Конструктивные особенности тормозных стендов

Классификация средств технического диагностирования тормозной системы

Существующие средства технического диагностирования тормозов (СТДТ) могут быть классифицированы по следующим признакам (рис. 7.1):

—по использованию сил сцепления колеса с опорной поверхностью;

—месту установки;

— способу нагружения;

— режиму движения колеса;

— конструкции опорного устройства.

Все СТДТ подразделяются на две большие группы. Первая, наиболее многочисленная, работает с использованием сил сцепления колеса с опор­ной поверхностью. В данных стендах реализуемый тормозной момент ог­раничен силой сцепления колеса с опорной поверхностью стенда, поэтому в большинстве из них невозможно реализовать полный тормозной момент автомобиля. Вторая группа стендов, работающих без использования сил сцепления колеса с опорной поверхностью, конструктивно отличается тем, что тормозной момент передается непосредственно через колесо или через ступицу. Эта группа стендов не нашла широкого применения из-за слож­ности конструкции и нетехнологичности проведения испытаний (т.е. не­обходимости присоединять колесо или ступицу к приводу).

По степени подвижности или месту установки СТДТ подразделяют­ся:

- на стационарно устанавливаемые стенды;

- переносные, подключаемые к автомобилю на момент диагностирования;

- встроенные, используемые как дополнительное оборудование автомобиля.

Стенды, в свою очередь, по способу нагружения бывают силовые и инерционные. Силовые стенды первой группы по режиму движения колеса на стенде могут быть с частичным и с полным проворачиванием колеса. Первый режим, как правило, характерен для платформенных стендов, а второй - для всех остальных стендов.

По конструкции опорных устройств стенды подразделяются на:

- площадочные, роликовые и ленточные (первая группа);

- с вывешиванием и без вывешивания осей колес (вторая группа).

В силовых платформенных стендах колеса автомобиля неподвиж­ны, поэтому при нажатии на тормозную педаль изменяется лишь усилие сдвига (срыва) заблокированных колес с места, т.е. сила трения между тормозными накладками и барабаном (диском). Существуют стенды с од­ной общей площадкой под все колеса и с площадками под каждое колесо автомобиля.

Силовые платформенные стенды обладают целым рядом существен­ных недостатков, исключающих их широкое применение. Например, при испытании не учитывается влияние скорости движения на коэффициент трения скольжения и динамические воздействия в тормозной системе. Ре­зультаты измерений во многом зависят от положения колес на площадке стенда, от состояния опорной поверхности и протекторов колес. Измеряет­ся лишь усилие страгивания с места заторможенных колес.

Рис. 7.1. Классификация средств технического диагностирования тормозов автомобилей

Платформенные инерционные стенды, имеющие подвижные (од­ну общую на каждую сторону или под каждое колесо) площадки, по срав­нению с силовыми платформенными стендами более совершенны, т.к. бо­лее полно учитывают динамику действия тормозных сил в реальных усло­виях. Однако эти стенды также имеют существенные недостатки: потреб­ность в территории для разгона автомобиля, низкий уровень безопасности при проведении диагностирования, низкая точность и достоверность ре­зультатов измерений.

Инерционные нагрузочные ленточные стенды воспроизводят до­рожные условия взаимодействия шины с опорными поверхностями. Одна­ко имеют значительные габариты и не обеспечивают достаточную устой­чивость автомобиля при диагностировании, имеют такие конструктивные недостатки, как проскальзывание ленты и большие механические потери в парах трения.

Наибольшее распространение получили стенды с роликовым опор­ным устройством. Из их числа в большинстве случаев при диагностиро­вании тормозов используют силовые роликовые стенды. Силовой метод позволяет определять тормозные силы каждого колеса при задаваемом усилии нажатия на педаль, время срабатывания тормозного привода, оце­нивать состояние рабочих поверхностей тормозных накладок и барабана и т.п. В подавляющем большинстве этих стендов при принудительном про­кручивании заторможенных колес автомобиля имитируется скорость движения 2-5 км/ч, редко до 10 км/ ч. Как показали исследования, при малых скоростях (менее 5-7 км/ ч для гидропривода и 2 - 3 км/ ч для пневмо­привода) создаваемые на стендах тормозные силы больше реальных, полу­чаемых в дорожных условиях. С ростом скорости достоверность диагно­стирования этого параметра возрастает, но применение быстроходного привода роликов требует пропорционального увеличения мощности элек­тродвигателей и значительного повышения стоимости стенда.

Наиболее достоверным является инерционный метод диагностиро­вания на роликовых инерционных стендах. На них измеряют тормозной путь по каждому отдельному колесу, время срабатывания тормозного при­вода и замедление (максимальное и по каждому колесу в отдельности), но из-за сложности, высокой стоимости и более низкой технологичности в эксплуатации эти стенды применяют крайне ограниченно.

Переносные СТДТ применяют для диагностирования тормозов в стесненных условиях, а также с целью локализации неисправностей и уг­лубленного диагностирования. Суть метода работы этих устройств заклю­чается в том, что колесо автомобиля принудительно раскручивают до за­данной скорости вращения, после чего срабатывает устройство нажатия на тормозную педаль, происходит торможение колеса, в процессе которого регистрируется время срабатывания тормозного привода, время нараста­ния замедления в заданном интервале частот вращения колеса и тормозной путь при установившемся значении тормозной силы.

В связи с малой инерционной массой вывешенных колес, процесс торможения существенно отличается от реального. Приведение результа­тов диагностирования тормозов к реальным условиям осуществляется че­рез переводные коэффициенты для тормозного пути и замедления.

Площадочные (платформенные) тормозные стенды

Платфор­менный инерционный стенд (рис. 7.2) предназначен для общего экспресс-диагностирования тормозных систем автомобиля. Он состоит из четырех подвижных платформ с рифленой поверхностью, датчиков перемещения и пульта управления.

Методика испытаний на площадочном стенде состоит в следующем: автомобиль разгоняют до скорости 6-12 км/ч и резко тормозят при наезде колесами на площадки стенда. Если тормоза эффективны, то колеса затормаживаются и блокируются, а под влиянием сил инерции и сил трения между колесами и поверхностью площадки автомобиль перемещается, захватывая с собой площадки.

Рис. 7.2. Схема площадочного (инерционного) тормозного стенда:

1 - площадки; 2 - датчики перемещения площадки; 3 - опорные катки площадки; 4 -колесо автомобиля; 5 - возвратная пружина

Перемещение площадок, пропорциональное тормозной силе, вос­принимается жидкостным, механическим или электронным датчиками и фиксируется измерительными приборами, расположенными на пульте.

Достоинства площадочных стендов: простота конструкции, быст­родействие, малая энергоемкость и материалоемкость, наиболее эффек­тивны при техническом осмотре по системе «годен - негоден».

Недостатки: большая площадь, занимаемая стендом (с учетом мес­та, необходимого для предварительного разгона автомобиля); низкая ста­бильность и точность измерения из-за изменения коэффициента сцепления колес автомобиля с площадками (мокрые, грязные и т.д.); зависимость ре­зультатов от точности заезда на площадки; недостаточная безопасность при проведении диагностирования; затруднено повторное измерение; из­меряется лишь максимальное тормозное усилие и невозможно определить усилие на педали тормоза.

Стенды с беговыми барабанами (роликовые)

Наибольшее распро­странение получили 2-х секционные, роликовые, тихоходные стенды (си­ловые). В состав любого роликового стенда входят следующие основные элементы: рама, на которой размещено опорно-приводное устройство (ОПУ); измерительное устройство (ИУ), состоящее из датчиков, преобра­зователей и измерителей различного типа и назначения. ИУ, как правило, размещается на отдельной стойке - пульте управления.

Типичным представителем силовых роликовых стендов является стенд модели К-486. Он предназначен для определения эффективности тормозных систем автомобилей массой в снаряженном состоянии до 2000 кг и шириной колеи 1100-1500 мм (рис. 7.4). При заданном усилии на педали тормоза на стенде осуществляется контроль общей удельной тормозной силы и осевой неравномерности тормозных сил. Стенд обеспе­чивает диагностирование в автоматическом и неавтоматическом режимах измерения.

Рис. 7.4. Конструктивная схема роликового тормозного стенда:

1 - рама стенда; 2 - ролики; 3 - цепная передача; 4 - приводной вал; 5 - мотор-редуктор; 6 - пневмоподъемник; 7 - колесо автомобиля; 8 - датчик усилия

В комплект стенда входят: опорное устройство, пульт управления, выносной пульт, цифропечатающее устройство. Максимальная производи­тельность стенда при работе в автоматическом режиме - 20 авт./ч, в неавтоматическом режиме – 10 авт./ч.

Стенд позволяет измерить:

- тормозную силу каждого колеса при лимитированной скорости до 6 км/ч;

- синхронность срабатывания тормозов колес отдельной оси;

- время срабатывания тормозного привода;

Усилие, прикладываемое к тормозной педали при торможении. Реактивный момент, возникающий при торможении вращающихся частей от роликов колеса, создает нагрузку на корпусе мотор-редуктора.

Ролики при установленном на них колесе автомобиля 7 приводятся во вращение с постоянной скоростью от балансирно подвешенного мотор-редуктора 5. При затормаживании колеса возникающий реактивный момент Мт передается на датчик силоизмерительной системы 8. Между роликами располагается пневмоподъемник 6 с площадками для облегчения въезда и выезда автомобиля со стенда. Стенд также снабжен устройством для замера усилия, прикладываемого к тормозной педали (педометр).

Достоинства тормозных стендов силового типа: высокая точность и технологичность, определяемая низкой скоростью вращения роликов при испытании тормозов; удобство при проведении операционного контроля, когда с их использованием определяется эффективность тормозов, проводятся регулировачные работы и оценивается качество выполненных регулировок.

Недостатки: метало- и энергоемкость; с ростом скорости вращения барабанов (для повышения достоверности диагностирования) увеличивается мощность Эл/двигателей и значительно повышается их стоимость.