Способ диагностики управляющих устройств и систем автотранспортных средств

 

Изобретение относится к способам испытаний машин, а именно к способам испытаний тормозов и подвески транспортных средств. Способ диагностики управляющих устройств автотранспортных средств заключается в том, что колеса автотранспортного средства сначала раскручивают, а затем осуществляют их торможение с помощью тормозной системы автомобиля. При этом проводят измерение параметров торможения и затем сравнивают их с эталонными значениями и по отклонению от эталонных значений судят о техническом состоянии тормозной системы. При этом дополнительно осуществляют нагружение колеса колебательной нагрузкой, измеряют параметры колебаний, а измерение параметров торможения проводят без нагружения и при нагружении колеса колебательной нагрузкой, и по разнице значений измеряемых параметров торможения без нагружения и с нагружением колебательной нагрузкой судят о техническом состоянии гасящих устройств подвески автотранспортного средства, а также по параметрам колебаний и торможения судят о работоспособности антиблокировочной системы тормозов и системы управления подвеской автомобиля. Технический результат - расширение функциональных возможностей. 2 ил.

Изобретение относится к испытательной технике, а точнее к оборудованию для испытания тормозных систем и систем подрессоривания автотранспортных средств.

Аналогом предлагаемому способу является способ, реализованный на роликовом стенде для испытаний тормозов автотранспортных средств. В соответствии с этим способом колеса автомобиля раскручиваются и затем затормаживаются, при этом выполняется измерение тормозной силы. Для повышения точности метода силу, создающую нагрузку, прикладывают под углом к вертикали в направлении движения автомобиля (см. а.с. СССР N 1620863 A1, G 01 М 17/00). Недостатками данного способа являются его ограниченные функциональные возможности, так как осуществляется диагностика только тормозов, и то, что работа тормозов, а также антиблокировочной системы тормозов автомобиля проверяются в условиях, не соответствующих реальным.

Наиболее близким к предлагаемому способу является принятый в качестве прототипа способ диагностики, реализуемый на роликовом стенде для испытаний тормозов автотранспортных средств. При этом способе диагностика автотранспортных средств осуществляется на роликовом стенде аналогично ранее рассмотренному способу, т. е. колеса автомобиля раскручивают с помощью роликов стенда, а затем выполняют торможение, измеряя тормозную силу и силу нажатия на педаль. Далее полученные результаты сравнивают с нормативными данными и делают вывод о техническом состоянии тормозной системы. Данный роликовый стенд выполнен в виде двух пар роликов, соединенных цепными передачами. Каждая пара роликов имеет автономный привод от соединенного с ним жестким валом электродвигателя мощностью 4-13 кВт со встроенным редуктором (мотор-редуктором). Для обеспечения компактности конструкции и удобства монтажа блоки роликов установлены в общей раме. Стенд также снабжен датчиком усилия на тормозной педали и обеспечивает возможность определения максимальной тормозной силы и времени срабатывания тормозного привода (см. Кузнецов Е.С., "Техническая эксплуатация автомобилей", издательство "Транспорт", 1991 год, стр. 145). Недостатки данного способа заключаются в его ограниченных функциональных возможностях, т.к. проверяется только тормозная система, и в том, что испытание тормозов автотранспортного средства на стенде не дает объективной оценки торможения на дороге с реальным микропрофилем, возбуждающим вибрации и колебательные процессы в подвеске. Колебательные процессы и вибрации влияют на процесс торможения, особенно такое влияние заметно на автомобилях с антиблокировочной системой тормозов. Это вызвано тем, что при плохом состоянии гасящих устройств и/или систем управления ими и подвеской автомобиля возможны отрывы колес автомобиля от дороги и их блокировка, вызывающая срабатывание антиблокировочной системы тормозов, а как следствие этого, удлинение тормозного пути автомобиля.

Технической задачей, на решение которой направленно изобретение, является расширение функциональных возможностей способа за счет одновременной оценки технического состояния управляющих устройств-тормозов и подвески автотранспортных средств, по параметрам торможения и колебаний, а также приближение условий испытаний тормозов к реальным, которые позволяют контролировать работу антиблокировочной системы тормозов автомобиля, гасящих устройств, в том числе самонастраивающихся, а также других управляющих устройств и систем в подвеске и в тормозной системе автомобиля.

Решение указанной задачи достигается тем, что в известном способе диагностики управляющих устройств автотранспортных средств, заключающемся в том, что колеса автотранспортного средства раскручивают, а затем осуществляют их торможение, измеряя параметры торможения и затем сравнивая их с эталонными значениями, и по отклонению от эталонных значений судят о состоянии тормозной системы, согласно изобретению дополнительно осуществляют нагружение колеса колебательной нагрузкой и измеряют параметры колебаний, измерение параметров торможения проводят без нагружения и при нагружении колеса колебательной нагрузкой, при этом по разнице значений измеряемых параметров без нагружения и с нагружением колебательной нагрузкой судят о техническом состоянии гасящих устройств подвески автотранспортного средства, а по параметрам колебаний и торможения - о работоспособности антиблокировочной системы тормозов и системы управления подвеской автомобиля.

Способ одновременной проверки тормозов и гасителей колебаний подвески, а также их управляющих устройств и систем основан на проверке тормозной силы и уровней вибрации при наличии и отсутствии колебательной нагрузки и последующем сравнении данных этих измерений. Соответственно, чем больше разница в тормозной силе при наличии и отсутствии колебательной нагрузки, тем хуже управляющие устройства и гасящие свойства подвески автомобиля, так как тормозная сила при наличии колебательной нагрузки падает за счет изменения давления колеса на ролики стенда, особенно при резонансе колес, причем падение тормозной силы зависит от качества работы антиблокировочных устройств и гасящих свойств подвески автомобиля. Чем гасящие свойства подвески автомобиля хуже, тем падение тормозной силы больше. При этом достигается возможность дифференциальной оценки работы антиблокировочной системы тормозов с помощью оценки и сравнения параметров колебаний и торможения, а именно значений падения контактной и тормозной сил колеса. Чем больше процентное падение тормозной силы по сравнению с процентным падением контактной силы, тем хуже работает антиблокировочная система тормозов. Таким образом, открывается возможность оценки технического состояния гасителей колебаний, гасящих свойств и управляющих систем подвески по величинам измеряемых параметров торможения и колебаний - контактной и тормозной силам колеса, амплитуде и частоте колебаний колеса, а также по их изменению в процессе диагностики.

Сравнение предлагаемого способа с прототипом показывает, что заявляемый способ имеет существенные признаки, отличные от прототипа. Следовательно, предлагаемый способ соответствует критерию "новизна". Анализ источников информации, использованных для определения уровня техники, показал отсутствие источников, в которых бы была описана совокупность отличительных от прототипа признаков. При этом совокупность отличительных признаков не является очевидной, так как не следует непосредственно из уровня техники. Следовательно, заявляемый способ соответствует критерию изобретения "изобретательский уровень". Кроме того, предлагаемый способ осуществим в промышленных условиях и, следовательно, является промышленно применимым.

Изобретение поясняется чертежом, где на фиг. 1 схематично представлен общий вид стенда с установленным на нем автотранспортным средством, а на фиг. 2 изображена схема стенда для диагностики управляющих устройств автотранспортного средства.

В состав стенда, реализующего заявляемый способ, входят ролики 1 тормозного стенда, рама 2, планетарные редукторы 3, электродвигатели 4, пульт 5 управления стендом, датчик 6 тормозной силы колеса, датчик 7 усилия на тормозной педали, колебатель 8, воздействующий на колеса 9 автомобиля, датчик 10 частоты колебаний колеса, датчик 11 контактной силы колеса и датчик 12 амплитуды колебаний колеса.

Способ реализуется на данном стенде следующим образом.

Ролики 1 тормозного стенда раскручивают колеса 9 автомобиля через планетарные редукторы 3, которые приводятся во вращение с помощью электродвигателей 4, управляемых с пульта 5 управления стендом. С помощью рабочей тормозной системы автомобиля (не показана) производится торможение, параметры которого регистрируются с помощью датчика 6 тормозной силы колеса, а также датчика 7 усилия на тормозной педали. Значение максимальной тормозной силы, полученной при этом измерении, называется номинальным, после этого производится сравнение номинального значения с эталонным значением, чтобы сделать первоначальное заключение о состоянии тормозной системы автомобиля. Затем при повторном торможении дополнительно производится синхронное включение колебателя 8, который передает колебательную нагрузку на колеса 9 автомобиля. Для возбуждения колебаний колеса 9 автомобиля используются известные способы возбуждения колебаний, например, с помощью эксцентрика, гидропульсатора или электромагнитного вибратора. После достижения заданного режима, например, максимальной частоты колебаний, привод колебателя 8 выключается и колебания происходят на выбеге. При этом производится регистрация частоты колебательной нагрузки с помощью датчика 10, контактной силы колеса с помощью датчика 11, амплитуды колебаний колеса с помощью датчика 12, а также тормозной силы колеса с помощью датчика 6 и усилия на тормозной педали с помощью датчика 7. Полученные данные поступают на пульт управления стендом 5, где они анализируются компьютером. По величине максимального снижения тормозной силы по сравнению с номинальной при каком-либо выбранном амплитудно-частотном режиме, регистрируемом датчиками 10 и 12, например резонансном, компьютером делается вывод о техническом состоянии демпфирующих устройств подвески и ее управляющей системы. Чем больше величина максимального падения тормозной силы, например, в процентах от номинального значения при выключенном колебателе, тем хуже качество работы управляющих устройств и хуже гасящие свойства подвески автомобиля. При этом достигается возможность дифференциальной оценки работы антиблокировочной системы тормозов с помощью оценки и сравнения компьютером параметров колебаний и торможения, а именно значений падения контактной и тормозной сил колеса. Чем больше процентное падение тормозной силы по сравнению с процентным падением контактной силы, тем хуже работает антиблокировочная система тормозов. Таким образом, открывается возможность оценки технического состояния гасителей колебаний, гасящих свойств и управляющих систем подвески по величинам измеряемых параметров торможения и колебаний - контактной и тормозной силе колеса, амплитуде и частоте колебаний колеса, а также по их изменению в процессе диагностики.

Преимущества предлагаемого метода контроля заключаются в том, что для многопараметрической диагностики управляющих устройств и систем автомобиля измеряется непосредственно один параметр - тормозное усилие, влияющий на безопасность движения, тем самым открывается возможность отказаться от наработки громоздкой базы данных по всем моделям автомобилей, так как для диагностики гасящих свойств подвески и ее управляющих систем, а также работы антиблокировочной системы тормозов будет достаточным знать соотношение между тормозной силой при наличии и отсутствии колебательной нагрузки. Чем это соотношение ближе к единице на разных колебательных режимах, тем лучше гасящие свойства подвески и лучше работа управляющих систем. Другим преимуществом метода является сокращение времени диагностики автомобиля за счет того, что проверка гасящих свойств подвески и тормозов выполняется одновременно. Вместе с тем результаты измерений и последующего сравнения тормозной и контактной силы при наличии колебательной нагрузки точнее характеризуют работу тормозов и, в частности, антиблокировочной системы тормозов на дороге с реальным микропрофилем.

Таким образом, заявляемый способ обладает расширенными функциональными возможностями, позволяя диагностировать одновременно состояние тормозных и демпфирующих, а также других управляющих устройств и систем автотранспортных средств, например антиблокировочной системы тормозов и системы управления подвеской, причем в условиях испытаний тормозов, приближенных к реальным.

Формула изобретения

Способ диагностики управляющих устройств и систем автотранспортных средств, заключающийся в том, что колеса автотранспортного средства раскручивают, а затем осуществляют их торможение, измеряют параметры торможения, затем сравнивают их с эталонными значениями и по отклонению от эталонных значений параметров торможения судят о состоянии тормозной системы, отличающийся тем, что дополнительно нагружают колеса автотранспортного средства колебательной нагрузкой и измеряют параметры колебаний, а параметры торможения измеряют без нагружения и при нагружении колеса автотранспортного средства колебательной нагрузкой, при этом по разнице значений измеряемых параметров без нагружения и с нагружением колебательной нагрузкой судят о техническом состоянии гасящих устройств подвески автотранспортного средства, а по параметрам колебаний и торможения судят о работоспособности антиблокировочной системы тормозов и системы управления подвеской автомобиля.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2