Гидротормоз для испытаний двигателей

Гидравлический тормоз

Оборудования для испытания дизелей

Широкое распространение при испытании 12-цилиндровых дизелей получили гидравлические тормоза , в которых механическая энергия превращается в тепловую. Воду, нагревающуюся в тормозе до 60°, охлаждают для вторичного использования или применяют для отопления помещений.

На рис. 240 показана конструкция гидравлического тормоза , подвижные диски 3 которого вращаются вместе с валом 6, а неподвижные диски 4 закреплены в корпусе 9. Для того чтобы создать большее гидравлическое сопротивление, на подвижных дисках имеются сквозные отверстия, а поверхность неподвижных дисков выполнена ребристой. Вода в тормоз поступает через гибкий рукав 1, а избыток ее вытекает через патрубок 8 в корыто станины 10 и далее в сливную трубу.

Под действием центробежной силы вода отбрасывается к ободу тормоза, при этом образуется сплошное кольцо, толщину которого можно регулировать золотником 7. Чем больше толщина кольца, тем больше сопротивление гидравлического тормоза.

Рис. 240. Гидравлический тормоз.

Температуру нагрева воды в гидравлическом тормозе регулируют, изменяя краном 2 количество входящей воды, так как при высокой температуре возможно закипание воды.

В том случае, когда температура воды на выходе из тормоза менее 60°, уменьшается экономичность работы тормоза.

Корпус гидравлического тормоза кренится на двух сферических подшипниках 5. Крутящий момент от вала тормоза передается через подвижные и неподвижные диски к корпусу, удерживаемому от вращения тягой динамометра.

Тяга 4 динамометра ( рис. 241 ) передает усилие от корпуса 3 гидравлического тормоза на рычаг 1. Последний посредством вала соединен с маятником 6, на конце которого закреплен груз 7. При увеличении крутящего момента возрастает усилие, передаваемое тягой 4, и соответственно увеличивается отклонение маятника II.

Необходимо не реже 1 раза в месяц, а также после каждого ремонта производить тарировку шкалы 2 динамометра гидравлического тормоза, так как при износе и заедании подшипников корпуса нарушается точность показания динамометра. Порядок тарировки следующий. К корпусу гидравлического тормоза прикрепляют рычаг 8, плечо L которого должно быть равно 1,5 м. К рычагу подвешивают тарелку 9, ставят на нее гирю весом 20 кг и по шкале 2 замечают показание стрелки маятника.

Результат опыта наносят на координатную сетку тарировочного графика. После этого, постепенно увеличивая нагрузку (по 20 кг) до максимальной, строят по показаниям динамометра тарировочную кривую.

Рис. 241. Схема динамометра.

Чтобы проверить правильность показаний динамометра, этот опыт повторяют, постепенно уменьшая нагрузку: каждый раз снимают гирю весом 20 кг. Если обо вновь построенные тарировочные кривые не совпадают в отдельных точках более чем на 5 кгм, следует проверить состояние подшипников корпуса. В этом случае обычно требуется произвести ремонт подшипников и повторить тарировку.

Крутящий момент на валу гидравлического тормоза в зависимости от нагрузки определяют из следующего выражения:

где Q — нагрузка тарелки в кг; L — длина плеча рычага в м; С — крутящий момент, создаваемый рычагом и тарелкой, в кгм.

Величину С определяют как произведение веса рычага с тарелкой на расстояние от их общего центра тяжести до центра вала гидравлического тормоза.

Вес тарелки подбирают так, чтобы величина С была целым числом.

Коленчатый вал дизеля с валом тормоза соединяют при помощи специальной муфты, конструкция которой должна удовлетворять следующим требованиям:

  1. допускать несоосность валов до 1 мм и их непараллельность в пределах 5′;
  2. обладать некоторой упругостью при передаче крутящего момента, жесткая муфта может привести к разрушению подшипника переднего конца коленчатого вала;
  3. иметь гладкую наружную поверхность без выступающих деталей или впадин; при высокой шероховатости наружной поверхности муфты создаются вентиляционные потери, которые не учитываются динамометром; эти потери при высоких числах оборотов дизеля достаточно велики, и поэтому дизель может быть отрегулирован на повышенную мощность, при этом наблюдается увеличение удельного расхода топлива;
  4. легко устанавливаться на валы дизеля и гидравлического тормоза.

Наиболее совершенной является муфта с пружинным пакетом ( рис. 242 ). Ведомый фланец 7 устанавливают на вал гидравлического тормоза, а ведущий 3 — на носок коленчатого вала.

Крутящий момент от ведущего фланца передается через 12 пар пружин 1 и зубчатые венцы 4 и 5 на ведомый зубчатый венец 6 и ведомый фланец 7. Игольчатый подшипник 2 предохраняет муфту от заеданий.

Рис. 242. Соединительная муфта с пружинным пакетом

При использовании муфты такой конструкции исключается необходимость в проверке центрирования каждого вновь устанавливаемого на стенд дизеля. Опыт показывает, что центрирование нужно производить после испытания 10—15 дизелей.

Ряд ремонтных предприятий применяет муфту более простой конструкции ( рис. 243 ), состоящую из ведущего диска 2, ведомого диска 7, проставки 6, пальцев 4, резиновых втулок 3 и направляющих дисков 8. Для удобства ремонта проставка снабжена сменными кольцами 5.

Осевые толчки воспринимаются резиновыми кольцами 1. На ведущем диске нанесены деления в градусах для регулировки угла подачи топлива при замене топливного насоса. Ведущий диск 2 выполняется в зависимости от модели испытываемого дизеля со шлицами или с соединительным фланцем. Муфта допускает смещение оси дизеля относительно оси гидравлического тормоза до 1 мм.

Рис. 243. Соединительная муфта с резиновыми втулками.

В ряде случаев для регулировки положения дизеля по высоте применяют подвижные верхние балки подмоторной рамы. Вследствие громоздкости рамы такая конструкция затрудняет обслуживание дизеля на стенде.

Более целесообразно применение клиновидных домкратов, которые устанавливают под гидравлический тормоз.

После регулировки положения по высоте корпус тормоза притягивают к фундаменту анкерными болтами.

Гидротормоз для испытаний двигателей

Сервогидравлические испытательные машины

  • Испытание металлических образцов;
  • Испытание рам/узлов/сборных конструкций;
  • Испытание эластомеров/резин;
  • Испытание стоек и амортизаторов;

Электромеханические испытательные стенды

  • Высокая точность позиционирования!
  • Стабильное и надежное управление по нагрузке!
  • Питание 220В!
  • Экономия электроэнергии!

Оффициальный представитель SERVO2000 в России

Основанная в 1997 году, компания

SERVO2000 сфокусировала свое

внимание на разработке и

производстве испытательных систем,

выполняемых по специальному

Основными принципами компании

  • Ударныестенды
  • Вибростенды
  • Изготовление специализированных многоосевых стендовпо ТЗ заказчика

Динамометры — гидротормоза

DX серия включает в себя 15 различных моделей, имеющих одинаковый дизайн и конструкцию . Все они отличаются величиной статоров и роторов, образующих абсорбирующую камеру, в которой вода создает тормозной момент. Динамометры могут работать в обоих направлениях вращения.

Диапазон мощности 50-3000 лс;

Частота вращения до 6000 об/мин;

Модель

Мощность

Крутящий момент

Частота вращения

В настоящее время существует более 2000 моделей DX. Они используются на всех континентах , в 60 странах. Многие из них находятся в эксплуатации в течение более чем 30 лет.

Также возможно изготовление гидромуфт по Вашим нестандартным техническим требованиям.

Серия DS представлена четырьмя различными моделями с мощностью от 2125 л.с. до 4250 л.с. Модели DS аналогичны по конструкции серии DX, однако обладают большей мощностью . DS динамометры работают в обоих направлениях вращения до 4000 об/ мин.

Диапазон мощности 350-4250 лс;

Частота вращения до 4000 об/мин;

Модель

Мощность

Крутящий момент

DL серия включает в себя семь различных моделей c мощностью от 550 л.с. до 10000 л.с. В моделях этого типа ротор со статором имеют конструкцию с наклонными лопастями, что обеспечивает компактность и выдает высокий крутящий момент на низких оборотах.

Диапазон мощности 200-10000 лс;

Частота вращения до 2550 об/мин;

Модель

Мощность

Крутящий момент

Частота вращения

Динамометр-гидротормоз M2 предназначен для работы на самых сложных режимах работы и

может эксплуатироваться непрерывно . Эта тяжелая , но малая по габаритам модель

имеет мощность 50 л.с. ( 37 кВт ) и работает при (не более ) 6000 оборотов в минуту.

Мощность 50 лс (37 кВт);

Крутящий момент 92 Нм;

— Частота вращения до 6000 об/мин;

Серия DH состоит из 3 разных моделей с мощностью от 270 л.с. до 805 л.с. Эти модели способны работать на скорости до 5500 оборотов в минуту. Они идеально подходят для бензиновых двигателей и дизельных двигателей малой мощности.

Диапазон мощности 25-805 лс;

Частота вращения до 5500 об/мин;

Модель

Мощность

Крутящий момент

Частота вращения

DP60K может использоваться для любой задачи, где требуется большой крутящий момент при низких оборотах. Модель имеет максимальную мощность 13 709 л.с. ( 10 223 кВт ) с максимальной частотой вращения 1200 об/мин.

Статор и ротор конструктивно выполнены с наклонными лопастями, что дает компактность и малую инерцию. Обычно используется для испытаний двигателей морских судов .

Мощность 13709 лс (10223 кВт);

Крутящий момент 81348 Нм;

— Частота вращения до 1200 об/мин;

Гидротормоз для испытаний двигателей

«ОСЬМИНОГ» ИЛИ О РОЛИ ТОРМОЗА
В ПРОГРЕССЕ ТУРБИНОСТРОЕНИЯ

ГП Научно-производственный комплекс газотурбостроения «Зоря»-«Машпроект»:

Александр Головащенко, начальник управления маркетинга, к.т.н.
Владимир Спицын, зам. директора ЦНИОКР «Машпроект», начальник КО
Анатолий Боцула, главный конструктор проекта
Сергей Коссе, инженер-конструктор II категории


Роль различных испытаний при создании и опытно-конструкторской отработке газотурбинных двигателей трудно переоценить. Испытаниям подвергаются все без исключения опытные и серийные (поставочные) двигатели. При проведении испытаний огромная энергия, вырабатываемая двигателем, должна быть воспринята и преобразована загрузочным устройством, роль которого может играть электрогенератор, вырабатывающий электрическую энергию, компрессор, сжимающий воздух или другой газ, и, наконец, гидротормоз, превращающий механическую энергию вращения турбины в тепло, воспринимаемое водой.
Применение гидротормоза — не самый экономичный способ восприятия энергии двигателя при его испытаниях (особенно по сравнению с выработкой электроэнергии, которую можно продать). Однако в некоторых видах испытаний, например, при выполнении тензометрирования рабочих лопаток, ступенчатом нагружении, определении внешней характеристики силовой турбины и т. п. к нему приходится прибегать для обеспечения работы двигателя на заданных режимах и выполнения необходимых для его доводки проверок. При выполнении газодинамической и прочностной отработки турбин газогенераторов на газодинамических стендах применение гидротормозов становится обязательным условием.
Гидротормоз — это наиболее совершенный на сегодняшний день инструмент для измерения генерируемой двигателем мощности, обеспечения требуемого соотношения отбираемой от привода мощности и частоты вращения ротора турбины. Поэтому уровень гидротормозостроения характеризует уровень двигателестроения.

В свое время испытательные подразделения ГП НПК газотурбостроения «Зоря»-«Машпроект» оснащались исключительно иностранными гидротормозами. С некоторых пор предприятие комплектует свои стенды гидравлическими загрузочными устройствами и гидротормозами только собственной разработки. Несколько единиц гидротормозов изготовлено для российских предприятий, ремонтных предприятий дальнего зарубежья. «Акула», «Краб», «Парус» и др. — это далеко не полный перечень гидротормозов, разработанных и изготовленных на предприятии. Можно с уверенностью утверждать, что в Центре НИОКР «Машпроект» создана школа гидротормозостроения, наличие которой позволило отказаться от закупок тормозов в дальнем зарубежье (в других странах СНГ гидротормоза практически не выпускаются). Разработка и поставка гидротормозов производится и для других предприятий и организаций, разрабатывающих, изготавливающих и ремонтирующих газотурбинные двигатели (в Российской Федерации, Греции, Индии, Китайской Народной Республике).

В 2002 г. с пермским ОАО «Авиадвигатель» был заключен контракт на разработку, изготовление и поставку гидротормоза, получившего впоследствии индекс ГТ-20/3000 «Осьминог».

В соответствии с техническим заданием заказчика и конструкторским замыслом «Осьминог» представлял собой концептуально новое изделие, не имеющее аналогов в практике гидротормозостроения. Так, техническим заданием предусматривалось использование тормоза с загрузкой по винтовой характеристике (имитация гребного или воздушного винта), с загрузкой по нагрузочной характеристике с постоянной частотой вращения турбины (имитация электрогенератора), а также с загрузкой при постоянной мощности двигателя (имитация изменения нагрузки при постоянной мощности привода). Кроме того, требовалось обеспечивать быстрое изменение загрузки тормоза в широком диапазоне воспринимаемых мощностей.
Точность измерения должна быть высока и погрешность не превышать 0,5 %.

Качество гидротормоза (параметр, равный частному от деления величины максимальной мощности, воспринимаемой гидротормозом, на минимальную мощность при постоянной частоте вращения ротора) превышает 10. Такая широкая характеристика гидротормоза стала возможной в результате: применения определенной конфигурации рабочего диска; использования соответствующего требуемому сочетанию воспринимаемой мощности и частоты вращения ротора соотношения расходов воды на входе в гидротормоз, на сливе из него и т.д.

Корпус гидротормоза изготовлен из коррозионно-стойкой стали, а рабочий диск — из титана.

Так как гидротормоз ГТ-20/3000 «Осьминог» предполагается использовать и в качестве измерительной системы для испытаний двигателей, был выполнен большой комплекс конструкторских проработок, связанный с обеспечением заданной точности измерения крутящего момента, частоты вращения и мощности. Принятые меры позволили выполнить заданные технические требования по точности измерения.

Гидротормоз оснащен детекторами металлической стружки на сливах из масляных полостей и приспособлен для работы с системой виброконтроля заказчика.

Гидротормоз установлен на собственной раме, имеющей устройства для бескранового его монтажа на испытательном стенде заказчика.

Система автоматического управления (САУ) гидротормозом обеспечивает обмен данными с САУ газотурбинного двигателя и позволяет с виртуального пульта управления задавать требуемую по программе загрузку (т.е. сочетание поглощаемой мощности и частоты вращения ротора).

Гидротормоз ГТ-20/3000 «Осьминог» после испытаний, которые проводились на стенде ГП НПКГ «Зоря»-«Машпроект», с технологическим приводным двигателем UGT 15000 отгружен ОАО «Авиадвигатель».

При создании гидротормоза ГТ-20/3000 «Осьминог», который является концептуально новым агрегатом, прошли апробацию и были успешно подтверждены в процессе приемочных испытаний новые методики расчета и конструирования подобных изделий.

В настоящее время в соответствии с рядом контрактов и запросов от компаний-разработчиков и производителей турбинной техники НПКГ «Зоря»-«Машпроект» разрабатывает аналогичные гидротормоза увеличенной мощности, рассчитанные на более высокую частоту вращения.

Гидротормоз для испытаний двигателей

Устройство гидротормоза. Гидротормоз устанавливается на гидропередачу со стороны входного редуктора (рис. 72, а). Гидротормоз (рис 72, б) состоит из следующих основных узлов: тормозной муфты 5, маслораспределительного клапана 4 и регулятора 3.

Тормозная гидромуфта регулируемая, одноконтурная, с воздушным шибером и улитой.

Насосное колесо тормозной гидромуфты установлено на конце турбинного вала гидропередачи. На тыльной стороне диска насосного колеса находятся плоские радиальные лопатки для снижения осевой силы, действующей на насооное колесо со стороны подшипников.

Тормозная муфта оборудована воздушным шибером 6 (рис. 73) осевого типа. Шибер выполнен в виде цилиндрического кольца, которое свободно перемещается вдоль оси муфты по цилиндрическим поверхностям тора и входным кромкам лопаток турбинного колеса. Шибер предназначен только для снижения воздушных потерь муфты при работе передачи в режимах тяги и наката (выбега). В процессе торможения шибер устанавливается над тором, а при работе тепловоза в режимах тяги и холостого хода — над входными кромками лопаток турбины. Шибер приводится тремя одинаковыми поршнями, установленными равномерно по окружности. Маслораопределительный клапан (см рис 73) состоит из

корпуса 31, золотника 26, пружины и предохранительного клапана 30 тарельчатого типа. Клапан предназначен для включения и выключения гидротормоза, включения теплообменника в режимах тяги и холостого хода в масляную цепь передачи, а в режиме торможения — в масляную цепь гидротормоза.

Гидротормоз МТ420 оборудован всережимным одноимпульс-ным регулятором прямого действия с переменной предварительной затяжкой пружины. Командным импульсом для регулятора служит давление масла на выходе из гидротормоза. Работа регулятора заключается в поддержании на каждой тормозной позиции постоянного статического давления, величина которого определяется скоростью тепловоза и степенью наполнения гидротормоза.

Работа гидротормоза. Во время работы гидротормоза действуют три основных контура циркуляции масла, один аварийный и контур опорожнения (см. рис. 73). Первый контур циркуляции: тормозная гидромуфта 8, маслораспределительный клапан 31, во-домасляный теплообменник 28, тормозная гидромуфта 8. Этот контур предназначен для отвода тепла из муфты в теплообменник. По этому контуру в режимах торможения циркуляция масла осуществляется насосным колесом тормозной муфты.

Второй контур циркуляции: питательный насос гидропередачи, маслораспределительный клапан 31, регулятор тормозной силы 18,

Рис. 73. Схема работы гидротормоза (режим тяги и наката):

/ — пружина; 2, 19, 26 — голотники; 3, 4 — электропневматические вентили; 5 — воздушный трубопровод, 6 — воздушный шибер, 7, 10, 16 — трубопроводы и каналы питания; 8 —тормозная гитромуфта; 9 — насосное колесо; /7 —пружина; 18 — регулятор; 20 — плунжер; 21—25, 27 —каналы; 28 — теплообменник; 29— фильтр, 30 — ограничительный клапан; 31 — корпус маслораспределительного клапана

тормозная муфта 8. Второй контур служит для наполнения тормозной муфты при включении гидротормоза, для увеличения степени наполнения при повышении тормозной позиции и снижении скорости тепловоза, а также для восполнения утечек через лабиринты, атмосферную трубку, зазоры по золотникам. Наполнение и подпитка тормозной муфты маслом осуществляются питательным насосом гидропередачи.

Третий контур циркуляции: тормозная гидромуфта 8, регулятор тормозной силы 18, картер гидропередачи. Этот контур предназначен для частичного слива масла из гидромуфты при снижении тормозной позиции. Одновременно этот контур служит для подвода командного давления под плунжер регулятора.

Аварийный контур циркуляции предназначен для поддержания допустимого давления масла в муфте в случае выхода из строя тормозного регулятора. Аварийный контур циркуляции: тормозная гидромуфта 8, маслораспределительный клапан 31, ограничительный клапан 30, картер гидропередачи. Контур опорожнения: тормозная муфта 8, маслораспределительный клапан 31, картер гидропередачи.

Рис. 74. Схема работы гидротормоза (режим торможения, обозначения те же, что и на рис. 73)

Гидротормоз включается установкой тормозного контроллера из нулевого положения в одно из рабочих (рис. 74). При этом происходит включение электропневматических вентилей 3 и 4 (на первых образцах в систему управления гидротормозом устанавливались три электропневматических вентиля). Одновременно для повышения частоты вращения вала дизеля, чтобы увеличить производительность вентилятора, питательного насоса передачи и водяного насоса, происходит включение электропневматических вентилей ВРД1—ВРДЗ (на рис. 74 не показаны) приводного механизма регулятора дизеля.

Частота вращения коленчатого вала дизеля зависит от тормозной позиции контроллера, который определяет порядок включения вентилей ВРД1—ВРДЗ в определенных комбинациях. При включении электропневматического вентиля 3 воздух из воздушной магистрали по трубопроводу 5 поступает в клапан 31 и перемещает золотник 26. Золотник 26 клапана 31 отключает гидротормоз от картера передачи, переключает теплообменник с передачи на гидротормоз и сообщает питательный насос гидропередачи с гидротормозом через регулятор 18. Масло от питательного насоса по трубопроводу питания 10 через клапан 31, канал 25, регулятор 18 поступает на заполнение гидротормоза. В начальный момент включения гидротормоза круг циркуляции муфты свободен от рабочей

жидкости, вследствие чего действие плунжера 20 на золотник 19 регулятора равно нулю.

Золотник 19 регулятора 18 пружиной 17, имеющей предварительную затяжку, установлен в крайнем правом положении. В этом положении золотника 19 наполнительные каналы 24 и 23 регулятора сообщены между собой, а сливные 21 и 22 разобщены плунжером. Поэтому после срабатывания маслораспределительного клапана 31 масло от питательного насоса гидропередачи свободно проходит через маслораопределительный клапан 31 и регулятор 18 «а вход в тормозную муфту. Заполнив гидротормоз, масло поступает в рабочие полости приводных сервоцилиндров шибера. Под давлением масла золотники 2 сервоцилиндров перемещаются влево до упора и сдвигают шибер 6 с входных кромок лопаток турбины на поверхность тора. После открытия шибера начинается движение масла по кругу циркуляции. Одновременно из улиты через выходной патрубок гидротормоза масло направляется в теплообменник 28 гидротормоза и по каналу 13 под плунжер 20 регулятора 18. Из теплообменника масло по каналам 27 и 14 направляется опять в муфту.

При наполнении круга циркуляции маслом воздух из гидротормоза отводится по трубопроводу 7, который постоянно сообщает полость тора муфты с атмосферой картера передачи.

По мере увеличения наполнения муфты происходит увеличение давления масла в улите и одновременно под плунжером 20 регулятора 18. Золотник 19 действием плунжера 20 перемещается влево и уменьшает живое сечение наполнительных окон регулятора. При достижении равенства между расходом масла, идущим через регулятор 18 на наполнение гидромуфты 8, и суммарным расходом масла, выходящим из муфты в виде утечек через лабиринт и трубопровод 7, соединенный с атмосферой, золотник 19 регулятора 18 останавливается и приобретает устойчивое положение. На этом процесс включения гидротормоза заканчивается.

Величина тормозной мощности пропорциональна давлению масла на выходе из муфты и определяется величинойзатяжки пружины 17 регулятора 18.

Затяжка пружины пропорциональна величине тормозной позиции. Каждой тормозной позиции соответствует строго определенное давление масла на выходе из муфты.

Регулирование тормозной силы при постоянной скорости тепловоза. Золотник 19 регулятора 18 в установившихся режимах работы гидротормоза постоянно находится в равновесии под действием двух сил. С одной стороны на золотник 19 действует пружина 17, с другой стороны — плунжер 20 (см. рис. 74). Для изменения режима работы гидротормоза вначале необходимо нарушить равновесие сил, действующих на золотник 19. Золотник 19 сдвигается и вызывает изменение сечения окон регулятора, а это приводит к изменению степени наполнения муфты.

При постоянной скорости тепловоза тормозная сила гидротормоза изменяется путем перевода рукоятки тормозного контроллера

на новые позиции. Изменение тормозной позиции вызывает перестройку включения электропневматических вентилей 3 и 4 гидротормоза, в результате чего происходит изменение затяжки пружины 17 регулятора 18, причем при увеличении тормозной позиции затяжка пружины увеличивается, а при снижении позиции затяжка пружины 17 уменьшается.

Для увеличения тормозной силы контроллер машиниста устанавливается на большую тормозную позицию. Пружина 17 регулятора 18 дополнительно сжимается и перемещает золотник 19 вправо. Наполнительные окна регулятора 18 открываются, и часть масла из картера гидропередачи питательным насосом подается в гидротормоз. По мере роста степени наполнения круга циркуляции увеличивается величина тормозной силы и давление масла на выходе из муфты. Возрастает усилие от плунжера 20 на золотник 19. Золотник 19 плавно перемещается влево и перекрывает наполнительные окна. Устанавливается новый режим работы гидротормоза.

В случае снижения тормозной позиции уменьшается затяжка пружины 17, золотник 19 перемещается- влево, плунжер открывает сливные окна и часть масла из гидротормоза отводится в картер гидропередачи. Снижение степени наполнения круга циркуляции сопровождается уменьшением тормозной силы и давления масла в улите. Одновременно снижается давление масла под плунжером 20. Плунжер 20 и золотник 19 действием пружины возвращаются вправо, перекрывая сливные окна. Устанавливается новый режим работы гидротормоза.

Регулирование тормозной силы при постоянной позиции тормозного контроллера. При изменении скорости тепловоза изменяются частота вращения насосного колеса, тормозная сила и мощность, а также давление масла на выходе из муфты, величина которого пропорциональна квадрату скорости тепловоза. В качестве командного импульса скорости служит давление масла в муфте. Величина выходного давления определяется величиной тормозной позиции. При уменьшении в процессе торможения скорости тепловоза происходит снижение частоты вращения насосного колеса, уменьшение давления масла на выходе из муфты и под плунжером 20 регулятора 18. Золотник 19 под действием пружины 17 перемещается вправо и увеличивает живое сечение наполнительных окон. В муфту поступает дополнительный объем масла. Увеличение наполнения круга циркуляции вызывает повышение выходного давления и силового действия плунжера 20 на золотник 19, вследствие чего золотник 19 возвращается в положение равновесия.

Выключение гидротормоза. Гидротормоз выключается переводом тормозного контроллера в положение, соответствующее нулевой позиции (см. рис. 73). Электропневматические вентили 3 и 4 обесточиваются. При этом золотник 26 маслораспределительного клапана опускается вниз и переключает теплообменник с гидротормоза на гидропередачу и сообщает выходной патрубок гидротормоза с картером гидропередачи по каналам 11 и 12.

Одновременно происходит слив в картер гидропередачи через регулятор по каналам 15 и 16, что приводит к ускорению опорожнения гидротормоза. В процессе слива уменьшается степень наполнения круга циркуляции и снижается давление масла в улите муфты. При давлении в улите менее 1,0 кгс/см2 происходит срабатывание золотников 2 сервоцилиндров привода шибера 6. Золотники 2 сервоцилиндров действием пружины / перемещаются вправо и сдвигают воздушный шибер 6 с поверхности тора на входные кромки лопаток турбины до полного перекрытия круга циркуляции.

Ограничение максимального давления гидродинамического тормоза. В диапазоне основных режимов торможения гидротормоз работает с частичным наполнением. Величина наполнения круга циркуляции определяется регулятором. Повышение давления в муфте выше расчетного возможно при выходе из строя регулятора, а именно, при заклинивании золотника 19 регулятора 18 в положении открытия наполнительных окон. Для того чтобы избежать значительного повышения давления, в золотнике 26 маслораспре-делительного клапана 31 установлен ограничительный клапан 30 тарельчатого типа. При появлении в муфте давления выше расчетного происходит открытие ограничительного клапана 30, и масло сливается в картер гидропередачи по каналу 12.

Гидротормоз для испытаний двигателей

Библиографическая ссылка на статью:
Аксенов А.З., Горбунов В.П., Сергеев Н.Н. Определение размеров проточной части динамометров-гидротормозов для обкатки и испытания двигателей внутреннего сгорания // Современная техника и технологии. 2016. № 12. Ч. 1 [Электронный ресурс]. URL: https://technology.snauka.ru/2016/12/10916 (дата обращения: 12.04.2021).

Среди прочих видов тормозных устройств гидравлические тормоза в настоящее время получили большое распространение.
По сравнению с электрическими тормозами они характеризуются меньшими габаритами и стоимостью и большим диапазоном поглощаемой мощности. Поглощение мощности в гидротормозе происходит либо вследствие гидродинамической работы, затрачиваемой на перемещение жидкости, либо вследствие трения ротора о жидкость.
Действие большинства гидротормозов основано на сопротивлении жидкости перемещению вращающегося в ней ротора. При вращении ротора движущаяся вместе с ним жидкость передает полученную от ротора энергию на неподвижную стенку балансирно подвешенного статора и стремится, как бы увлечь его за собой, создавая на корпусе статора момент, измеряемый тем или иным силоизмерительным устройством. Изменение нагрузки достигается большим или меньшим заполнением статора водой либо изменением величины активной поверхности ротора.
В качестве рабочей жидкости применяют воду, обладающую большой теплоемкостью и дешевизной. Иногда применяется масло с повышенной вязкостью, благодаря чему удается получение большей тормозной мощности.
Все разнообразные конструкции гидротормозов можно свести к следующим: лопастные, штифтовые и дисковые.
Основные параметры, характеризующие гидротормоз
Тормозная мощность N в кВт ;
Тормозной момент М в Нм;
Скорость вращения п в об/мин ;

Величина предела регулирования тормоза по скорости ;
Величина предела регулирования тормоза по моменту ;
Температура рабочей жидкости, чаще всего воды, t°C.
Величины а и β характеризуют возможные пределы использования гидротормоза по скорости и по моменту.
Для определения размеров проточной части динамометров-гидротормозов пользуются расчетами по формулам подобия, основывающиеся на испытании геометрически подобной модели [1].
Теория размерностей позволяет получить выражение для определения размеров гидротормоза по формулам подобия:

где M –момент поглощаемый динамометром-гидротормозом;
λ – коэффициент пропорциональности (момента), который принимается постоянным для геометрически подобных машин, работающих в режимах закритических Re;
ρ – плотность рабочей жидкости;
D – характерный размер гидротормоза (наибольший размер колеса гидротормоза – активный диаметр;
n – число оборотов гидротормоза.
Поскольку мощность N = Mn , то

где А коэффициент мощности постоянный для геометрически подобных машин).
Расчет по формуле (1), а также по формуле (2) требует, чтобы для модели были известны величины, определяющие ее работу, т. е. М; ρ ; п; D или λ и ρ .
Задавая значения перечисленным величинам, можно рассчитать гидротормоз.
Для штыревого гидротормоза величина может быть заменена произведением , где S —статический момент проекции штыря на плоскость, проходящую через ось гидротормоза и штыря относительно оси гидротормоза.
Величина S может быть определена из:

где L — длина погружаемой части штыря;
b — его ширина;
— радиус, на котором расположен центр тяжести штыря.
Подставляя это выражение в формулу (1), получим

где k — постоянная величина, зависящая от рода жидкости.
Из формулы (3) следует, что тормозной момент на валу гидротормоза зависит от длины штыря L , его ширины b и среднего радиуса .
На рис. 1 представлена зависимость величины L от для различных конструкций гидротормозов.

Так как штырь выполняется постоянной ширины, то определение его предельной ширины следует производить на среднем радиусе r цт , т. е.

Расчет динамометра-гидротормоза штыревой конструкции выполняется в два этапа – расчет первого приближения и расчет второго приближения [2].

Предварительно задают значения величин L и b в долях от r цт и подставляют в формулу (3), после чего получают

Здесь 0,87 — опытный коэффициент при L = 0,2rцт и b = 0,05 rцт.
Показатели степени при r и п также скорректированы на основании опытов.
Решая это выражение относительно r цт , получим

В формуле (4) Ni — расчетная мощность, приходящаяся на один штыревой венец на роторе.
После определения величины r цт проводится проверка скорости, допустимой на радиусе r цт :

Зная r цт , по графикам, представленным на рис.1, определяют длину и ширину штыря L , b .
Вычисляют размер барабана гидротормоза:

Определяют приемлемость длины штыря на отсутствие резонанса:

где момент инерции штыря ;
— частота возмущающей силы;
;
z c — число штырей в одном ряду на статоре.
При необходимости длина L штыря корректируется. Проверяется прочность штыря на разрыв центробежными силами.
Расчет второго приближения сводится к определению размеров, обеспечивающих прочности и жесткость элементов проточной части гидротормоза.
При необходимости размеры элементов изменяются и расчет повторяется вновь. Мощность вычисляется по формуле

k =1 ÷ 0,75 — коэффициент пропорциональности между шагом штырей t и их длиной L ; t = kL .

Для воспроизведения условий обкатки и испытания ДВС выбрана штыревая конструкция гидродинамического тормоза, как наиболее технологичная.

Библиографический список

  1. Кац С.М. Балансирные динамометры для измерения вращающего момента. – М. – Л: Госэнергоиздат, 1962, – 142с
  2. Гавриленко Б.А., Минин В.А., Оловников Л.С. Гидравлические тормоза – Москва: Государственное научно-техническое изд-во машиностроительной литературы, 1961. – 244 c.

Связь с автором (комментарии/рецензии к статье)

Оставить комментарий

Вы должны авторизоваться, чтобы оставить комментарий.

Если Вы еще не зарегистрированы на сайте, то Вам необходимо зарегистрироваться:

&copy 2021. Электронный научно-практический журнал «Современная техника и технологии».

Гидротормоз

Номер патента: 1103012

Текст

СОЮЗ СОНЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 9 8 и А эш Р 04 В 51/00 рг»с ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(56) 1. Гавриленко Б.А. и др. Гидравлические тормоза, М., Иашгиз, 1961, с. 7-15.2. Евангулов Л.Б. Создание и развитие конструкций гидравлических установок для испытания роторных дви. гателей, М., МАИ, 1963, с. 63, рис. 15.(54) (57) ГИДРОтОРМОВ, включающий корпус, установленный на качающихся опорах, внутри которого на подшипникахустановлен ротор с дисками, .и рычажноеустройство для измерения величины крутящего момента, связанное с корпусом,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, сцелью повышения чувствительности и точности измерений крутящего момента путем уменьшения силы трения в качающихся опорах, корпус снабжен компенсатором силы веса гидротормоэа, выполненным в виде поплавка, погружен»ного в ванну с жидкостью.Изобретение относится к двигателестроению, а именно к испытанию двигательных установок большой мощности.Известен гидротормоз, содержащийвывешенный на качающихся опорах корпус с расположенным внутри него ротором, вал которого соединен с испытуемым двигателем, а корпус — с устройством измерения крутящего момента 11.Недостатком этого устройства явля Оется низкая точность измерения крутящего момента на валу испытываемогодвигателя.Наиболее близким по техническойсущности к предлагаемому является 15гидротормоз, включающий корпус, установленный на качающихся опорах, внутри которого на подшипниках установленротор с дисками и рычажное устройстводля измерения величины крутящего момента, связанное с корпусом 2 .Однако у этого устройства недоста»точные чувствительность и точностьизмерения крутящего момента, особенно в момент стравливания, так как 25весь вес гидротормоза воспринимаетсяподшипниками опор. Кроме того, необходим демпфер, гасящий колебания корпуса, Эти недостатки особенно ощутимы при больших мощностях испытываемыхсиловых установок, когда. вес гидротормоза достигает 15-20 т,Цель изобретения — повышение чувствительности и точности измерений крутящего момента путем уменьшения силытрения в качающихся опорах.Указанная цель достигается тем,что в гидротормозе,включающем корпус, установленный на качающихсяопорахВнутри которого на подшипни 4 Оках установлен ротор с дисками, и рычажное устройство для измерения величины крутящего момента, связанное с корпусом, корпус снабжен компенсаторомсилы веса гидротормоза, выполненным 45в виде поплавка, погруженного в ванну с жидкостью и соединенного с корпу.сом,На фиг. 1 изображен гилротормоэс разгруженными опорами, на фиг. 2гидротормоз, вип сбоку; на фиг, 3вариант выполнения гидротормоза сдвухсекционным поплавком,Гидротормоз с разруженными опорами состоит из корпуса 1, установленного на качающихся опорах 2, внутрикоторого установлен ротор 3 с дисками, и рычажного устройства 4 дляизмерения величины крутящего момента;связанного с корпусом. Кроме того,корпус 1 снабжен компенсатором силывеса гидротормоза, выполненным в видепоплавка 5, погруженного в ванну 6 сжидкостью. Рычажное устройство 4 включает рычаг 7 и связанный с ним измеритель силы 8,Гидротормоэ с разгруженными опорами работает следующим образом.Путем изменения плавучести поплавка 5 или уровня заливки жидкости в ванну 6 контролируемо устанавливается степень разгрузки качающихся опор 2 от силы веса гидротормоза (целесообразно оставлять нагрузку в пределах 5-107 от первоначального значения). Затем крутящий момент от испыть;ваемой силовой установки (не показана) передается на ротор 3 гидротормоза. Этот крутящий момент через диски ротора 3, воду, в которую они погружены, передается на корпус 1 гидротормоэа. Рычаг 7 рычажного устройства 4 воздействует на измеритель 8 силы, Возникающие колебания корпуса 1 гидротормоэа в процессе работы гасятся жидкостью, в которую погружен поплавок 5.Гидротормоз с разгруженными опорами позволяет повысить точность и чувствительность измерения крутящего момента, .улучшить качество доводки испытуемых силовых установок, что снижает их энергоемкость при эксплуатации.11 ОЗО 12 г дактор И. Касар з 4925/26 Подписное тета ССкрытий н Филиал ППП «Патент», г. Ужгоро роектная,ВНИИПИ Гос по дела 113035, МоскСоставитель Л. АлександровТехред Т. Маточка Корректор И, Муска Тираж б 24 рственного ко зобретений и Ж»35, Раушск

Заявка

ПРЕДПРИЯТИЕ ПЯ А-1469

СЕЛЕЦКИЙ НИКОЛАЙ СЕРГЕЕВИЧ, ЛЕРМАН БОРИС ИОСИФОВИЧ, СУТУЛОВ ВЛАДИМИР ИВАНОВИЧ

МПК / Метки

Код ссылки

Импульсатор к инерционному трансформатору крутящего момента

Номер патента: 336456

. колебания эксцентриков 7, а на кривошипах б установлены ограничители 11, препятствующие излишнему 25повороту эксцентриков 7.Импульсатор работает следующим образом.При вращении ведущего вала 2 под действием центробежной силы грузы б прижимаются к внутренней поверхности кулачка336456 Предмет изобретения Составитель Д. Поляков Редактор В. Новоселова Техред Е. Борисова Корректор Л. ОрлЗаказ 230,1066 Изд,584 Тирахс 448ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при СоветеМосква, Ж, Раушская наб., д, 4/5 Подписно истров СССХарьк. фил. пред, Патент и, проходя к выступу, поворачивают кривошип 4 вокруг оси. Центр тяжести импульса- тора перемещается к центру вращения ведущего вала 2. Кулачок 8 вращается в направлении ведущего вала 2.

Стенд для измерения крутящего момента

Номер патента: 504947

. напорный агрегат 9. Все силоизмерительные и градуировочные детали стенда соединены между собой посредством трубопроводов 10 и вентилей 11.10 Стенд работает следующим образом,Развиваемый на валу испытуемого двигателя крутящий момент Мнр передается на вал ротора 1, а от него на корпус качающегося статора 2, Усилие на конце рычагов 3 и 4 вос принимается поршнями компенсационных мессдоз 5, во внутренней полости которых при помощи клапанного механизма автоматически устанавливается давление, пропорциональное действующему на качающийся статор момен ту Мр. Это давление регистрируется манометром б, обладающим высоким классом точности.Градуировка стенда осуществляется с помощью двух запараллеленных гидростатичес ких нагружателей 7.

Устройство для измерения крутящего момента

Номер патента: 737796

. опоры с торцом регулировочного винта.ЪНа фиг. 1 изобрройства; на фиг. 2Устройство длямомента содержитные в нем упругийкнутой юльпевой к737796 4ляющей 16 камеры 2, При этом сопротивление вращению вала 4 будет соответствовать определенному крутящему моменту, который замеряется манометром 3 3рабочим телом с избыточным давлением и связанной с манометром 3, и входной вал 4, размещенный вдоль продольной оси кдрпуса 1, Механизм нагружения упругого элемента 2 выполнен в виде перпендикулярного оси вала 4 полого цилиндра 5, в котором размещены с воз моЖйостью осевого смещения шток 6 с,роликом 7, взаимодействующим с внутренней поверхностью кольцевой камеры 2,и регулировочный винт 8 с шестигранни»ком 9, взаимодействующий со штоком 6.

Устройство для измерения крутящего момента, развиваемого двигателем

Номер патента: 1723469

. по два тензореэистора, соответственно 8.1 и 8.2,8.3 и 8,4; которые соединены последовательно, Последовательно соединенные пары тензорезисторов включаются в противоположные плечи измерительного моста, В два других плеча этого моста включены балансировочные элементы 9 (резисторы или резисторы и емкости в зависимости от вида напряжения питания моста), предназначенные для предварительной балансировки моста.В одну диагональ моста включен источник 10 питания, а в другую — тензоусилитель 11.Балансировочные элементы 9, источник 10 питания и тензоусилитель 11 скомпонованы в блок 12.В зависимости от способа крепления двигателя выбирается необходимое количество силоизмерительных опор и соответственно блоков 12,На торцах корпуса 1 двигателя.

Качающаяся опора для подшипника

Номер патента: 4878

. ползуна 22, перемещающегося в направляющих, неподвижно связанных с телом качания 1. Подобным же образом точка шарнира 19 (или любая другая точка одного из тел качания) могла бы направляться по дугообразному пазу, соединенному с другим телом качания, и соответствующему по своей кривизне пути, проходимому точкой. при колебании. Приспособление, согласно фиг. 3, отличается от прежде описанных тем, что само сцепление при помощи зубьев является сцепной тягой, чем достигается существенное упрощение практического выполнения такого шарнира.Для этой цели, у тела качания 2, на каждом из концов поверхности 34 помещаются наклонно одна к другой боковые поверхности зубьев 31, 32, таким образом, что они захватывают встречные боковые поверхности.

Добавить комментарий