмм в полевых условиях при использовании регистраторов со светочувствительной бумагой; наличие места для хранения приборов и инвентаря, применяе­ мых при испытаниях, а также бытовых удобств (питьевой термос,

шкаф, вешалка, умывальник).

Рис. 89. Динамометрическая лаборатория ТЛ-3 КубНИИТИМа:

1 — динамометрическое прицепное устройство; 2 — пульт управления; 3 — аппаратура

Торможение динамометрических машин для нагрузки трактора осуществляется электрическими генераторами постоянного тока и трехфазными синхронными генераторами переменного тока с на­ грузкой генераторов металлическими реостатами. Металлические нагрузочные сопротивления выдерживают достаточно высокий нагрев и работают в условиях естественного охлаждения окру­ жающим воздухом. Регулирование тормозного момента производят изменением напряжения возбуждения. Применяют генераторы как шунтовые, так и с независимым возбуждением от собственного возбудителя или от постороннего источника тока.

Динамометрические лаборатории строят на шасси трехосных автомобилей со всеми ведущими осями и на шасси гусеничных трак­ торов. При использовании гусеничного шасси с эластичной под­ веской к нему добавляют колесный опорный передок.

Ниже дается краткое описание наиболее характерных машин современных динамометрических лабораторий.

В КубНИИТИМе построена самоходная динамометрическая лаборатория ТЛ-3 с электрическим торможением на шасси трехос­ ного автомобиля ЗИЛ-157К для испытания тракторов классов 1,4—3 т. В лаборатории (рис. 89) установлена измерительно-ин­

формационная аппаратура АРПИ (см. § 17). На печатный бланк выдаются средние значения за опыт тягового усилия, скорости, расхода топлива, частоты вращения двигателя и ведущих колес, температур. Тяговое усилие измеряется с помощью тензометри­ ческого тягового звена. Для измерения расхода топлива исполь­ зуется импульсный объемный расходомер ИП-60М, описание ко­ торого приведено ниже. Число оборотов измеряют с помощью ин­ дуктивных датчиков, описанных в § 11. Тормозной генератор,

установленный в машинном отсеке кузова, приводится карданным валом от трансмиссии автомобиля. В машинном отсеке установ­ лены аккумуляторы, зарядное устройство и топливный бак объ­ емом 2000 л. Кондиционирование воздуха в кузове осуществляется с помощью отопительно-вентиляционной установки ОВ-65. Имеется мерное колесо с импульсным датчиком для измерения пройденного пути при работе по программе «Путь».

На рис. 90 показана электрическая схема тормозной установки динамометрической лаборатории ТЛ-3. Синхронный генератор Г типа СГД 102-6 мощностью 100 кВт нагружен металлическими фехралевыми сопротивлениями R1—R21 типа НФ-1, сопротивлением по 0,13 Ом (0,91 Ом в каждой фазе), установленными на крыше кузова лаборатории. При работе на малых скоростях, когда э. д. с. генератора невысокая, для создания достаточной нагрузки часть сопротивлений выводится с помощью автоматического выключа­ теля ВкЗ. При размыкании рубильника Вк2 генератор работает в режиме холостого хода. Регулирование тормозного момента ге­ нератора производится изменением действующего напряжения возбуждения в обмотке возбуждения ОВВ возбудителя, где для

130

этой цели поставлен преобразователь // с регулировочным потен­ циометром R, который осуществляет широтно-импульсное регули­ рование возбуждения. Полупроводниковый преобразователь П

Рис. 91. Внешний вид динамометрической лаборатории ТЛ-3

питается постоянным напряжением 24 В от аккумуляторной бата­ реи. Это напряжение преобразуется в переменное, повышается до 48 В и затем вновь выпрямляется.

Внешний вид лаборатории ТЛ-3 показан на рис. 91. На рис. 92 показано рабочее место оператора. В центре на столике располо-

Рис. 92. Рабочее место оператора динамометрической лаборатории ТЛ-3

жен основной блок аппаратуры АРПИ с пультом управления, цифровым индикатором и цифропечатающей машинкой ЭУМ-23.

Для обеспечения автоматического управления лабораторией при буксировании ее трактором она снабжена специальными дина­ мометрическими прицепными устройствами, сблокированными

с механизмом управления передними колесами машины (с рулевой трапецией).

На рис. 93 показана схема прицепного устройства для управ­ ления лабораторией ТЛ-3. При повороте трактора динамоме­ трический прицеп 1, следуя за трактором, поворачивает на неко­ торый угол вертикальный вал 4. Поворот вала через двуплечие рычаги и тяги 2У3, 5 и 6 передается рулевой трапеции. При дви­ жении лаборатории своим ходом динамометрический прицеп за­ крепляется в приподнятом, транспортом положении, а продоль­ ная тяга 5 прицепного поворотного устройства разъединяется с ры­ чагом системы управления. Динамометрический прицеп с помощью

автомобиля ЗИЛ-157К. Она оборудована синхронным трехфазным генератором СГ-60/6 мощностью 60 кВт. В нагрузку генератора включены нерегулируемые фехралевые сопротивления по 2,76 Ом в каждой фазе. Нагрузка регулируется изменением напряжения возбуждения. Генератор приводится от раздаточной коробки шасси через дополнительную коробку передач (всего восемь передач) и работает с частотой вращения 800—1500 об/мин при скоростях движения агрегата от 1 до 32 км/ч.

Динамометрическая лаборатория ДЛ-10 построена на шасси трехосного автомобиля Краз-214Б. Имеется два варианта электри­ ческого торможения: генератором постоянного тока П-112 мощ­ ностью 125 кВт с независимым возбуждением (с возможностью 20-процентной временной перегрузки) и синхронным генератором переменного тока С-117/4 мощностью 150 кВт.

Генератор приводится от раздаточной коробки шасси через

30 км/ч. Генератор нагружен нерегулируемым сопротивлением

0,285 Ом, набранным из 44 ящиков фехралевых сопротивлений НФ-1, включенных четырьмя параллельными цепями. Регулиро­

132

вание тормозного момента этой машины осуществляется реостатом в цепи возбуждения генератора. Питание в цепь возбуждения по­ дается от специального электрического агрегата с бензиновым двигателем.

Динамометрическая лаборатория ДЛ-10 оборудована полуав­ томатической аппаратурой с цифропечатающей машинкой СД-107 на выходе. Аппаратура выдает в печатной форме на ленте средние значения измеряемых величин за опыт. Измеряемые величины можно также записывать на осциллограмму с помощью усилителя 8АНЧ-7М и осциллографа К-12-26 или Н-105.

Для измерения тягового усилия используют кольцевые тензо­ метрические тяговые звенья, расход топлива измеряют с помощью объемного импульсного расходомера РПЭ-2 (схема и описание такого расходомера приведены ниже), частоту вращения двига­ теля и ведущих колес трактора измеряют с помощью индуктивных датчиков (см. § 11), с таким же датчиком работает импульсный путеизмеритель.

Аппаратура лаборатории позволяет регистрировать темпера­ туры в семи точках с помощью термоэлектрических датчиков, вы­ полненных на термосопротивлениях ММТ-3. Программа опыта задается по времени.

Лаборатория ДЛ-30 смонтирована на шасси дизель-электри- ческого трактора ДЭТ-250. Электрический силовой привод этого трактора удобен для использования в качестве тормозного уст­ ройства.

Для испытания гусеничных тракторов средней и большой мощности на Северокавказской МИС используются динамометри­ ческие лаборатории на шасси трактора ДТ-54 для нагрузок до 50 кН (5 тс), на шасси трелевочного трактора ТДТ-75 для нагрузок до 60 кН (6 тс) и на шасси трактора ТТ-4для нагрузок до 100 кН (10 тс). Гусеничные машины буксируют задним ходом, т. е. веду­ щими колесами вперед, для того, чтобы гусеницы работали в нор­ мальном режиме, когда их верхняя ветвь остается свободной. Вследствие перераспределения вертикальных нагрузок на опорную поверхность трактор с эластичной подвеской при работе с боль­ шими тяговыми сопротивлениями начинает опрокидываться. По­ этому динамометрическая лаборатория на шасси трактора ДТ-54 снабжена опорным колесным передком.

Динамометрическая лаборатория Северокавказской МИС, по­ строенная на шасси трелевочного трактора ТДТ-75, имеет измери­ тельно-информационную систему для тяговых испытаний Таган­ рогского радиотехнического института, которая обрабатывает результаты измерений и выдает средние значения результатов опы­ та в печатной форме на ленте.

Самоходная динамометрическая лаборатория Северокавказ­ ской МИС для больших тяговых сопротивлений построена на шасси трелевочного трактора ТТ-4. В качестве тормоза в лаборатории установлен генератор постоянного тока П-102 мощностью ПО кВт

133

С шунтовой обмоткой возбуждения (рис. 94). В нагрузку генера­ тора включено семь секций металлических сопротивлений от 0,14 до 0,5 Ом, которые выключают последовательно с помощью контрол­

бачка, установленного в кабине лаборатории.

Одновременно включается электродвигатель Д привода ленто­ протяжного механизма динамографа. Контакт 2Р1 может вместо двигателя Д включать в работу осциллограф. Контакты ЗР1 вклю-

Рис. 95. Электрическая схема пульта управления приборами динамометриче­ ской лаборатории:

магнитные клапаны соответственно магистрали топливного бака, измерительного бачка и наполнения измерительного бачка; ЭМ4 — электромагнит включения и выключения секундомера; PJ и Р2 — реле; К1 — кнопка «Пуск»; К2 — кнопка «Стоп»; КЗ — конеч­ ный выключатель наполнения измерительного бачка

134

чают цепь импульсных счетчиков числа оборотов ведущих колес, вала отбора мощности и путеизмерительного колеса. Сигналы на счетчики подаются от прерывателей Я.

При нажатии кнопки К2 «Стоп» включается реле Р2, блоки­ руемое контактами 1Р2, размыкаются контакты ЗР2, обесточи­ вается реле Р1 и приборы выключаются. Одновременно контак­ тами 2Р2 включается электромагнитный клапан ЭМЗ наполнения измерительного бачка. Наполнение бачка может производиться самотеком из отдельной емкости или под напором от фильтра тон­ кой очистки системы питания испытуемого трактора. Конечный

динамометрической лаборатории и вы­ яснения возможности испытания с ее помощью трактора дан­

ного класса пользуются характеристикой тяговых сопротивлений динамометрической лаборатории. Такая характеристика представ­ ляет собой график Рт= f (ѵ) в виде контура, ограничивающего для каждой передачи машины область возможных для реализа­ ции на ее прицепе тяговых сопротивлений Рт в функции поступа­ тельной скорости V (рис. 96).

На этом графике (для примера — машины с электрическим торможением) при работе на данной передаче машины: линия 1'— 2’ — тяговые сопротивления перекатывания машины с отключен­ ным генератором; линия 1—2 — тяговые сопротивления при хо­ лостом ходе генератора; точка 1 — скорость, соответствующая ча­ стоте вращения генератора, при которой последний начинает воз­ буждаться; линия 1—а—б предельные тяговые сопротивления машины при наибольшей силе тока возбуждения; линия а—б —• участок, на котором предельные тяговые сопротивления ограни­ чены сцеплением ведущих колес машины с грунтом; линия 2—б — тяговые сопротивления, соответствующие предельному значению частоты вращения тормозного генератора; точка 2 — скорость, при которой на заданной передаче машины достигается предель­ ная угловая скорость вала генератора без возбуждения.

При данной передаче машины могут быть реализованы тяговые сопротивления в пределах заштрихованной на" графике пло­ щади,

135

Рис. 97. Характеристика тяговых сопротивлений динамометрической лаборатории КубНИИТИМа на стерне на I — V передачах

На рис. 97 показана характеристика тяговых сопротивлений динамометрической лаборатории КубНИИТИМа без догрузки ее грузами на передачах низкого диапазона. Как видно из графика, без догрузки грузами машина может быть использована для испы­ тания тракторов класса 1,4—2 т.

§ 32. РАСХОДОМЕРЫ

Простейшим расходомером для измерения расхода топлива за опыт при тяговых испытаниях тракторов и при контрольном динамометрировании является измерительный бачок (рис. 98). Его изготовляют из проточенных внутри стальных бесшовных труб диаметром 65; 75 и 100 мм. На днище бачка устанавливают кран или электромагнитный клапан, а внутри помещают поплавок вы­ сотой 40—50 мм, изготовленный из тонколистовой латуни. Изме­ рительную линейку размещают на крышке бачка или на его боковой поверхности. В первом случае указатель укрепляют на стержне, припаянном к поплавку, во втором его изготовляют в виде рамки, скользящей по линейке и соединенной с поплавком посредством шнурка через ролик на крышке бачка.

Емкость бачка должна быть достаточной для 4—5-минутной работы трактора. Диаметр бачка выбирается из условия получения предельной погрешности отсчета относительно расхода толива за опыт не более 0,5%. При этом принимается, что при отсчете пока­ заний по миллиметровой линейке ошибка может составлять ±0,2 мм. Водомерное стекло в качестве указателя непригодно, так как наличие мениска топлива в стеклянной трубке не позво­ ляет производить отсчет с достаточной точностью,

136