книги из ГПНТБ / Руководство по испытаниям двигателей боевых и транспортных машин

Таким образом, при данной внешней нагрузке поглощаемая электрическим тормозом мощность примерно пропорциональна числу оборотов якоря во второй степени.

Регулировать поглощаемую электрическим тормозом мощ­ ность принципиально можно, как это следует из уравнения (6), изменением внешнего сопротивления R, или магнитного потока Ф, или, наконец, одновременным изменением и сопротивления на­ грузки и магнитного потока. В практике чаще всего используется последний способ, который обеспечивает очень плавное и . устой­ чивое регулирование мощности тормоза в широких пределах. Однако, несмотря на все его преимущества, этот способ нельзя считать наиболее рациональным, так как применение его свя­ зано с использованием сложных и громоздких систем управления. Заслуживающим внимание следует считать регулирование путем изменения магнитного потока тормоза при неизменном сопротивле­ ниинагрузки. При таком регулировании не только возможно зна­ чительное упрощение и сокращение нагрузочных сопротивлений и переключающих устройств, но и создаются хорошие предпосыл­ ки для дистанционного управления испытательными установками.

Принципиальная схема электрического тормоза с регулирова­

использовать один преобразователь для нескольких балансирных машин. Органы управления схемой и контрольные приборы мон-

22

ш

Рис. 10. Принципиальная схема системы управления электрическим тормозом с регулированием мощ­ ности изменением магнитного потока.

тируются на специальных пультах, устанавливаемых непосред­ ственно на испытательных стендах. Расположение органов управ­ ления и контрольных приборов на пульте представлено на рис. 11.

Для включения балансирной машины 22 в режим двигателя кнопками 42 и 38 запускается преобразователь 5, 6 и возбуди­ тель 13, 14. При замыкании кнопки 42 ток от выпрямителя 28' через контакты этой кнопки и кнопки 43 поступает в сигнальную лампу 41 и катушку 4 контактора 3. Специальная лампа загорает-

Рис. 11. Схема расположения органов управ­ ления на пульте электрического тормоза.

ся, а контактор 3 срабатывает, подключая к внешней цепи двига­ тель преобразователя 5, который приводит в действие генератор 6. Одновременно с включением контактора замыкаются контакты реле 44 и кнопка пуска 42 блокируется, благодаря чему преобра­ зователь в дальнейшем будет оставаться во включенном состоя­ нии и после опускания кнопки 42.

контактора 11. При срабатывании контактора 11 реле 40 блоки­

до максимального значения. Затем кнопкой 30 включается кон­ тактор 18. При этом загорается сигнальная лампа 29, реле 32' блокирует кнопку 30, а генератор преобразователя 6 соединяется;

24

с балансирной машиной 22, которая включается в работу в каче­ стве электродвигателя. Силовая цепь тока в этом случае следую­ щая: якорь генератора 6, контактор 18, сериесная обмотка гене­ ратора 23, якорь генератора 22, амперметр 51, контакт 26 и ка­

якорь возбудителя 14, амперметр 48, обмотка возбуждения 24. Число оборотов ротора балансирной машины на рассматри­

ваемом режиме при необходимости может регулироваться в не­ которых пределах за счет изменения величины тока возбуждения в обмотке 24. При этом для повышения оборотов ток в обмотке необходимо уменьшить, а для уменьшения, наоборот, увеличить. Достигается это при помощи реостатов 16 и 17.

Выключение балансирной машины производится в обратном порядке: вначале кнопкой 31 обесточивается контактор 18 и раз­

в дальнейшем переводится в режим тормоза, то возбудитель не останавливается, а выключается лишь контактор 18 и преобразо­ ватель.

В случае использования балансирной машины в режиме ге­

кое положение, при котором ток в обмотке 24 имеет максималь­ ное значение. Затем кнопкой 30 включается контактор 20. При: этом загорается сигнальная лампа 29, кнопка 30 блокируется контактами реле 32, а якорь балансирной машины присоединяет­

обмотки возбуждения остается той же, что и в первом режиме. Регулирование поглощаемой тормозом мощности осуществ­

ляется двумя реостатами в обмотке возбуждения 15 возбудителя 14; один из них— 16 — грубой, а другой— 17 — тонкой регули­ ровки. Для увеличения нагрузки реостаты выводятся, ток в об­ мотке 15 увеличивается, напряжение на зажимах генератора 14 повышается, что приводит к соответствующему повышению тока в обмотке возбуждения 24, а следовательно, и к увеличению по­ глощаемой тормозом мощности. При введении реостатов, наобо­ рот, напряжение на зажимах генератора 14 падает, соответственно

полупроводниковые диоды. Использование этих диодов в схемах, управления электрическими тормозами не только позволяет зна­ чительно упростить эти схемы и резко сократить их габариты,

2& •

но и облегчает сам процесс регулирования и повышает стабиль­ ность регулировок.

На рис. 12 представлена принципиальная схема балансирного электрического тормоза с питанием обмотки возбуждения от вы­ прямителя, собранного на 4 диодах. Эта схема содержит, в ос­ новном, те же элементы, что и схема на рис. 10, поэтому во избе­ жание повторений в ней сохранены принятые ранее обозначения.

16 и 17 заменен малогабаритным выпрямителем 13 с автотранс­ форматором 14, а вместо контактора (11, 12) в схеме на рис. 12 установлено двухконтактное нормально разомкнутое реле (11, 12).

Введение выпрямителя в схему, наряду с указанными уже преимуществами, позволило также резко расширить диапазон регулирования, поскольку автотрансформатор позволяет очень плавно изменять величину тока в обмотке возбуждения тормоза от его максимальных значений до нуля, что при наличии возбу­ дителя выполнить довольно трудно.

Работа этой системы совершенно аналогична работе системы, рассмотренной выше (рис. 10). Единственное отличие заключает­ ся только в регулировке, которая здесь выполняется одной ручкой автотрансформатора. Расположение органов управления и кон­ трольных приборов для последнего случая показано на рис. 11,

мощности при различных значениях тока возбуждения и сопро­ тивлений в цепи якоря. Прямая 04 определяет затраты мощности внутри тормоза на преодоление сопротивления воздуха, трения в подшипниках и остаточного магнетизма.

27

Площадь, ограниченная ломаной линией 012340, определяет собой область, в которой путем соответствующих регулировок тормоза может быть поглощена любая мощность. Для обеспече­ ния устойчивой работы электрических тормозов, как и для гидрав­ лических тормозов, необходимо, чтобы внешние характеристики испытуемых двигателей (кривая АВ) полностью укладывались в эту область.

Комбинированные тормоза. При всех достоинствах электри­ ческие тормоза обладают очень существенным недостатком — они имеют обычно довольно большие габаритные размеры. Этот не­ достаток становится особенно ощутимым в тормозах, рассчитан­ ных на поглощение больших мощностей. С целью устранения это­ го недостатка в ряде случаев используют комбинированные тор­ мозные установки, представляющие собой соединение электриче­ ских и гидравлических тормозов, обычно в одном общем корпусе. При таком сочетании комбинированный тормоз, обладая всеми достоинствами электрических и гидравлических тормозов, прак­ тически не имеет многих недостатков, присущих каждому из тор­ мозов в отдельности.

Схемы управления гидравлическими и электрическими частя­ ми таких тормозных установок аналогичны рассмотренным выше схемам для гидравлических и электрических тормозов. Характе­ ристики этих установок представляют собой комбинацию харак­ теристик каждого из тормозов, причем она будет ближе, очевид­ но, к характеристике того тормоза, который в данный момент по­ глощает большую мощность.

ИЗМЕРЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОЙ МОЩНОСТИ

Эффективная мощность двигателей внутреннего сгорания под­

где Ме — крутящий момент двигателя, н-м.

Следовательно, для определения эффективной мощности не­ обходимо иметь значение крутящего момента двигателя и число

28

щей при работе тормоза. Приборы, при помощи которых опреде­ ляется реактивная сила, называются динамометрами. В качестве динамометров используются или рычажные, или специальные маятниковые весы.

Рычажные весы позволяют определять крутящий момент наиболее простым способом. Усилие от корпуса тормоза на весы передается рычагом определенной длины. Если обозначить рас­ стояние от оси вращения корпуса тормоза до вертикали через точку опоры рычага на весах через /, а усилие, измеряемое веса­ ми, через Р, то крутящий момент определится как

М = Р1.

Весы обеспечивают достаточно^ высокую точность измерений, однако широкого распространения они не получили из-за громозд­ кости и высокой чувствительности к толчкам и колебаниям.

Маятниковые весы, или маятниковый динамометр, схемати­ чески показаны на рис. 14, а, где 1 — груз, 2 — стержень, 3 — стрелка, 4 — шкала, 5 — кривошип, 6 — ось, 7 — тяга, 8 — корпус

тормоза.

Работа этих весов иллюстрируется рис. 14, б. Пусть под дей­ ствием усилия на корпусе тормоза Р маятник отклонился от вер­

29

тикального положения на некоторый угол а. Условие равновесия действующих сил запишется как

Ра cos а = Qb sin а,

откуда

т. е. усилие на корпус тормоза пропорционально тангенсу угла отклонения маятника от вертикального положения.

Достоинством маятниковых весов является их простота, ком­ пактность и малая чувствительность к толчкам и колебаниям на­ грузки. Недостаток их—

трением качения. Схематически такой динамометр представлен на рис. 15. Он имеет два симметрично расположенных маятника 9. Маятники снабжены кулаками 8 и подвешены на тонких стальных лентах 12. Кулаки 8 шарнирно соединены между собою планкой 13, с которой жестко связана рейка 14 указателя 15. Соединение маятников с корпусом (статором) тормоза выполнено посредством кулаков 8, стальных лент 10, балансира И и системы тяг и рыча­ гов 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7.

Для обеспечения стабильной работы весы снабжаются гид­ равлическим успокоителем 16,- а для установки стрелки на нуль, рычаг 6 на свободном конце имеет подвижной груз 17.

30

Динамометр является реверсивным и работает следующим об­ разом. При действии силы Р в направлении, указанном на рисун­ ке, рычаг 2 поворачивается вокруг точки а по часовой стрелке,, перемещая через призму г и тягу 5 рычаг 6 вокруг точки в про­ тив часовой стрелки. При этом тяга 7 и балансир 11 опускаются вниз, а кулаки 8 и маятники 9 поворачиваются вокруг своих: шарниров стальными лентами 10. Поднимаясь на стальных лен- . тах 12 в процессе поворота кулаки 8 перемещают вверх план­ ку 13 и связанную с ней рейку 14, которая устанавливает стрел­ ку 15 против деления шкалы, соответствующего величине силы Р.

При действии силы в направлении, противоположном указан­ ному на рисунке, рычаг 2 поворачивается вокруг точки а против, часовой стрелки, а рычаг 4 тягой 3 поворачивается вокруг точки б, наоборот, по часовой стрелке. Перемещения рычага 4 посредством призмы д и тяги 5 передаются рычагу 6 и в дальнейшем механизм работает так, как описано выше.

ИЗМЕРЕНИЕ ЧИСЛА ОБОРОТОВ КОЛЕНЧАТОГО ВАЛА

Для измерения числа оборотов вращающихся деталей, в том числе и коленчатого вала, в двигателях внутреннего сгорания ис­ пользуются тахометры, тахоскопы и счетчики.

Тахометры служат для измерения оборотов в единицу времени (обычно в минуту). По принципу действия их можно разделить на механические, электрические и гидравлические. В двигателях вну­ треннего сгорания применяются чаще всего тахометры двух первых групп.

Из механических тахометров наибольшее распространение полу­ чили центробежные, отличающиеся простотой устройства и безот­ казностью в работе.

На рис. 16 показан чувствительный механизм тахометра с цен­ тробежным маятником, который выполняется в виде массивногокольца 1, насаженного на ось 2, перпендикулярную к оси тахомет­ ра 3. Кольцо удерживается пружиной 4 в наклонном положении. При вращении под действием центробежных сил R, приводящихся к двум уравновешивающимся силам R i и паре сил R2, кольцо, натягивая пружину 4, стремится занять горизонтальное положение, поворачиваясь на тем больший угол d, чем выше обороты оси тахо­ метра 3. Перемещение кольца 1 муфтой 5 и сектором 6 передается указателю на шкале прибора.

Рассмотренный механизм используется в ручных, а также и в стационарных тахометрах.

Ручной тахометр показан на рис. 17. Он снабжается набором наконечников 5, 6, 8 и удлинителем 7, обеспечивающими возмож­ ность соединения валика 3 с различными вращающимися деталями.

Для повышения точности при измерении числа оборотов в ши­ роком диапазоне их изменения тахометр имеет коробку передач. Необходимый при измерении интервал оборотов устанавливается

31