Кроме отмеченного недостатка, механические тормоза имеют малую энергоемкость и не удовлетворяют санитарным требованиям (во врем работы от них летят брызги воды и масла).

Гидравлический тормоз. Принцип действия гидравлического тормоза основан на использовании силы сопротивления движению твердого тела в жидкости. Гидравлические тормоза получили довольно широкое распространение в практике стендовых испытаний автомобильных двигателей вследствие относительной простоты их конструкции и обслуживания и большой энергоемкости. Поглощаемая в гидротормозах энергия превращается в тепловую, т. е. идет на нагрев жидкости. В зависимости от конструкции различают дисковые, штифтовые, лопастные и др. типы гидравлических тормозов .

Индуктивный тормоз. Тормоза этого типа известны так же под названием индукционных или электромагнитных.

Мощность испытываемого двигателя расходуется в них на образование вихревых токов, возникающих в магнитопроводе в случае периодического намагничивания его и размагничивания. Поскольку вихревые токи нагревают тормоз пропорционально поглощаемой мощности испытуемого двигателя, возникает необходимость отвода тепла по аналогии с гидравлическими тормозами. Чтобы облегчить эту задачу, ротор делают магнитным, а статор – электромагнитным.

В индукторном тормозе происходит двойное преобразование энергии: подводимая к его ротору механическая энергия превращается сначала в электрическую, а затем в тепловую. Для обеспечения отвода тепла индукторные тормоза имеют систему охлаждения. Тормозное усилие в индукторном тормозе регулируется путем изменения величины тока возбуждения. Индукторные тормоза просты по конструкции, компактны, имеют высокую энергоемкость, могут быть автоматизированы.

Недостатками индукторных тормозов являются принципиальная невозможность использования поглощаемой тормозов энергии и невозможность использования их для проворачивания коленчатого вала двигателя. Второй недостаток может быть устранен, но это связано с возникновением определенных технологических трудностей.

Электрический тормоз. Тормоза этого типа представляют собой электрические машины в балансирном исполнении, вал которых соединяют с валом испытуемого двигателя. В настоящее время широкое распространение получили тормоза как постоянного тока, так переменного.

Механическая энергия двигателя в таких тормозах превращается в электрическую и может быть вновь использована. Благодаря этим свойствам электрические тормоза выгодно отличаются от других тормозных устройств. Кроме того, электрические тормоза позволяют прокручивать вал испытуемого двигателя, проводить холодную обкатку его после сборки, запускать двигатель без использования стартера. Так же к достоинствам электротормозов следует отнести возможность плавного бесступенчатого регулирования в широком диапазоне нагрузки и числа оборотов и возможность дистанционного управления, что позволяет автоматизировать процесс управления таким тормозом.

На данном стенде для испытания двигателей легковых автомобилей в качестве тормоза предлагается использовать электротормоз переменного тока. Такой выбор обусловлен рядом бесспорных преимуществ перед другими типами тормозов. Например, для такого унифицированного тормоза единственным ограничением, возможно, станет удаленность его расположения от ближайшей «розетки».

Тормоза переменного тока – это асинхронные или синхронные электрические машины, регулируемые с помощью реостатов и различных машинных преобразователей. Замер тормозной мощности ведется по величине крутящего момента, передаваемого от ротора к статору. Регулирование тормоза, основано на применении частотных преобразователей и электоромагнитных муфт скольжения, что обеспечивает безупречную плавность и нужные пределы изменения режимов.

Электротормоз переменного тока состоит из следующих основных узлов:

- асинхронной балансирной машины трехфазного переменного тока с фазовой обмоткой ротора;

- регулировочной муфты скольжения;

- весового устройства;

- пусковой электроаппаратуры.

На рис. 21 представлена схема асинхронной электрической балансирной тормозной установки.

Рис. 21. Схема асинхронной электрической балансирной тормозной установки.

Вал ротора 8 (рис. 21) вращается в подшипниках 7, расположенных в корпусе 6 статора. Корпус статора подвешен на подшипниковых опорах 3, размещенных в стойках 4, установленных в раме тормоза. Магнитная система асинхронной машины состоит из двух сердечников: наружного (статор), имеющего форму полого цилиндра, и вращающего внутреннего (ротор). На внутренней стороне статора в пазах уложена трех-фазная обмотка 9, соединенная через рубильник 10 с внешней цепью 11. Обмотка ротора трех-фазная, соединенная звездой, свободные концы этой обмотки подведены к пальцам 1 на валу ротора. По пальцам скользят щетки 2, через которые обмотка ротора соединена с регулировочной муфтой скольжения 5, предназначенной для регулирования частоты вращения при работе установки в двигательном режиме, а так же в тормозном режиме при снятии характеристик двигателя. Момент на валу испытуемого двигателя на данном лабораторном стенде определяется электрическим динамометром с помощью индукционного датчика.

Основой данного датчика является постоянный магнит. Тарировку динамометра с индукционным датчиком целесообразно проводить в рабочих условиях.

Устройство для соединения двигателя с тормозом. В качестве соединительного вала, передающего крутящий момент от двигателя к тормозу, на данном лабораторном стенде применяется короткий двухшарнирный карданный вал, который закрывается для безопасности защитным кожухом.

Устройство для охлаждения двигателя. Система охлаждения двигателя на испытательном стенде, выполняется с использованием смесительного бака. Охлаждение двигателя осуществляется водой, подогретой до температуры, соответствующей нормальному тепловому режиму работы двигателя. Схема работы смесительного бака системы охлаждения двигателя представлена на рис. 22.

Рис. 22. Смесительный бак системы охлаждения двигателя.

Для охлаждения воды, поступающей из двигателя в смесительный бак 1 добавляется холодная вода из водопроводной сети. для того, чтобы избежать переполнения бака водой, на определенном уровне в баке устанавливается переливная труба 2. по которой избыток воды отводится в канализацию.

В качестве другого варианта для охлаждения двигателя предлагается использовать унифицированный радиатор.

Устройство для отвода отработавших газов. К выпускному коллектору двигателя присоединяется отводная труба. К трубопроводу, отводящему отработавшие газы, предъявляются следующие требования: