Тормозные стенды предназначаются для поглощения развиваемой двигателем мощности. Тормозные стенды, в зависимости от способа создания тормозного момента на коленчатом валу, подразделяются на:
1) – механические;
2) – воздушные;
3) – гидравлические;
4) – индукторные;
5) – электрические;
6) – комбинированные.
Широкое распространение получили электрические тормозные установки, ввиду того, что электрические машины обратимы и могут использоваться не только в генераторном, но и в двигательном режимах. При работе в режиме двигателя осуществляется пуск двигателя, холодная обкатка, а также определение мощности механических потерь.
Работа в генераторном режиме осуществляет превращение механической энергии в электрическую, при этом в сеть отдаётся до 75% энергии. Электрические тормоза дают возможность осуществлять плавную регулировку частоты вращения и нагрузки.
Схема электрического тормозного стенда представлена на [рис. 1]. Статор (2) электродвигателя подвешен (шарнирно) на паре стоек (3) и опирается на весовое устройство (5) через специальный рычаг (4).
Рис. 1. Схема тормозного стенда.
1) – Шарикоподшипник;
2) – Статор;
3) – Стойка;
4) – Рычаг;
5) – Весовое устройство.
Ввиду того, что у основной массы тормозов длина плеча (l) равна 0,716 м, то эффективная мощность двигателя рассчитывается по формуле:
Ne=Pn/(1,36•103),
где P – тяговое усилие, которое определятся по показаниям весов (кгс); n – частота вращения (об/мин).
Для определения тормозных качеств стендов служит механическая мощность, которая поглощается тормозом (в зависимости от частоты вращения). Характеристика электрического тормоза представлена на [рис. 2]. Площадью O+B+C+D определяется диапазон скоростных, а также нагрузочных режимов, в которых развиваемая двигателем эффективная мощность поглощается торможением.
Рис. 2. Характеристика электрического тормоза.
С увеличением частоты вращения (при полном возбуждении) тормозная мощность электрического тормоза возрастает по квадратичной зависимости Nm=An2. Нагрев обмоток якоря ограничивает дальнейшее увеличение тормозной мощности (точка B). Вследствие этого рост частоты вращения тормоза возможен при постоянной мощности (линия BC) и снижении крутящего момента. Из условия прочности обмоток якоря выбирается частота вращения, которая соответствует точке (C). Тормозная мощность при отсутствии тока возбуждения характеризуется линией (OD).
Пригодность тормозной установки для проведений испытаний определяется из условия, когда скоростные и нагрузочные режимы двигателя укладываются в характеристике тормоза – кривая мощность (mln) регулярной характеристики.
Приборы для проведения испытаний двигателей. Частота вращения измеряется посредством тахометров. Тахометры, в зависимости от принципа работы, подразделяются на:
1) – центробежные;
2) – электрические;
3) – электронные.
Электронные и электрические тахометры обеспечивают высокую точность (порядка 0,2-0,5%) измерения, позволяют проводить измерение частоты вращения на расстоянии и прочее.
При испытании двигателей расход топлива измеряется по массе (с помощью весов) либо посредством специальных автоматизированных систем.
Суть техники измерений по массе заключается в определении времени расхода определённого объёма топлива. Часовой расход топлива рассчитывается из выражения:
Gт=(3,6Δg)/τ
где Δg – масса объёма топлива, израсходованного за опыт (г); τ – время опыта (с).
Замер времени выполняется секундомером (точность до 0,2 с). Температура масла, воды, отработавших газов, окружающего воздуха определяется посредством термометров либо электрических термопар.