Виды стендов для диагностики тормозных систем автомобилей

Испытание тормозных механизмов на стендах имеет следующие преимущества по сравнению с дорожными:

- точность испытания;

- возможна раздельная проверка каждого тормозного механизма;

- безопасность испытания;

- возможность имитации любых дорожных условий;

- возможность стандартизации условий испытаний;

- малые затраты времени, средств и сроки окупаемости.

Тормозные стенды бывают:

1) роликовые;

2) площадочные.

Роликовые стенды подразделяются на следующие виды:

1. С различным расположением роликов (рис. 1);

Рисунок - 1. Роликовые стенды: а) симметричные; б) не симметричные

2. С расположением и количеством рабочих роликов соединенных с при-

водным устройством:

а) переднеприводной;

б) заднеприводной;

в) привод на оба ролика.

3. По способу нагружения тормозных механизмов:

а) инерционные;

б) силовые;

в) комбинированные.

- Инерционные тормозные стенды (роликовые)

На данных стендах колеса автомобиля разгоняют с помощью привода или двигателя автомобиля до скорости 30 – 100 км/ч. После чего производят торможение, привод двигателя отключается, тормозные механизмы поглощают кинетическую энергию вращающихся колес и роликов, а измерительные системы регистрируют параметры процесса торможения (инерционные датчики и тахогенераторы).

Достоинства данного стенда – приближение режимов работы тормозов при испытаниях к близким эксплуатационным условиям.

Для измерения усилия на тормозную педаль применяют депрессоры, которые устанавливаются на тормозную педаль.

Стенд СД2М- 4ПИ (рис. 2) состоит из двух тележек, каждая из которых имеет два беговых барабана 5 и 9, инерционные массы 3 и 16, ролики-датчики 6 и 10, тормозное устройство беговых барабанов и натяжные устройства цепной передачи. Все эти детали и устройства смонтированы на одной раме. Беговые барабаны имеют рифленую поверхность. Оси барабанов и инерционных масс установлены на двухрядных сферических подшипниках. Ведущие беговые барабаны связаны между собой муфтой выключения. Между ведущими и ведомыми барабанами, а также между инерционными массами имеется цепная передача соответственно с передаточными отношениями 1 и 2,29. Беговые барабаны имеют тормозные устройства колодочного типа, приводимые в действие с помощью тормозных камер.

Между ведущими и ведомыми беговыми барабанами стенда установлены ролики-датчики 6 и 10 и выталкиватель. Ролики-датчики предназначены для измерения пути разгона, свободного качения колес (наката) и тормозного пути каждого колеса автомобиля.

Внутри каждого ролика-датчика 6 и 10 вмонтированы фотоимпульсные датчики, которые регистрируют путь разгона, наката и тормозной.

Один фотоимпульс соответствует одному обороту ролика-датчика, и, зная длину окружности последнего, на указательном приборе или по таблице легко определяется путь, проходимый автомобилем. Скорость движения автомобиля определяется с помощью тахогенератора 7, соединенного через муфту с беговым барабаном.

Рисунок - 2. Схема диагностического стенда СД2М-4ПИ: 1 – пульт проверки электрооборудования; 2 – подъемник; 3 – инерционная масса правая; 4, 12 – муфты выключения; 5 – беговые барабаны правые; 6 – ролик-датчик правый;

7 – тахометр; 8 – фиксирующее устройство; 9 – беговые барабаны левые; 10 – ролик-датчик левый; I, II – карданная передача; 13 – редуктор угловой; 14 – датчик индуктивный; 15 – карданная передача; 16 – инерционная масса левая; 17 – электротормоз; 18 – весовой механизм тормоза; 19 – пулы управления центральный; 20 – электрошкаф; 21 – жидкостный реостат; 22 – расходомер топлива; 23 – осциллоскоп.

Кроме муфты выключения 4, связывающей ведущие беговые барабаны, имеется еще одна муфта 12, установленная между ведущим барабаном и редуктором 13. Обе муфты служат для рассоединения беговых барабанов и отключения их от нагрузочного приводного устройства, т. е. от электрической машины и реостата. Приводное нагрузочное устройство – это балансирная электромашина СТЭ-55-1500, служащая для осуществления разгона (движения) автомобиля на стенде (по беговым барабанам) при неработающем двигателе автомобиля, а также для создания нагрузки на двигатель автомобиля и его трансмиссию при измерении тяговых качеств. Усилие от электродвигателя или от двигателя автомобиля к беговым барабанам передается через карданную передачу 15 (или цепь), редуктор, когда привод на правые и левые барабаны осуществляется раздельно, муфту 12. Муфты 4 и 12 зубчатые, постоянно замкнутые с помощью винтовой пружины. Выключаются муфты тормозными камерами.

Инерционные массы предназначены для имитации массы автомобиля. Мощность, затрачиваемая в обычных условиях для разгона автомобиля на стенде (когда автомобиль неподвижен), поглощается инерционными массами стенда.

При диагностировании автомобиля на стенде выполняют следующие операции.

1. Устанавливают автомобиль передними колесами на беговые барабаны.

2. Измеряют сходимость передних колес. Включают пульт управления, передачу стенда, поднимают ролики-датчики до прижатия их к шинам. Включают электромашину и реостат, доводят скорость вращения колес до 25 км/ч, при которой снимают показания на пульте управления. Затем ролики-датчики опускают.

3. Проверяют эффективность передних тормозов. Автомобиль затормаживают ручным тормозом, включают низшую передачу в коробке перемены передач автомобиля. Создают нужное давление в системе пневматического привода или усилие около 500 Н для гидравлического привода, и колеса разгоняют до скорости 34 км/ч. Включают на пульте нужные приборы и устройства, тормозят до полной остановки колес резким нажатием на тормозную педаль. На пульте управления фиксируется тормозной путь каждого колеса, полученный от роликов-датчиков.

4. Измеряют сопротивление качению передних колес. Для этого беговые барабаны разгоняют электромашиной до скорости 23 км/ч и по показаниям весового механизма определяют сопротивление качению каждого переднего колеса.

5. Устанавливают автомобиль задними колесами на беговые барабаны и закрепляют его.

6. Регулируют устойчивые обороты холостого хода двигателя с использованием пульта управления.

7. Проверяют эффективность задних тормозов так же, как передних, только задние колеса разгоняют до скорости движения автомобиля 40...45 км/ч за счет автомобильного двигателя, а торможение осуществляют при скорости 30 км/ч, при этом разъединяют муфты 4 и 12.

8. Проверяют эффективность ручного тормоза за счет разгона беговых барабанов электромашиной до скорости 23 км/ч.

9. Определяют механические потери в трансмиссии за счет разгона беговых барабанов электромашиной.

10. Определяют путь и время разгона автомобиля при работе автомобильного двигателя. Показатели фиксируют на пульте управления стендом.

11. Определяют путь наката, расход топлива на холостом ходу и под нагрузкой, мощность двигателя.

Параметры, замеряемые стендом следующие:

- тормозной путь;

- тормозная сила на колесах;

- удельная тормозная сила;

- время срабатывания привода;

- усилие на органе управления.

- Инерционные тормозные стенды (площадочные)

В основу работы стенда положен принцип прямого измерения тормозной силы с помощью силоизмерительных датчиков, установленных под измерительными платформами.

Эти стенды обеспечивают измерение тормозной силы рабочей и стояночной тормозной системы, суммарного схождения колес и дают оценку состояния подвески по амплитудам колебаний после торможения. Данный стенд легко определяет тормозные усилия на автомобилях с постоянным полным приводом и антиблокировочной системой.

В состав стенда входят (рис. 3):

1) измерительные платформы, для определения тормозных свойств и состояния подвески автомобиля;

2) устройства определения суммарного схождения колес;

3) компьютерный блок.

Рис. 3. Инерционный площадочный тормозной стенд

Датчики измеряют силу, приложенную к поверхности платформы, возникающую при торможении испытуемого автомобиля. Тормозные усилия сканируются индуктивными датчиками в течение всего времени (интервал 0,05 с) торможения и обрабатываются компьютером.

Устройство определения суммарного схождения колес состоит из двух установленных параллельно платформ – подвижной и неподвижной. Поперечное отклонение подвижной платформы под действием силы, вы званной наличием угла схождения, измеряются с помощью трансформа торного датчика и обрабатываются компьютерным блоком.

С помощью данных, полученных при испытании тормозных свойств и суммарного схождения колес и с использованием компьютерного блока, осуществляется оценка состояния подвески автомобиля.

Скорость автомобиля во время прохождения теста должна составляет 5 –10 км/ч.

Недостатком стенда являются:

- недостаточная безопасность проведения испытаний;

- необходимо место для разгона автомобиля.

Параметры, замеряемые стендом:

1) тормозной путь;

2) установившееся замедление;

3) удельная тормозная сила;

4) относительная разность тормозных сил на правых и левых колесах одной оси;

5) схождения колес;

6) техническое состояние элементов подвески.

- Силовые тормозные стенды

Принцип работы стенда заключается в принудительном вращении колес диагностируемой оси автомобиля от опорных (ведущих) роликов и измерении сил, возникающих на поверхности опорных роликов при торможении.

Стенд обеспечивает возможность измерения веса оси во время опускания ее на опорные ролики. Опорные ролики приводятся во вращение от мотор-редукторов, и прикрепленным к ним рычагом опираются на датчики силоизмерительных систем.

Возникающие при торможении реактивные моменты передаются на тензорезисторные (индуктивные) датчики, которые вырабатывают электрические сигналы, пропорциональные тормозным силам на каждой паре роликов. Скорость вращения колес автомобиля контролируется следящими роликами, которые прижаты к колесам диагностируемой оси. Скорость вращения следящих роликов контролируется датчиками проскальзывания.

Сигналы от тензорезисторных датчиков поступают в микропроцессорный контроллер (ЭВМ), где они автоматически обрабатываются по специальной программе обработки результатов измерений и предоставляются в виде графических и цифровых результатов на мониторе ПЭВМ.

Конструкция и программа управления стенда предусматривают измерение тормозных сил полноприводных автомобилей, не имеющих дифференциала между ведущими осями путем реверса роликовых пар.

Параметры, замеряемые стендом следующие:

- тормозной путь;

- усилие на органе управления;

- время срабатывания тормозной системы;

- тормозная сила на колесе;

- установившееся замедление;

- удельная тормозная сила;

- относительная разность тормозных сил на правых и левых колесах одной оси;

- нагрузка оси;

- овальность колес диагностируемой оси.

Конструкция и программа управления стенда предусматривают:

- измерение тормозных сил полноприводных автомобилей, не имеющих дифференциала между ведущими осями путем реверса роликовых пар;

- измерение тормозных сил автомобилей оснащенных АБС, которая начинает срабатывать со скорости 5,5–7,5 км/ч.

Принцип работы стенда (рис. 4) заключается в принудительном вращении колес диагностируемой оси автомобиля от опорных роликов и измерении сил, возникающих на поверхности опорных роликов при торможении. После въезда диагностируемой оси на роликовую установку и при срабатывании левого и правого датчиков наличия автомобиля производится взвешивание оси с помощью датчиков веса. Затем приводятся во вращение опорные ролики роликовой установки. Вращение происходит с заданной скоростью (4–5 км/ч) от моторов-редукторов. Резко нажимается педаль тормоза. Возникающие при торможении реактивные моменты передаются на датчики, которые вырабатывают электрические сигналы, пропорциональные тормозным силам на каждой паре роликов. Скорость вращения колес автомобиля контролируется следящими роликами, которые прижаты к колесам диагностируемой оси.

Скорость вращения следящих роликов контролируется датчиками проскальзывания. Момент начала воздействия на педаль тормоза фиксируется кнопкой, расположенной на датчике усилия, который предназначен также для определения усилия на педаль тормоза.

Сигналы всех датчиков поступают в контроллер датчиков, расположенный на роликовой установке.

Рисунок - 4. Стенд силовой роликовый СТМ-3500: 1 – основание, 2 – ролик тормозной, 3 – привод, 4 – преобразователь силы, 5 – ролик следящий, 6 – датчик проскальзывания, 7 – датчик наезда, 8 – датчик веса.

Сигналы датчиков усиливаются до необходимой величины прецизионными усилителями, преобразуются в цифровой код и поступают в микропроцессор, который производит предварительную обработку поступающей информации. По запросу от персонального компьютера микропроцессор передает полную информацию о состоянии датчиков тормозного стенда.

- Комбинированные тормозные стенды

Служат для инерционной проверки величины тормозного пути каждого колеса, тормозной силы (по замедлению), времени срабатывания тормозного привода и одновременности торможения колес, проверяют тормоза при очень малых скоростях, в силовом режиме.

Скорость вращения роликов изменяется в пределах от 0 до 100 км/ч.

Колеса автомобиля раскручиваются до любой скорости в указанных пределах электродвигателями постоянного тока. В начале торможения отключаются приводы от электродвигателей, и каждое колесо продолжает свободно вращаться. Одновременно с началом торможения включаются датчики (инерционные и силовые), показывающие величину тормозного пути каждого колеса и время срабатывания тормозов.

Инерционные датчики позволяют судить о состоянии тормоза каждого колеса по величине максимального замедления.

Для измерения усилия на тормозную педаль применяют депрессоры, которые устанавливаются на тормозную педаль.