Нагрузочные и тормозные стенды на постах диагностики — основное и наиболее дорогостоящее оборудование, вокруг которого комплектуют приборы и аппаратуру, как правило, легкосъемного или переносного характера. Нагрузочные и тормозные стенды имеют два основных устройства: опорное (движущий орган) и нагрузочное.

Стенды в зависимости от типа движущегося органа разделяются на три типа: барабанные (роликовые) универсального назначения; ленточные универсального назначения; площадочные только диагностирование тормозов. В свою очередь, барабанные (роликовые) стенды могут быть: однобарабанные (для каждого колеса автомобиля) с диаметром барабана до 3 м и двухбарабанные с диаметром барабана (ролика) не менее 160 мм. Ленточные стенды, как правило, устраиваются четырехсекционными — по одной секции под каждое колесо автомобиля. Площадочные стенды — двух-или четырехплощадочные.

В зависимости от типа нагрузочного устройства стенды могут быть: с электрическим тормозом, гидравлическим, механическим и инерционные.

Наибольшее распространение в СССР получили стенды двухбарабанные с электрическим или гидравлическим тормозами. Основа стендов такого типа — беговые барабаны или ролики. Диаметр роликов стенда должен быть не меньше 0,4 диаметра колеса автомобиля.

Чтобы создать нормальные условия сцеплений шин колес автомобиля с роликами, на рабочей поверхности ролика наносится рисунок (рифление) или же их покрывают бетоном, базальтом, резиной. Один из роликов (как правило, задний по ходу автомобиля) делается тормозным (нагрузочным), а второй передний — поддерживающим.

Для того чтобы можно было менять нагрузку на двигатель автомобиля и его агрегаты при определении мощности, развиваемой двигателем, расхода топлива, беговые барабаны снабжают нагрузочным устройством.

Наиболее распространены электрические и гидравлические нагрузочные устройства. Гораздо реже применяют механические колодочные или ленточные тормоза из-за их малой стабильности (показания сильно зависят от влажности воздуха, температуры тормозного барабана и колодок, от степени загрязненности рабочих поверхностей).

Гидравлический тормоз дает устойчивые показания и возможность съема больших мощностей при относительно малых габаритах. Поглощение мощности в гидротормозе происходит за счет гидродинамической работы на перемещение воды и трение вращающегося ротора о жидкость. Как ротор, так и статор (с внутренней стороны) обычно снабжаются ребрами с отверстиями, что создает сильное завихрение жидкости и увеличивает сопротивление тормоза. При вращении ротора тормоза жидкость передает полученную энергию на неподвижные стенки балансирно подвешенного статора и стремится увлечь его за собой.

При этом создается крутящий момент, измеряемый рычажным устройством; изменение нагрузки создается величиной затопления статора водой.

При своей относительной дешевизне и надежности гидравлические тормоза имеют два существенных недостатка: невозможность обеспечить неустановившиеся режимы «движения» автомобиля; невозможность использования гидротормоза для прокручивания вала двигателя (режим принудительного холостого хода).

Электрические тормоза отличаются удобством управления, устойчивостью режима работы при торможении, легкостью и плавностью перехода с одного режима работы на другой. Наиболее совершенная система управления электроприводом состоит из двигателя-генератора постоянного тока и управляемого двигателя постоянного тока.

Для электродвигателя характерна обратимость, поэтому электрическое нагрузочное устройство может работать как тормоз (поглотитель энергии) и как силовой агрегат для прокручивания колес диагностируемого автомобиля. Кроме того, электропривод легко поддается автоматизации, что весьма важно для перспективного развития диагностики.

Инерционное устройство обычно состоит из маховика или сменных дисков, редуктора и соединительных муфт на оси одного из роликов.

Несмотря на широкое применение роликовых стендов, они об-ладают существенными недостатками. При установке колеса с эластичной шиной на барабаны или ролики происходит ее деформа-дня, не соответствующая той, которая наблюдается на плоской поверхности дороги.

Очевидно, что чем больше диаметр барабана, тем меньше кривизна его рабочей поверхности и тем меньше искажение деформации шины и формы отпечатка по сравнению с движением на плоскости. Поэтому там, где нужна большая точность, стремятся увеличивать диаметр барабана.

Однако диагностические стенды изготовляются двухроликовыми,получая:
1) уменьшение площади контакта шины с опорной поверхностью и разделение ее на два самостоятельных участка;
2) увеличение удельных давлений на 30—35%;
3) увеличение сопротивления качению из-за резкого возрастания так называемых гистерезисных потерь в шине и увеличения потерь на частичное проскальзывание шины;
4) увеличение нагрева шины при больших скоростях «движения» автомобиля.

Допустимые длительные скорости — порядка 15—20 км/ч; скорость 60 км/ч допустима только в течение не более 1 мин.

Стремление исключить перечисленные недостатки барабанных (роликовых) стендов привело к созданию ленточного стенда для диагностирования легковых автомобилей. Стенд имеет четыре секции. Каждая секция состоит из двух обрезиненных барабанов диаметром около 0,6 м, установленных на расстоянии до 2,4 м. На барабаны надета бесконечная резинотканевая лента. В каждой секции имеется натяжное устройство и опорная площадка колеса. Задние (ведущие) секции стендов связаны между собою блокирующим устройством (шлицевые муфты), а с ведомыми секциями — цепной передачей.

Все три разобщающие муфты приводятся в действие быстродействующими электромагнитами. Нагрузочное устройство стенда — инерционное.

Новгородским опытно-экспериментальным заводом «Автоспецоборудование» выпускается стенд модели К409М, снабженный гидравлическим тормозом. Стенд предназначен для проверки тяговых показателей автомобиля и потерь его в трансмиссии. При укомплектовании стенда расходомером можно определять и топливно-экономические показатели автомобиля. Стенд состоит из опорного устройства, гидравлического тормоза и пульта управления. Для обдува радиатора двигателя автомобиля во время испытаний стенд снабжен вентилятором. Отработавшие газы отводятся вытяжным устройством.

Опорное устройство стенда предназначено для размещения ведущих колес автомобиля и представляет собой раму, на которой в подшипниках установлены две пары металлических роликов диаметром 235 мм. Передние (по ходу автомобиля) ролики рабочие (нагрузочные) и соединены между собой втулочно-пальцевой муфтой. Вал гидротормоза муфтой соединен с рабочим роликом. С противоположной стороны на гидротормозе установлен тахогенератор для измерения скорости вращения роликов стенда.

Рис. 1. Тяговый стенд модели К-409М:
1 — опорное устройство; 2 — пульт управления; 3 — вентилятор

На раме смонтировано подъемное устройство, состоящее из двух пневмоцилиндров и подъемной площадки с жестко закрепленными двумя чугунными тормозными колодками. Под действием пневмоцилиндров площадка поднимается, тормозные колодки прижимаются к поверхностям роликов и блокируют их. Каждая тормозная колодка одновременно блокирует два ролика.

В центральной части опорного устройства, под роликами, установлен бак с водой для питания гидротормоза, снабженный электронасосом и дросселем, регулирующим загрузку гидравлического тормоза водой.

Тормозной момент на ведущих колесах создается гидротормозом штыревого типа. Для фиксации реактивного момента гидротормоза последний снабжен датчиком давления электрического типа.

Пульт управления состоит из корпуса, панели приборов, блока питания, панели измерительных цепей и дистанционного пульта управления. На панели приборов установлены указатели тяговой силы и скорости, секундомер, световое табло и сигнальные лампы. Кроме того, на пульте расположены все органы управления стен-дом.

Испытание автомобиля на стенде проводится при прогретых до нормального теплового состояния двигателе и трансмиссии. Автомобиль проверяют в такой последовательности: трансмиссия — угол опережения зажигания — тяговая сила на ведущих колесах — время разгона.

Для определения технического состояния трансмиссии по выбегу автомобиль разгоняют до скорости 80 км/ч и после выключения передачи пускают его накатом. Время выбега, определяемое по секундомеру, характеризует величину потерь на трение в механизмах силовой передачи, ходовой части и тормозов. Угол опережения зажигания регулируют для получения максимально возможного значения тяговой силы, которую определяют на прямой передаче при полном открытии дроссельной заслонки на заданной скорости. Необходимая нагрузка создается гидротормозом.

Для определения тяговой силы на ведущих колесах автомобиль разгоняют на прямой передаче до выбранной скорости. Постепенно увеличивая нагрузку, плавным открытием дроссельной заслонки поддерживают заданную скорость.

При полностью открытой дроссельной заслонке и фиксированном положении стрелки указателя скорости снимают показания с указателя силы.

Испытания проводят 3 раза и за истинное значение принимают среднеарифметические данные всех замеров.

Время разгона определяют на прямой передаче в интервале скоростей от 60 до 100 км/ч при резком открытии дроссельной заслонки и фиксируют по секундомеру пульта управления.

Стенд диагностики автомобилей модели СТК 2М, разработанный ГосавтотрансНИИпроектом, предназначен для определения технического состояния трансмиссии, тяговых качеств двигателя, регулировки систем питания и зажигания грузовых автомобилей ГАЗ, ЗИЛ, КАЗ и автобусов.

С помощью этого стенда можно определить: тяговое усилие на ведущих колесах автомобиля; мощность, затрачиваемую на перекатывание колес и прокручивание трансмиссии; потерн мощности на компрессирование двигателя; максимальную скорость автомобиля; правильность установки угла опережения зажигания и расход топлива при определенной скорости и нагрузке.

Стенд состоит из рамы, на которой установлены четыре беговых барабана. Два из них приводные и соединены между собой упругой муфтой, а два поддерживающие. Барабаны изготовлены из стальной трубы диаметром 318 мм. Для обеспечения устойчивого положения автомобиля во время испытаний расстояние между барабанами принято равным 540 мм.

Между барабанами установлен подъемник, облегчающий въезд автомобиля на стенд и выезд с него.

Для прокручивания ведущих колес автомобиля и создания нагрузки на двигатель стенд снабжен асинхронным электродвигателем мощностью 55 кВт, корпус которого шарнирно подвешен на специальных стойках.

Электродвигатель может работать в двигательном и генераторном режимах. В двигательном режиме электромашина используется для прокручивания ведущих колес автомобиля. При создании нагрузки на двигатель автомобиля электромашина работает в генераторном режиме с отдачей электроэнергии в сеть как только ее ротору через барабаны стенда сообщается частота вращения выше синхронной.

Величину нагрузки и скорость вращения вала ротора регулируют жидкостным реостатом. Для измерения тягового усилия на ведущих колесах и мощности при испытаниях двигателя и прокручивания трансмиссии автомобиля стенд снабжен маятниковым динамометром.

Все контрольно-измерительные приборы, аппаратура управления и сигнализации установлены на пульте управления.

Дистанционная передача команд оператора водителю осуществляется посредством табло, представляющим собой металлический корпус, передняя стенка которого закрыта матовым стеклом с нанесенными на нем восемью командами.

При включении на пульте управления соответствующего тумблера в одной из ячеек табло загорается лампа и высвечивается требуемая команда.

Для отсоса отработавших газов стенд снабжен заборником, соединенным с вентиляционным каналом.

Трансмиссию проверяют по величине потерь, затрачиваемых на ее прокручивание. При нормальном техническом состоянии трансмиссии показания динамометра должны быть в пределах 67—105, 100—135, 90—160, 90—135 кгс для автомобилей соответственно ГАЗ-51 А, ГАЗ-53, ЗИЛ-164А и ЗИЛ-130. Испытания проводятся при скорости движения автомобиля на стенде 43 км/ч.

Во время испытаний трансмиссии на слух оценивается уровень шума в коробке передач и заднем мосту. Большие потери в трансмиссии могут возникнуть из-за увеличения трения в подшипниках, нарушения регулировки главной передачи или тормозной системы.

Техническое состояние двигателя автомобиля проверяют по величине мощности, развиваемой на его колесах.при скорости 60 км/ч на прямой передаче. Пониженная величина компрессии и недостаточная мощность на ведущих колесах автомобиля указывают на плохое техническое состояние двигателя или на необходимость регулировки систем зажигания и питания. Угол опережения зажигания регулируют до величины, обеспечивающей прирост мощности двигателя при полном открытии дросселя и скорости 60 км/ч. Карбюратор регулируют на различных оборотах коленчатого вала по величине мощности двигателя и содержанию СО в отработавших газах, определяемых газоанализатором.