Анализ стендовых методов и средств диагностирования тормозных систем автомобиля.

Разработаны методы и средства для общего стационарного диагностирования перед ТО и ремонтом, для поэлементного диагностирования в процессе ТО и ремонта или же после их выполнения. Методы и средства общего диагностирования, а также порядок проведения контроля тормозов с их помощью подробно освещены в литературе и в соответствующих нормативных документах.

Для поэлементного диагностирования на постах и линиях ТО и ремонта применяют инерционные стенды с беговыми барабанами и силовые стенды с роликами.

Инерционные стенды обычно совмещают с тяговым стендом, образуя комбинированный тягово-тормозной стенд. Примерами таких стендов могут служить СД-2М ЧПИ, СД-3 К453 производства Челябинского ЛРЗ. В ХАДИ разработана гамма тягово-тормозных стендов - от стендов для легковых автомобилей до стенда для самосвалов БелАЗ, в том числе универсальный стенд для двух- и трехосных грузовых автомобилей и автобусов.

Диагностирование тормозных систем при помощи силовых стендов получило наибольшее распространение как в нашей стране, так и за рубежом. Это объясняется большей приспособленностью силовых стендов к углубленному диагностированию при совмещении диагностических и регулировочных работ, малой занимаемой ими производственной площадью и экономичным расходом электроэнергии.

Теоретические основы возможности диагностирования тормозов на силовых роликовых стендах, обоснование тестовых режихмов, расчет необходимых параметров стендов широко представлены в работах.

Силовые стенды для диагностирования тормозных систем вьшускались Новгородским опытно-экспериментальным заводом (К-207, К-208), Береговским заводом (КИ-4998). Были разработаны удачные конструкции силовых стендов в ГосавтотрансНИИпроекте - ТС-1 и ТС-2 для диагностирования тормозов легковых и грузовых автомобилей. Эти стенды долгое время были основным диагностическим оборудованием для постов Д-1 в нашей стране.

Несмотря на большое разнообразие в конструктивных решениях этих стендов, касающихся в основном опорно-сцепных, нагрузочно-приводных устройств и степени их автоматизации, они измеряют одни и те же диагностические параметры. На силовых стендах измеряют максимальную тормозную силу на колесе и время срабатывания тормозного привода к тормозу конкретного колеса, а на инерционных - тормозной путь и время срабатывания. На некоторых стендах чехословацкого и чешского производства кроме перечисленных параметров имелась возможность записывать диаграмму, характеризующую зависимость тормозной силы на колесе от усилия нажатия на тормозную педаль (рис. 1.2), что повышало информативность данных стендов.

Отличительной чертой вышеназванных стендов является необходимость постановки диагноза самим оператором, которому приходится записывать или запоминать значения измеренных диагностических параметров, сравнивать их с нормативными и на основании тех или иных рассуждений вырабатывать диагностическое решение. Это ведет к значительному росту трудоемкости диагностирования, а также к низкому качеству проводимых регулировочных и ремонтных операций из-за большого влияния на результаты диагностирования производственного опыта оператора, его знаний и личной индивидуальности, большой нестабильности создаваемых вручную тестовых режимов.

Следует отметить также низкую информативность существующих средств и малую глубину диагноза.

С целью повышения информативности и глубины диагностирования тормозов в МАДИ были проведены исследования с целью разработки модуля к стенду тормозных качеств, который, повышая точность, достоверность и глубину диагностирования тормозной системы, одновременно имел возможность автоматической постановки диагноза. При этом результаты диагностирования в агрегатированном виде могли использоваться в интегрированной системе управления производством ТО и ТР предприятия.

Рисунок 1.2. Зависимость тормозной силы Рт от усилия на педаль тормоза Рп при различных состояниях тормозов

Рисунок 1.3. Внешний вид автоматизированного тормозного модуля МАДИ

Блок – схема автоматизированного модуля приведена на рисунке 1.4.

Рисунок 1.4. Блок-схема автоматизированного модуля

На основе автоматического анализа временной реализации тормозной силы при цикле диагностирования тормозов на стенде измерялись следующие диагностические параметры:

- усилие на прокручивание незаторможенных колес;

- время запаздывания тормозного привода; - максимальная скорость нарастания тормозной силы на колесе;

- максимальная тормозная сила на колесе;

- амплитуда колебания тормозной силы в процессе установившегося торможения;

- интегральный параметр растормаживания.

Используя алгоритм автоматической постановки диагноза, блок-схема которого приведена на рис. 1.5, автоматизированный модуль имел возможность ставить следующие диагнозы: нормальный, мал или большой зазор между накладкой и тормозным барабаном; необходимо разобрать тормозной механизм; заменить тормозной барабан; заменить тормозную камеру и заменить тормозной кран.

Как видно из приведенного перечня диагнозов, данная разработка не имеет возможности количественного определения износа фрикционных накладок, а оценивает лишь общее техническое состояние тормозного механизма с точки зрения необходимости его регулировки или проведения разборки для дальнейшего определения необходимости замены фрикционных накладок.

В связи с введением в нашей стране порядка прохождения Государственного технического осмотра автомобилей с применением средств диагностирования в эксплуатации появились новые разработки стендов для контроля тормозов.

К таким разработкам относится целая гамма стендов тормозных качеств, разработанных и производящихся Новгородским заводом ГАРО. Это стенды серий СТС-3, СТС-10 и СТС-13 различных модификаций для легковых, грузовых автомобилей, а также автобусов и микроавтобусов. Эти стенды составляют основу линий технического контроля.

Так, стенд СТС-10У-СП-11 представляет собой стационарный универсальный стенд контроля тормозных систем легковых и грузовых автомобилей, автобусов и автопоездов с нагрузкой на ось до 10 т (рис 1.6).

Конструкция представляет собой роликовый силовой стенд с обработкой результатов на персональном компьютере и выдачей их на экран монитора и принтер. Управление стендом осуществляется с инфракрасного дистанционного пульта или с клавиатуры. Стенд измеряет нагрузку на ось, тормозную силу на каждом колесе, усилие на органах управления, выводит тормозные диаграммы. Программа стенда определяет расчетные параметры по ГОСТ Р 51709-2001: удельную тормозную силу, относительную разность тормозных сил колес оси, а также время срабатывания тормозной системы. Обеспечивается формирование базы технических данных автомобилей и архива результатов диагностирования. В стенде заложены отдельные режимы испытаний для легковых и грузовых автомобилей. Как следует из перечня диагностических параметров, проводить углубленную диагностику тормозного механизма и провода данный стенд не может.

Универсальные тормозные стенды СТМ фирмы МЕТА оснащены прецизионными тензометрическими датчиками, обеспечивающими высокую точность измерений веса и тормозных сил при диагностировании тормозов легковых и грузовых автомобилей с осевой нагрузкой до 15т.

Рисунок 1.5. Алгоритм автоматической постановки диагноза тормозной системы автомобиля

Рисунок 1.6. внешний вид стенда СТС-10У-СП-11

Впервые в России фирма МЕТА применила новую технологию получения сверхпрочного покрытия роликов стендов СТМ методом цементации и закаливания поверхности до твердости 50HRC. Новая технология обеспечивает десятилетнюю эксплуатацию стендов без потери необходимого сцепления даже мокрыми автошинами.

Рисунок 1.7. Стенд тормозных качеств семейства СТМ фирмы МЕТА

Специальная шашечно-шнековая фрезеровка поверхности роликов улучшает устойчивость автомобиля при диагностировании. Дистанционное управление тормозными стендами при помощи радиопульта не требует прицеливания, как пульты на инфракрасных лучах, и повышает удобство и безопасность при управлении стендом из кабины проверяемого автомобиля.

Широкий диапазон рабочих температур стендов СТМ от -30°С до +50°С позволяет использовать стенды в неотапливаемых помещениях или в составе контейнерных мобильных станций диагностики.

Однако, имея достаточно хорошие эксплуатационные показатели как стенды, предназначенные именно для контроля параметров при техническом осмотре, предусмотренных ГОСТ Р 51709-2001, данные стенды также имеют малую глубину диагностирования и не могут дифференцированно определить техническое состояние деталей тормозного механизма или аппаратов тормозного привода автомобиля.

Стенд тормозной позволяет определять:

- овальность тормозных барабанов;

- усилия на прокручивание незаторможенного колеса;

- текущие и максимальные тормозные силы на колесах;

неравномерности тормозных сил;

- усилия на органах управления рабочей и стояночной тормозных систем.

Основные элементы стенда - силовой роликовый агрегат, компьютерная стойка управления, пульт ДУ. В соответствии с требованиями действующей нормативной документации стенд оборудован взвешивающей системой и измерителем усилия на органе управления тормозной системой (педаметром).

Так как исходя из условий дорожной безопасности, необходимо проверять эффективность тормозных систем автомобилей под полной нагрузкой, данный стенд оснащен устройством CargoSim для моделирования нагрузки на автомобиль (догружателем). Внешний вид догружателя показан на рис. 1.8. Догружение осуществляется за счет того, что колеса осей, находящихся не на стенде (тележки с двумя или тремя осями), вывешиваются, поднимая тем самым нагрузку, приходящуюся на испытуемую ось.

Рисунок 1.8. Устройство для моделирования нагрузки CargoSimm

На стенде с CargoSim могут моделироваться нагрузки до 15 т. Кроме того, устройство может использоваться как канавный или осевой подъемник, а также как платформа или подъемник для персонала, работающего в смотровой канаве.

В CargoSim объединены несколько функций. Встроенный приводной двигатель позволяет CargoSim перемещаться в любую точку в пределах смотровой канавы. При помощи четырех подъемных - опускаемых рычагов можно задавать требуемые усилия подъема или загрузки АТС.

Усилия прилагаются к раме, подвеске или шасси с тем, чтобы моделировать нагрузку как можно ближе к действительной.

При использовании устройства вместе с тормозным стендом моделирование нагрузки может также управляться программным обеспечением.

Однако и эти стенды, обладая высокой точностью измерения параметров ГОСТ Р 51709-2001, не имеют возможности диагностировать детали тормозного механизма и, в частности, определять износ фрикционных накладок.