Содержание к диссертации
Введение
1. Состояние вопроса 11
1.1. Стендовые испытания 11
1.2. Классификация стендовых испытаний 13
1.3. Классификация барабанных стендов 14
1.4. Инерционные тормозные барабанные стенды 18
1.5. Силовые стенды тяговых качеств 19
1.6. Испытания шин на роликовых стендах 22
1.7. Испытания трансмиссии и несущих систем 24
1.8. Преимущества и недостатки барабанных стендов 25
1.9. Барабанный стенд с замкнутым контуром 28
1.10. Цель и задачи исследования 31
2. Исследование силового и кинематического взаимодействия в контуре машина - стенд 33
2.1. Предполагаемый способ нагружения 33
2.2. Кинематический анализ взаимодействия колеса машины и беговых барабанов 35
2.3. Силовой анализ взаимодействия колеса транспортного средства и беговых барабанов 37
2.4. Распределение нормальной силы между опорными барабанами...40
2.5. Связь между силовыми и кинематическими параметрами в контакте 45
2.6. Выводы по главе 47
3. Экспериментальные исследования 49
3.1. Цель и задачи исследования 49
3.2. Методика проведения эксперимента 50
3.3. Объект исследования 50
3.4. Используемая измерительная аппаратура 55
3.5. Определение радиального усилия 56
3.6. Замер крутящего момента на центральном колесе 57
3.7. Замер буксования в контактах 58
3.8. Расчет касательных сил в контактах колеса с беговыми барабанами 61
3.9. Связь силовых и кинематических параметров в контакте 63
3.10. Выводы по главе 71
4. Математические модели и анализ поведения системы 72
4.1. Математическая модель малого контура 72
4.2. Исследование решения системы на единственность и однозначность 73
4.3. Проверка адекватности математической модели 79
4.4. Математическая модель большого контура 86
4.5. Исследование неоднозначности решений системы 88
4.6. Анализ поведения системы 90
4.6.1. Исследование математической модели при i>0 91
4.6.2. Исследование математической модели при i<0 96
4.7. Выводы по главе 101
5. Практические рекомендации 103
5.1.Испытания шин 103
5.2. Испытания колесных машин с одной ведущей осью 107
5.3. Испытания полноприводных колесных машин 110
5.4. Направления будущих исследований 114
5.4.1. Оценка влияния эксцентриситета 114
5.4.2. Создание переменного момента сопротивления 118
5.4.3. Имитация вибрационных нагрузок 122
5.5. Выводы по главе 123
Основные выводы и результаты 125
Литература 128
Приложения 138
- Преимущества и недостатки барабанных стендов
- Силовой анализ взаимодействия колеса транспортного средства и беговых барабанов
- Расчет касательных сил в контактах колеса с беговыми барабанами
- Исследование решения системы на единственность и однозначность
Введение к работе
Актуальность работы. При проектировании, производстве и эксплуатации любой колесной мобильной машины наиболее достоверной и всесторонней ее проверкой являются различного рода испытания. Однако натурные (полигонные) испытания не только достаточно длительны, но и часто зависят от различного рода случайных субъективных параметров (погодные условия, характеристики дорожного покрытия, выбор трассы, квалификация водителя и т.д.).
В России с ее разнообразием климатических условий наибольшее распространение получают стендовые испытания, обладающие рядом преимуществ: они позволяют ускорить процесс исследования и получать более достоверные результаты. Особенно незаменимы стендовые испытания в случаях, когда требуется исследование поведения машины (ее агрегатов и узлов) в каких-либо специфических или экстремальных условиях эксплуатации. Существенное преимущество стендовых испытаний проявляется при исследовании на надежность, где требуется многократное нагружение.
Широкое распространение при испытаниях колесных мобильных машин получили стенды с беговыми барабанами (роликовые стенды). Они используются в основном при оценке тягово-скоростных качеств машины и тормозных систем (силовые и инерционные роликовые стенды), а также при обкаточных испытаниях и позволяют имитировать нагрузочные режимы работы машины в реальных условиях эксплуатации.
Как правило, тормозные роликовые стенды представляют собой стационарные комплексы с внешними нагружающими устройствами (гидравлическими, электрическими и др.), являются сложными и дорогостоящими, а большие затраты мощности на испытания в таких стендах равны требуемой мощности в силовом контуре колесной мобильной машины. Большие капитальные затраты при строительстве таких стендов и высокие текущие расходы, обусловленные наличием внешних источников энергии, привели к появлению новых схем стендов, в которых нагружение испытуемого объекта осуществляется путем введения внутренних кинематических связей.
Исключение внешних нагружающих устройств за счет введения внутренних кинематических связей позволит упростить конструкции стендов, облегчить их монтаж и переналадку. Кроме того, использование внутренних кинематических связей в роликовых стендах значительно расширяет диапазон их использования, за счет возникновения замкнутых контуров с циркулирующей по ним мощностью. Например, роликовые стенды с кинематически связанными беговыми барабанами позволяют имитировать движение полноприводной машины с кинематическим рассогласованием ведущих осей, движение на повороте или косогоре.
Однако отсутствие методов проектирования таких стендов и расчета режимов нагружения объектов испытаний тормозит разработку и внедрение их конструкций. Поэтому исследование стендов с кинематически связанными беговыми барабанами и разработка методов их проектирования является актуальной научной задачей.
Цель работы: совершенствование стендов с беговыми барабанами путем применения кинематической связи, разработка методов их проектирования и определение оптимальных режимов нагружения объекта испытаний.
Указанная цель достигается решением следующих задач:
исследовать закономерности взаимодействия колес испытуемой мобильной машины с кинематически связанными беговыми барабанами;
установить зависимость между силовыми и кинематическими факторами в контакте колесо – беговые барабаны;
разработать математическую модель взаимодействия колеса с кинематически связанными беговыми барабанами;
выполнить анализ поведения системы колесо – беговые барабаны при различных параметрах связи;
разработать математическую модель совместной работы колёсной машины и стенда, учитывающую внутренние связи, накладываемые схемой стенда и трансмиссией машины;
определить оптимальные проектные значения передаточных отношений кинематической связи беговых барабанов в испытательных стендах различного назначения;
разработать различные схемы стендов с кинематически связанными беговыми барабанами, методы проектирования и практические рекомендации по их применению.
Объектом исследования является процесс взаимодействия колесной машины с роликовым стендом с кинематически связанными беговыми барабанами.
Предметом исследования являются силовые и кинематические закономерности взаимодействия колес мобильной машины с беговыми барабанами при различных параметрах кинематической связи.
Методы исследования: для решения поставленных задач в работе использовались методы теоретической механики, теории автомобиля и трактора, вычислительной математики, математической статистики, теории трения и методы программирования.
Научная новизна работы:
обоснована гипотеза о возможности нагружения систем и узлов колесной машины за счет внутренней кинематической связи между беговыми барабанами стенда;
разработана математическая модель взаимодействия колеса машины с двумя беговыми барабанами в стационарном режиме, отличающаяся наличием кинематической связи между ними;
разработана математическая модель взаимодействия колесной машины со стендом в стационарном режиме, отличающаяся наличием внутренних кинематических связей, накладываемых схемой стенда и трансмиссией машины;
установлены закономерности протекания потоков мощности при различных схемах стенда и параметрах связей, определены условия возникновения циркулирующей мощности в контуре колесная машина – стенд.
Практическая ценность:
предложен способ нагружения объекта в испытательных стендах, не требующих внешних источников энергии, позволяющий упростить их конструкции, облегчить монтаж, переналадку и обслуживание, снизить стоимость и расходы на проведение экспериментальных исследований и доводку колесной машины, её узлов и систем;
разработаны методики расчета, численной реализации и выбора параметров стенда, позволяющие сократить время и затраты на его проектирование, изготовление и эксплуатацию;
разработаны схемы стендов для различных видов испытаний и методики выбора параметров внутренних связей, составляющие основу испытательных систем колесных машин.
Апробация работы. Основные положения диссертации доложены и обсуждены:
на всероссийском открытом конкурсе научных студенческих работ в Московском автомобильно-дорожном институте 2002 – 2003 гг.;
на ежегодных научно–технических конференциях Южно-Уральского государственного университета в период 2003 – 2009 гг.;
на V Московском международном салоне инноваций и инвестиций 2005г. (серебряная медаль);
материалы по созданию стенда выставлены в ЦНТИ г.Челябинска.
Публикации. Основные положения диссертации опубликованы в 9 работах, в том числе 1 статья в изданиях, рекомендованных ВАК. По результатам работы получен патент РФ на изобретение и авторское свидетельство на полезную модель.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, библиографического списка, включающего 131 наименований, шести приложений. Работа содержит 137 страниц основного текста, 67 иллюстраций и 24 таблицы.
Преимущества и недостатки барабанных стендов
Барабанные (роликовые) стенды - это традиционное оборудование, лежащее в основе конструкции всех платформенных стендов. Однако, барабанные стенды более капиталоёмки и сложней по конструкции, чем платформенные. Но все это перекрывается теми преимуществами в функциональных возможностях, которые они имеют.
Например, при проверке тормозов платформенный стенд, безусловно, опережает роликовый по быстроте определения неисправности. Однако, барабанный стенд позволяет получить саму картину неисправности и характер дефекта так как здесь полностью исключается влияние антизаносных, противобуксовочных и других современных систем активной безопасности на работу пары «тормоз-колодка».
Определенные сложности наблюдаются и при испытании шипованных колес на платформенных стендах. Изготовители роликовых стендов, учитывая особенности рельефа протектора, начали выпуск барабанов со специальным противоизносным рифлением. В России наиболее известны роликовые стенды Новгородского завода «ГАРО».
Автомобильная фирма Mercedes на своих дилерских центрах устанавливают только роликовые стенды. А в некоторых зарубежных странах на пунктах технического осмотра использование платформенных стендов запрещено законом (используют исключительно роликовые).
Еще одно преимущество роликового стенда заключается в возможности сколь угодно долгого вращения колес в установившемся режиме. А необходимые регулировки выполняются, как правило, непосредственно на самом стенде (без дополнительной разборки).
К плюсам барабанного стенда можно отнести высокую повторяемость и достоверность результатов по серии тестов и соответствие российскому и международному стандартам.
Роликовые стенды позволяют оценить сопротивление качению колеса и проводить диагностику подклинивания. Кроме того, на барабане можно дополнительно «прогреть» тормоза и шины, что также позволяет более глубоко диагностировать их состояние.
Роликовые стенды позволяют проводить проверку тормозных систем, оценивать работоспособность амортизаторов, делать экспресс-диагностику развала-схождения колес.
Основным вопросом проектирования исследуемых стендов являются закономерности взаимодействия колеса с беговыми барабанами. Ис следованию колеса машины с грунтом посвящены труды: Антонова А.С., Вирабова Р.В., Жуковского Н.Е., Кацыгина В.В., Келдыша М.В., Кноро-за П.А., Позина Б.М., Трояновской И.П., Ульянова Н.А., Чудакова Е.А., Hahn W.D., Zong W.C. и других ученых.
Исследованием взаимодействия шины с опорной поверхностью ролика барабанного стенда занимаются: Бойко А.В., Кровец В.Н., Кудрявцев СМ., Осипов А.Г., Портнягин Е.М., Серов А.В., Федотов А.И., Цимбалин В.Б. и др. [31,102,122]. Результаты их исследований показывают, что изменение радиуса кривизны опорной поверхности приводит к уменьшению радиуса качения, однако отклонения не превышают 3%. Эллипсовидная форма пятна контакта пневматической шины, на недеформируемои поверхности дороги вытянуто в продольном направлении, в то время как на ролике барабанного стенда - в поперечном. Расхождения в площади контакта шины с дорогой и беговым барабаном зависят от размеров и числа контактных роликов. При контакте с двумя роликами погрешность значительно уменьшается, нежели при контакте с одним роликом (барабаном).
Таким образом, одним из недостатков барабанных стендов является то, что механика взаимодействия колеса с опорной поверхностью дороги значительно отличается от механики взаимодействия колеса с роликами барабанного стенда. Поэтому для распространения результатов испытаний машины на барабанных стендах применяют различные коэффициенты приведения. Однако, проведенные исследования по взаимодействию колеса с беговым барабаном недостаточны: нет закономерностей изменения тяговых усилий, определяющим во многом движение машины.
Еще одним из «минусов» этого вида стендов называют невозможность тестирования тормозов полноприводных автомобилей. Так как если не разъединить мосты (или не отключить межосевой дифференциал), автомобиль может спонтанно съехать с роликов, так как колеса обеих осей в заблокированном состоянии будут вращаться синхронно. Поэтому при диагностике тормозов полноприводных автомобилей предусматривается отключение одного из ведущих мостов или беговых барабанов под ним (свободное перекатывание роликов под колесами одного ведущего моста). Сегодня созданы роликовые стенды с изменяемой по длине колесной базой, что приводит к удорожанию стенда, но решает проблему тестирования полноприводных автомобилей.
Еще одно решение проблемы испытания полноприводных машин на роликовых стендах - это использование дополнительного кинематического рассогласования в скоростях вращения беговых барабанов под ведущими мостами. Для этой цели используют дополнительные внешние нагружающие устройства с независимым приводом к беговым барабанам обеих осей.
Однако этот метод приводит к значительному усложнению конструкции и ее удорожанию в 2-2,5 раза (цена поднимается до 30-40 тыс. евро). Наиболее простая схема стенда в этом направлении на основе использования реверсивного принципа, когда беговые барабаны с одной скоростью (до 5 км/час) вращаются в разные стороны. В этом случае сохраняется возможность использования единого внешнего источника с дополнительным редуктором (обеспечивающим реверс). Стоимость такого стенда достигает 19 тысяч евро.
Силовой анализ взаимодействия колеса транспортного средства и беговых барабанов
Такой подход позволяет сравнивать (при одинаковой величине износа) работоспособность шины при разном уровне буксования.
Не секрет, что повышенное буксование шины сопровождается ее интенсивным нагревом, что, несомненно, отражается на ее сцепных качествах, а также на упругости самой резины. Предлагаемый стенд позволяет проводить испытания, как на саму термостойкость, так и определять изменение свойств пневматической шины в режиме интенсивного буксования. Для подобного рода испытаний рекомендуется устанавливать передаточное отношение кинематической связи между беговыми барабанами более двух (і 2) или в отрицательной области (і 0).
Особый интерес вызывают испытания новых шин на прочность. Основным показателем прочности шины является максимальное усилие разрыва, которое определяют, как правило, на стационарных разрывных стендах. Между тем, использование для этих целей роликового стенда с замкнутым контуром расширяет возможности и позволяет испытывать шину на прочность в движении, т.е. условиях, наиболее приближенных к реальным условиям эксплуатации. Для такого вида испытаний необходимо, чтобы параметр внутренней связи (передаточное отношение) было отрицательным (і 0). В этом случае касательные силы в контактах направлены в разные стороны и участок шины АВ (см. рис. 5.1) испытывает растягивающую нагрузку, величина которой легко определяется посредством предложенной математической модели (глава 4). Роликовый стенд с кинематически связанными барабанами позволяет определять упругие и сцепные качества шин.
Экспериментальные исследования по зависимости касательных сил в контакте от величины буксования (глава 3) показали наличие линейной (упругой) зависимости ф(5) в области малых буксований (5 0,02), которые можно обеспечить при передаточном отношении стенда i 1,038.
Что касается сцепных качеств, то несмотря на существующие различия во взаимодействии колеса с дорогой и беговыми барабанами (в основном это касается размеров пятна контакта и нормальной эпюры давления), формирование касательных тяговых усилий в обоих случаях одинаково (подтверждено экспериментом - глава 3). Для определения сцепных свойств шины необходимо обеспечить полное скольжение шины (8 0,25), достигаемое при передаточном отношении i 1,342. Использование на беговых барабанах различных видов покрытий (с разными сцепными качествами) позволит в будущем имитировать взаимодействие пневматического колеса с разными типами грунтов.
Стенд позволяет определить основные характеристики шины во всех режимах её движения (ведомом, ведущем или тормозном). Для ведомого режима (обкатка шины) передаточное отношение стенде делают равным единице (i=1) или связь между беговыми барабанами удаляется (открытый контур). Ведущее колесо испытыва-ется при любом (в зависимости от требуемой величины буксования) положительном передаточном отношении. Для испытания шины в тормозном режиме ее ставят на место одного из беговых барабанов. Кроме того, одновременно можно испытывать три шины в разных режимах движения. Например, шина установленная на место 1 (рис.5.1) будет двигаться в ведущем режиме, на место 2 - в тормозном, а на место 3 - в зоне упругого взаимодействия. Главным достоинством роликового стенда с замкнутым контуром является простота его конструкции, монтажа и эксплуатации при сохранении и расширении основных функциональных возможностей барабанных стендов.
Тормозная часть стенда состоит из двух беговых барабанов 2 и 3. Беговые барабаны кинематически жестко связаны между собой передачей 4 с ведущими и ведомыми звеньями 6 и 7, к примеру, это может быть цепная, зубчатая, гидравлическая или иная передача. Барабаны устанавливаются на раму 5 стенда. Ведущее колесо 1 испытуемой транспортного средства устанавливается на барабаны и приводится во вращение от двигателя испытываемого машины.
В зависимости от вида испытаний выбирают необходимое значение передаточного отношения кинематической связи 4. При обычных обкаточных испытаниях передаточное отношение равно единице (і=1). В этом случае барабаны представляют собой обычное двух опорное устройство (глава 1).
Подсоединение к беговым барабанам каких-либо тормозных устройств позволит проводить тормозные испытания. Таким образом, этот частный режим представляет собой один из видов существующих силовых роликовых стендов.
Теперь рассмотрим дополнительные возможности, которыми обладает стенд с замкнутым контуром - введение жесткой кинематической связи 4 с передаточным отношением не равным единице. В случае передаточного отношения і 2 дополнительно нагружается двигатель и система валопровода. Однако, в этом случае необходимо учитывать наличие больших буксований в контактах колеса с барабанами, следовательно, большой нагрев и износ шин. Этот факт является основным недостатком такой схемы.
Расчет касательных сил в контактах колеса с беговыми барабанами
Вначале вращающий момент с одного барабана на другой передается по редуктору левым потоком через зубчатые колеса находящиеся в зацеплении с одним передаточным числом, отличным от единицы. Как только неполные зубчатые колеса левого потока выйдут из зацепления, в работу вступают неполные зубчатые колеса правого потока и, вращающий момент начинает передаваться с другим передаточным числом, также отличным (или равным) от единицы. Если зубчатые колеса нарезаются на половине делительной окружности, то их надо устанавливать на валу со смещением в 180 относительно нарезанной части (рис. 5.16). Тогда период нагружающего момента будет соответствовать полному обороту зубчатого колеса. При другом способе нарезания неполных зубчатых колес (например, через 90) можно получить иной характер нагрузки.
Для обеспечения плавности вращения зубчатые колеса рекомендуется выполнять косозубыми, а угол сектора нарезания вычислять по формуле:
Таким образом, передаточное отношение жесткой кинематической связи между беговыми барабанами периодически меняется по «пилообразному» закону и на испытуемом колесе создается переменный момент сопротивления вращению. Изменение угловой скорости вращения беговых барабанов происходит мгновенно.
Предлагаемый стенд позволяет проводить испытания системы валопровода колесного транспортного средства в стационарных условиях, обеспечивая сопротивление вращению, максимально приближенное к сопротивлению в реальных дорожных условиях. При этом исключается использование комплексных испытательных трасс, сокращая и удешевляя процесс испытания транспортных средств. На-гружение системы валопровода достигается за счет мощности двигателя испытываемого объекта, вплоть до полного её исчерпания.
Таким образом, стенд (рис. 5.14 - 5.16) позволяет испытывать систему валопровода колесной машины нагружающим моментом, ограниченным сцеплением колеса с беговыми барабанами и мощностью двигателя. Стенд не требует дополнительных энергозатрат - машина сама создает нагрузки в системе валопровода за счет своего двигателя.
Недостатком данной схемы стенда можно считать возможность возникновения ударных нагрузок в момент переключения с одной зубчатой пары на другую. Однако, данный вопрос требует дополнительных исследований и в настоящей диссертационной работе не рассмотрен.
Еще одним недостатком является установившийся закон нагруже-ния, так как изменение нагружающего момента возможно лишь путем замены зубчатых колес в редукторе. Устранение этого недостатка возможно путем замены редуктора на гидравлическую передачу, включающую гидромоторы и насосы. При таком исполнении появится возможность изменять передаточное отношение поворотом регулировочной шайбы прямо на ходу без остановки процесса испытания.
При езде по неровному грунту несущая система колесной машины подвергается вибрационным нагрузкам, что вызывает накопления усталостных повреждений в основных деталях рамы, подвески и ходовой части.
Имитация вибрационных нагрузок может быть реализована путем применения коленчатого вала в соединении беговых барабанов (рис. 5.17). Данная схема стенда оснащена дополнительной передачей 8 (мультипликатором), установленной на коленчатом валу 10 и зафиксированной относительно рамы стенда 5 двумя реактивными тягами 9. Вместе с тем передача 8 может совершать колебательные движения одновременно с валом 10. Она предназначена для генерирования колебаний заданной частоты и ее передаточное отношение зависит от целей испытаний.
Все предложенные в этой главе схемы роликовых стендов с замкнутым контуром, позволяющие комплексно нагружать узлы колесной машины, обладают новизной на уровне изобретений, где нагружение происходит за счет кинематического рассогласования беговых барабанов (кинематическая связь стенда) и замыкания между собой колёс испытуемого объекта (связь, обеспечиваемая машиной). Нагрузка создается без использования внешних источников энергии, а целиком за счет собственной силовой установки (двигателя) испытуемой машины.
Использование предлагаемого способа нагружения наиболее рационально при ресурсных испытаниях шин и узлов трансмиссии колесной машины, так как одним из характерных свойств создаваемых стендов является работа в установившемся режиме (без переключений на ходу). Вместе с этим возможны некоторые виды диагностических испытаний различных систем, узлов и агрегатов колесных транспортных средств. В главе предложены различные схемы стендов для: - испытания шин на износ, термостойкость, прочность и др.; - нагрузочных испытаний двигателя и трансмиссии колесной машины в режимах наиболее приближенных к реальным условиям эксплуатации; - ускоренных испытаний узлов трансмиссии при имитации режимов поворота или движения по косогору; - испытаний систем валопровода при создании переменного момента сопротивления; - имитации вибрационных нагрузок и неровностей грунта; - диагностирования испытуемых систем колесной машины (при оснащении стенда соответствующим измерительным комплексом). В зависимости от вида испытаний выбраны параметры внутренней кинематической связи.
Исследование решения системы на единственность и однозначность
Разработана схема стенда с кинематически связанными беговыми барабанами, основанная на создании замкнутого силового контура за счет кинематического рассогласования их частот вращения. Этот способ нагружения позволяет испытывать полноприводные колесные машины без использования внешних нагружающих устройств за счет введения кинематической связи между беговыми барабанами а) стенд позволяет осуществлять одновременное комплексное нагружение в едином замкнутом контуре всей колесной машины; б) новизна разработанного способа нагружения и реализующего его испытательного стенда с беговыми барабанами подтверждена авторским свидетельством (№20679) и патентом РФ (№2267109). 2. Экспериментально определена зависимость удельного тягового усилия от буксования ф(5) в контакте колеса с беговыми барабанами. Доказано, что характер этой зависимости ф(5) аналогичен зависимости возникающей в контакте колеса с дорогой и отражает упругие свойства шины (линейная зависимость), эффект ее «срыва» Фтах и полное скольжение ф-»фд. Установлено, что эмпирическая формула кососимметрической функции, адекватно описывает эту зависимость ф(5) во всем диапазоне буксований (5 0)июза(5 0). 3. Разработана математическая модель движения колеса и двух беговых барабанов (малый контур) в стационарном режиме, представляющая собой систему уравнений силового равновесия и кинематической связи беговых барабанов. Адекватность модели составляет: по силовым параметрам (крутящий момент) не более 3,08%, по кинематическим (буксование) - 5,6%. Буксования в контактах, силы, скорости скольжения и потоки мощности однозначно определяются передаточным отношением внутренней кинематической связи. Для всех положительных значений параметра (i 0) выполняется достаточное условие единственности решения системы уравнений. 4. Разработана математическая модель движения колесной машины с двумя ведущими осями и стенда (большой контур) в стационарном режиме, которая представляет собой систему уравнений равновесия и уравнений кинематических связей. Решение системы зависит от параметров кинематических связей большого и малого контуров (і,іп,і3). Исследование возможных решений показали нарушение условий единственности и однозначности режимов нагружения при одновременном выполнении условий: і = -1, іп=і3. 5. Рассчитаны оптимальные значения передаточного отношения кинематической связи беговых барабанов, обеспечивающие на роликовом стенде нового типа при комплексных безразборных испытаниях колесной машины: а) максимальную нагружающую мощность циркуляции в замкнутом контуре (іопт= 1,074); б) минимальные затраты мощности на проведение испытаний (і0= 1.036); в) область упругого взаимодействия колес с их минимальным износом (1 і 1,074). 6. При положительном передаточном отношении возникающие в контактах с барабанами касательные силы направлены в противоположные стороны. В одном из контактов имеет место буксование 8 0, в другом - юз (5 0). В диапазоне передаточных отношений 1 і 2 (0,5 і 1) в замкнутых контурах (колесо - беговые барабаны, или колесная машина - стенд) наблюдается явление циркуляции мощности. При отрицательных передаточных отношениях возникающие в контактах с барабанами касательные силы сонаправлены, в обоих контактах имеется буксование, контур не замкнут, циркуляция мощности отсутствует. Максимум циркулирующей мощности в контуре наблюдается при іопт=1,074. Максимальное отношение циркулирующей мощности к подводимой равно 11. Упругая область отмечается в диапазоне передаточных 7. Разработаны практические рекомендации по выбору схем и параметров стендов для различных видов испытаний: - шин на износ идентично реальным условиям эксплуатации (5 = 2...5% при і = 1,04... 1,09; 5 = 25% при і = 1,342) или ускоренные износные испытания (для 8 = 50% при і = 2); - диагностических, при оснащении измерительным комплексом, для определения упругих (5 0,02 при і 1,074) и сцепных (5 0,25 при і 1,342) свойств шины в любом режиме движения колеса (ведомом, ведущем или тормозном); - обкаточных (при і=1) и тормозных (наличие внешнего тормоза) испытания колесной машины; - трансмиссии полноприводной колесной машины в режиме циркуляции мощности (1 і 2); узлов трансмиссии (дифференциал, система валопровода, распределительная коробка передач и др.) с имитацией режимов поворота и движения по косогору; - с созданием переменного момента сопротивления, вибрационных нагрузок имитирующих неровности грунта. 8. Применение при создании новой колесной мобильной техники разработанных роликовых стендов нового типа позволяет в 11 раз снизить затраты мощности на проведение стендовых испытаний, а также упростить конструкцию и снизить стоимость стендов с беговыми барабанами за счет исключения сложных и энергоемких внешних нагружающих устройств.
