Испытательный стенд осипова для диагностирования тормозов автотранспортного средства

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к диагностированию тормозов автотранспортных средств. Испытательный стенд содержит две подвижные в продольном направлении опоры с горизонтальной контактной поверхностью для установки колес испытываемой оси, привод опор, выполненный на основе силового цилиндра, шариковые направляющие для перемещения подвижных опор в продольном направлении. Подвижные опоры не имеют жесткой связи между собой и приводятся в движение раздельно двумя самостоятельными силовыми цилиндрами от одной общей пневмо или гидросистемы. На каждой подвижной опоре установлены датчики веса, начала движения и силы, сигналы от которых через усилитель и аналого-цифровой преобразователь поступают на обработку в компьютер, выдающий на распечатывающее устройство и экран монитора результаты диагностирования тормозов каждого колеса. Диагностика тормозов автотранспортного средства осуществляется с учетом коэффициента неравномерности нарастания тормозного момента К_ННМ, коэффициента неравномерности блокирования колес одной оси по времени К_НБ и разворачивающего момента М_РАЗВ, характеризующего устойчивость автотранспортного средства при торможении. Достигается повышение достоверности результатов диагностирования тормозов автотранспортного средства, а также возможность определения текущих значений параметров эффективности торможения левого и правого колеса испытываемой оси и количественной оценки устойчивости автотранспортного средства при торможении. 2 ил.

 

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к диагностированию тормозов автотранспортных средств (АТС).

Известен платформенный инерционный тормозной стенд (Техническая эксплуатация автомобилей: Учебник для вузов / Под ред. Г.В.Крамаренко. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Транспорт, 1983. С.148, рис.6.35 [1]) с подвижными платформенными опорами для установки колес диагностируемого АТС.

К недостаткам этого стенда относится большая площадь, необходимая для разгона АТС, зависимость результатов от точности заезда на платформы, нестабильность коэффициента сцепления, необходимость повторных контрольных заездов.

Известен тормозной стенд с подвижными секциями, на которых располагаются роликовые опоры для колес испытываемой оси с приводом от электродвигателя (Патент 2316438, RU, МПК⁷ В60Т 17/22, G01L 5/28. Устройство для диагностирования тормозной системы автотранспортного средства. Заявка 2006115873 от 10.05.2006. Зарегистрировано 10.02.2008 [2]).

К недостаткам этого стенда относятся затраты электроэнергии, сложность подвески подвижных секций, нестабильность коэффициента сцепления, несоответствие процесса торможения реальным дорожным условиям из-за изменения площади контакта колес с опорными роликами.

Известен тормозной стенд с роликовыми опорами, привод которых осуществляется гидравлическим силовым цилиндром с ручным насосом (Патент 2193984 С2, RU, МПК⁷ В60Т 17/22, G01M 17/007. Гидромеханический силоизмерительный стенд для диагностирования тормозов автотранспортных средств. Заявка 2000126918/28 от 2000.10.26. Опубликован 2002.12.10 [3]).

Недостатком этого стенда является ручной привод, зависимость результатов диагностирования от коэффициента сцепления колес испытываемой оси с опорными роликами, погрешности в определении тормозной силы, а также несоответствие процесса торможения реальным дорожным условиям.

Наиболее близким техническим решением, принятым в качестве прототипа, является стенд для диагностирования тормозов АТС (Патент 2323841 С1, RU, МПК В60Т 17/22, G01L 5/28. Стенд для диагностирования тормозов автотранспортных средств. Заявка 2006124360/11 от 2006.07.06. Опубликован 2008.05.10 [4]).

Общими признаками прототипа с заявляемым стендом являются: две подвижные опоры с горизонтальной контактной поверхностью для установки колес испытываемой оси, привод подвижных опор от силового цилиндра, шариковые направляющие для перемещения подвижных опор в продольном направлении.

Недостатками прототипа являются:

- диагностирование тормозов в статике при заблокированных не вращающихся колесах;

- невозможность количественной оценки диагностических параметров процесса торможения в динамике из-за отсутствия соответствующих измерительных устройств;

- невозможность количественной оценки устойчивости АТС при торможении;

- большая металлоемкость в виду наличия в приводе подвижных опор верхней и нижней рам, их направляющих, шарниров, осей и т.д;

- большая масса подвижных опор (столов) с бетонным покрытием;

- стационарность расположения из-за привязки силового оборудования к яме;

- капитальные затраты при монтаже в связи с необходимостью подготовки для стенда специального фундамента с ямой.

Заявляемое изобретение направлено на решение задачи обеспечения качества определения в динамике диагностических параметров тормозов и установления устойчивости АТС при торможении, а также создания при стендовых испытаниях с наименьшими энергетическими затратами условий, наиболее полно имитирующих реальные условия торможения АТС на дороге.

В соответствии с поставленной задачей техническим результатом изобретения является определение текущих значений параметров эффективности торможения левого и правого колеса испытываемой оси и оценка устойчивости АТС при торможении, а также повышение достоверности результатов диагностирования тормозов АТС в целом за счет приближения условий стендовых испытаний к реальным дорожным условиям.

Технический результат изобретения достигается тем, что в патентуемом стенде для диагностирования тормозов АТС, содержащем две подвижные в продольном направлении опоры с горизонтальной контактной поверхностью для установки колес испытываемой оси, привод опор, выполненный на основе силового цилиндра, шариковые направляющие для перемещения подвижных опор в продольном направлении, согласно изобретению, подвижные опоры не имеют жесткой связи между собой и приводятся в движение раздельно двумя самостоятельными силовыми цилиндрами от одной общей пневмо или гидросистемы, имеется устройство, сигнализирующее о начале движения подвижных опор, имеется устройство для определения усилия на тормозной педали и ее автоматического привода (педаметр), горизонтальная контактная поверхность подвижных опор имеет полимерное покрытие с коэффициентом сцепления не меньше 0,8, на каждой подвижной опоре установлены датчики веса, начала движения и силы, сигналы от которых через усилитель и аналого-цифровой преобразователь поступают на обработку в компьютер, выдающий на распечатывающее устройство (принтер) и экран монитора результаты диагностирования тормозов каждого колеса.

Отличием от прототипа является:

- отсутствие жесткой связи между подвижными платформами, что позволяет качественно диагностировать каждое левое и правое колесо и давать объективную количественную оценку устойчивости АТС при торможении;

- наличие раздельного привода каждой подвижной опоры самостоятельным силовым цилиндром от одной общей пневмо или гидросистемы;

- наличие устройства, сигнализирующего о начале движения подвижных опор;

- наличие устройства для определения усилия на тормозной педали и ее автоматического привода;

- наличие на горизонтальных контактных поверхностях подвижных опор полимерного покрытия с коэффициентом сцепления не меньше 0,8;

- наличие на подвижных опорах стенда датчиков веса, начала движения и силы;

- наличие компьютерной измерительной системы, содержащей усилитель сигналов всех датчиков и измерительных устройств, аналого-цифровой преобразователь, компьютер с распечатывающим устройством и монитором.

Наличие новой совокупности существенных отличительных от прототипа признаков в заявляемом стенде для диагностирования тормозов АТС позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого изобретения критерию «новизна».

Проведенный дополнительный сопоставительный анализ патентной и научно-технической информации не выявил источники, содержащие сведения об известности совокупности отличительных признаков заявляемого стенда для диагностирования тормозов АТС, что свидетельствует о его соответствии критерию «изобретательский уровень».

Сущность изобретения поясняется чертежом, где на фиг.1 схематично показан заявляемый стенд для диагностирования тормозов АТС.

Стенд содержит две не связанные между собой подвижные опоры 1 для установки колес испытываемой оси АТС. Привод каждой опоры осуществляется самостоятельным силовым цилиндром 2 от одной общей пневмо- или гидросистемы 3. Под действием силового цилиндра 2 опора 1 имеет возможность перемещаться в продольном направлении на шариковых направляющих 4 навстречу АТС. Возврат каждой опоры 1 в исходное положение осуществляется за счет пружин сжатия 5. На видном из кабины АТС месте установлено устройство 6, сигнализирующее о начале движения подвижных опор. В комплектацию стенда входит устройство 7 для определения усилия на тормозной педали и ее автоматического привода (педаметр), а также два упора 8, исключающие при диагностировании откат АТС назад. На каждой подвижной опоре 1 установлен датчик веса 9, датчик начала движения 10 и датчик силы 11. Сигналы от всех вышеперечисленных датчиков и измерительных устройств поступают в компьютерную измерительную систему, содержащую усилитель сигналов 12, аналого-цифровой преобразователь 13, компьютер 14, распечатывающее устройство 15 и монитор 16.

Диагностирование тормозов АТС на заявленном стенде осуществляется по авторской методике, отличающейся от известных методов диагностирования тем, что в ней при постановке диагноза эффективности тормозов и устойчивости АТС при торможении, наряду с параметрами регламентируемыми ГОСТ Р 51709-2001 (ГОСТ Р 51709-2001. Автотранспортные средства. Требования безопасности к техническому состоянию и методы проверки. - Взамен ГОСТ 25478-91; введ. 2002-01-01 - М.: Госстандарт России: Изд-во стандартов, 2001.-44 с. [5]): усилием на органе управления Р_П, удельной тормозной силой Y_Т, относительной разностью тормозных сил F, а также временем срабатывания тормозной системы τ_СР=(τ_С+τ_Н) (при дорожных испытаниях), используются новые высокоинформативные оценочные параметры: коэффициент неравномерности нарастания тормозного момента К_ННМ, характеризующий различие в интенсивности роста тормозного момента на колесах одной оси, коэффициент неравномерности блокирования колес одной оси по времени К_НБ и разворачивающий момент М_РАЗВ., характеризующий устойчивость АТС при торможении.

Численная величина коэффициента К_ННМ определяется из выражения

где ., . - темп нарастания тормозного момента на левом, правом колесе соответственно.

Коэффициент неравномерности блокирования колес оси по времени К_НБ определяется как

где t_Б.K.ЛЕВ., t_Б.К.ПР. - время блокирования левого, правого колеса одной оси.

Разворачивающий момент М_РАЗВ. определяется по формуле

где R_X - значения продольных реакций колес;

В_А - колея автомобиля.

Согласно авторской методике диагностирование тормозов на заявленном стенде осуществляется в следующей последовательности.

1. АТС въезжает (устанавливается) колесами исследуемой оси на подвижные опоры 1 стенда.

2. АТС фиксируется от перемещения в продольном направлении назад с помощью двух упоров 8, устанавливаемых под колеса не исследуемой оси.

3. На педаль тормоза устанавливается устройство 7 для определения усилия и автоматического привода педали.

5. В пневматической (гидравлической) системе привода 3 устанавливается давление, соответствующее номинальному усилию торможения диагностируемого АТС.

6. Выхлопная труба АТС, при диагностировании последнего в закрытом помещении, соединяется с системой отсоса отработавших газов, и пускается двигатель для приведения тормозной системы в рабочее состояние.

7. Автоматически или диагностом (оператором) вручную включается в работу система привода 3, и в силовые цилиндры 2 поступает рабочее тело - сжатый воздух или жидкость.

8. Под действием давления рабочего тела силовые цилиндры 2 перемещают на шариковых направляющих 4 подвижные опоры 1 в продольном направлении навстречу АТС, приводя его колеса во вращение.

9. При движении подвижных опор 1 срабатывают расположенные на них датчики начала движения 10, и включается устройство 6, сигнализирующее о начале движения подвижных опор.

10. По сигналу устройства 6 автоматически посредством устройства 7 для определения усилия на тормозной педали и ее автоматического привода или непосредственно водителем производится торможение вращающихся колес испытываемой оси;

11. В процессе торможения колес испытываемой оси сигналы с устройства 7, расположенного на тормозной педали, и датчиков веса 9, датчиков начала движения 10, датчиков силы 11, расположенных на подвижных опорах 1, поступают на усиление в усилитель сигналов 12, аналого-цифровой преобразователь 13 и далее на обработку в компьютер 14.

12. При остановке вращающихся колес испытываемой оси (блокировании) система привода 3 отключается, давление с силовых цилиндров 2 снимается и под действием возвратных пружин 5 подвижные опоры 1 возвращаются в исходное положение.

13. После обработки поступивших сигналов компьютер 14 выдает результаты диагностирования в количественном цифровом выражении на распечатывающее устройство 15 и в графическом выражении в виде тормозных диаграмм левого и правого колеса на монитор 16 (фиг.2).

Вышеописанный заявляемый стенд позволяет диагностировать тормоза АТС с разной базой и числом осей, а также любой колесной формулой в условиях, максимально соответствующих реальным дорожным условиям торможения, как по существующим, так и по предложенной авторской методике.

Источники информации

1. Техническая эксплуатация автомобилей: Учебник для вузов / Под ред. Г.В.Крамаренко, 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Транспорт, 1983. - 488 с., ил.

2. Патент 2316438, RU, МПК⁷ В60Т 17/22, G01L 5/28. Устройство для диагностирования тормозной системы автотранспортного средства. Заявка 2006115873 от 10.05.2006. Зарегистрировано 10.02.2008.

3. Патент 2193984 С2, RU, МПК⁷ В60Т 17/22, G01M 17/007. Гидромеханический силоизмерительный стенд для диагностирования тормозов автотранспортных средств. Заявка 2000126918/28 от 2000.10.26. Опубликовано 2002.12.10.

4. Патент 2323841 C1, RU, МПК⁷ В60Т 17/22, G01L 5/28. Стенд для диагностирования тормозов автотранспортных средств. Заявка 2006124360 от 06.07.2006. Опубликовано 10.05.2008 г.

5. ГОСТ Р 51709-2001. Автотранспортные средства. Требования безопасности к техническому состоянию и методы проверки. - Взамен ГОСТ 25478-91; введ. 2002-01-01 - М.: Госстандарт России: Изд-во стандартов, 2001. - 44 с.

Подрисуночные подписи

Фиг.1 - Схема стенда для диагностирования тормозов АТС.

Фиг.2 - Тормозные диаграммы колес испытываемой оси на мониторе стенда.

Испытательный стенд для диагностирования тормозов автотранспортного средства, содержащий две подвижные в продольном направлении опоры с горизонтальной контактной поверхностью для установки колес испытуемой оси, привод опор, выполненный на основе силового цилиндра, шариковые направляющие для перемещения подвижных опор в продольном направлении, отличающийся тем, что подвижные опоры не имеют жесткой связи между собой и приводятся в движение раздельно двумя самостоятельными силовыми цилиндрами от одной общей пневмо- или гидросистемы, имеется устройство, сигнализирующее о начале движения подвижных опор, имеется устройство для определения усилия на тормозной педали и ее автоматического привода, горизонтальная контактная поверхность подвижных опор имеет полимерное покрытие с коэффициентом сцепления не меньше 0,8, на каждой подвижной опоре установлены датчики веса, начала движения и силы, сигналы от которых через усилитель и аналого-цифровой преобразователь поступают на обработку в компьютер, выдающий на распечатывающее устройство и экран монитора результаты диагностирования тормозов каждого колеса, при этом диагностика тормозов автотранспортного средства осуществляется с учетом коэффициента неравномерности нарастания тормозного момента К_ННМ, коэффициента неравномерности блокирования колес одной оси по времени К_НБ и разворачивающего момента М_РАЗВ., характеризующего устойчивость автотранспортного средства при торможении,
при этом К_ННМ определяется по формуле

где и - темп нарастания тормозного момента на левом и на правом колесах соответственно;
коэффициент К_НБ определяется по формуле

где t_{Б.К.ЛЕВ.} - время блокирования левого колеса,
t_Б.К.ПР., - время блокирования правого колеса,
t_Б.к.max, - наибольшее время блокирования колеса;
момент М_РАЗВ определяется по формуле
М_РАЗВ=(R_{Х ЛЕВ.}-R_{Х ПР.})·B_A,
где R_{Х ЛЕВ.} и R_{Х ПР.} - продольные реакции на левом и правом колесах одной оси автотранспортного средства соответственно, а В_A - колея автомобиля.