СТЕНД ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ СИСТЕМ ТОРМОЖЕНИЯ КОЛЕС ТРАНСПОРТНЫХ СРЕДСТВ

Полезная модель относится к области машиностроения, а именно к конструкциям стендов для испытания систем торможения колес транспортных средств, и может быть использована в испытательных стендах не только для испытания тормозной системы, но и для доводки антиблокировочных систем (АБС) и диагностики правильности монтажа АБС после ремонта, сборки на конвейере и функционирования в процессе эксплуатации.
Известен стенд испытательный стенд патент РФ №2431814, кл. G01L 5/28, опубл. 20.10.2011 г., который содержит подвижную и неподвижную платформы с опорными и следящими роликами, привод опорных роликов и датчики. Также он снабжен датчиком усилия стояночного тормоза и монитором водителя, привод опорных роликов выполнен в виде мотор-редуктора и установлен для каждой пары опорных роликов на подвижной и неподвижной платформах, каждый мотор-редуктор установлен на мягкой подушке с возможностью качания и связан посредством рычага с датчиком сил, каждый из которых жестко закреплен на раме, причем стенд выполнен с возможностью диагностирования работоспособности антиблокировочной системы автомобиля посредством моделирования различных дорожных покрытий и для одного колеса в отдельности, и попарно взятых колес автомобиля, и для трех колес, и для всех четырех колес автомобиля.
Недостатком известной конструкции стенда для испытания тормозной системы стенда является наличие мотор-редукторов, а так же разрозненность основных узлов управления стендом, что ограничивает диапазон изменения коэффициента сцепления по пути.
Наиболее близким по технической сущности является стенд для испытания тормозной системы автомобиля по патенту РФ №79852, кл. B60Т 17/22, G01M 17/00, G01K 5/28 опубл. 20.01.2009 г., принятый заявителем за прототип. Он содержащий кинематически связанные между собой имитатор кинетической энергии и скорости, имитатор момента сцепления колеса с покрытием дороги, имитатор колеса, датчики скорости имитатора кинетической энергии и скорости и имитатора колеса, а также подключенные к имитаторам и датчикам блоки воспроизведения функциональной зависимости момента сцепления от скорости и скольжения, снабжен следящим электрогидравлическим приводом и содержит имитатор изменения параметров дорожного покрытия, выполненный в виде клапана, при этом имитатор кинетической энергии и скорости состоит из электродвигателя с прикрепленной к нему инерционной массой, а имитатор момента сцепления колеса с покрытием дороги состоит из гидрообъемной передачи с регулируемым насосом, изменение рабочего объема которого происходит при помощи электрогидравлического следящего привода, блок воспроизведения зависимости коэффициента сцепления от скольжения подключен к электрогидравлическому следящему приводу и датчикам.
Недостатком известной конструкции является наличие в следящем приводе стенда последовательно соединенных управляющих клапанов, а также используются большие инерционные массы, что снижает достоверность результатов испытаний.
Задачей полезной модели является создание конструкции стенда для испытания систем торможения колес транспортных средств, обеспечивающего точное воспроизведение реальных дорожных условий и не использующего маховые массы и мотор-редукторы.
Технический результат - расширение возможностей воспроизведения дорожных условий, позволяющее проводить испытания при изменении коэффициента сцепления по пути и как следствие повышение достоверности результатов испытаний.
Указанный технический результат достигается тем, что стенд для испытания систем торможения колес транспортных средств, содержит кинематически связанные между собой имитатор кинетической энергии и скорости, имитатор изменения параметров дорожного покрытия, датчик скорости имитатора кинетической энергии и скорости, а так же подключенные к имитаторам и датчикам блоки воспроизведения функциональной зависимости момента сцепления от скорости и скольжения, электрогидравлический привод, четыре роликовых секций, каждая из которых кинематически связана с имитатором кинетической энергии выполненным в виде гидравлически связанных между собой гидроаккумулятора и редукционного клапана, и гидравлически связанная с имитаторами изменения параметров дорожного покрытия, выполненными в виде двухходовых переменных гидравлических клапанов и гидромоторов, а блок воспроизведения функциональной зависимости, электрически связан с гидравлическими клапанами, датчиками давления, датчиком скорости, электродвигателем.
На фиг.1 - изображена схема испытательного стенда;
На фиг.2 - графики зависимости коэффициента сцепления от коэффициента скольжения при различных дорожных покрытиях.
Стенд для испытания систем торможения колес транспортных средств, содержит четыре роликовых секций 1, каждая из которых кинематически связана с имитатором кинетической энергии и скорости 2. Данный имитатор выполнен в виде гидравлически связанных между собой, гидроаккумулятора 3 и редукционного клапана 4, насоса 5. Имитатор кинетической энергии и скорости 2 гидравлически связан с имитаторами изменения параметров дорожного покрытия 6, выполненные в виде двухходовых переменных гидравлических клапанов 7 и гидромоторов 8. Так же стенд снабжен блоком воспроизведения функциональной зависимости 9, который электрически связан с двухходовыми переменными гидравлическими клапанами 7, датчиками давления 10, датчиком скорости 11, электродвигателем 12. Причем электродвигатель связан с насосом посредством упругой муфты 13. Для подачи рабочей жидкости стенд содержит бак 14 и маслозаборник с фильтром 15.
Испытание тормозной системы на стенде осуществляют следующим образом.
Перед началом диагностирования испытания выбирают алгоритм имитации дорожного покрытия для одного колеса или пары колес, посредством блока воспроизведения функциональной зависимости 9.
Производят запуск двигателя внутреннего сгорания автомобиля, а гидромоторы 8 приводят во вращение роликовые секции 1 посредством подачи сигнала блоком воспроизведения функциональной зависимости 9 на включение электродвигателя 12 насоса 5 и открытия двухходовых переменных гидравлических клапанов 7, а через них и испытуемые колеса автомобиля, и раскручивают их до заданной скорости. При этом работу гидромоторов 8 регулируют двухходовыми переменными гидравлическими клапанами 7.
Далее осуществляют вращение роликовых секций 1 с постоянной скоростью V=const.
Осуществляют нажатие на педаль тормоза с заданным усилием по команде, передаваемой блоком воспроизведения функциональной зависимости 9.
Изменяют угловую скорость вращения роликовых секций 1 моделируемого колеса в соответствие заданным законом λ=f(φ). Блок воспроизведения функциональной зависимости 9 отправляет управляющие сигналы исполнительным элементам имитатора изменения параметров дорожного покрытия 6, выполненный в виде двухходовых переменных гидравлических клапанов 7 и элементам имитатора кинетической энергии и скорости 2.
При этом коэффициент сцепления задают законом изменения угловой скорости при нажатой педали тормоза: чем меньше коэффициент сцепления, тем быстрее уменьшается угловая скорость. На фиг.2 изображены графики для различных дорожных условий: кривая а - сухой бетон, b - грунтовая дорога, с - мягкий снег, d - твердый лед.
Таким образом, формулу относительного скольжения для стенда до открытия редукционного клапана 4, можно записать следующим образом:
0
где λ - нулевое скольжение, при помощи которого учитываются объемные потери при холостом ходе объемной передачи насос-мотор.
При открытии клапана 4, с учетом расходов через гидропривод получим:
гм
где Q - расход через четыре гидромотора 8;
н
Q- расход через насос 5;
0
η - объемный КПД.
Далее блок воспроизведения функциональной зависимости 9 вычисляет тормозную силу на моделируемом колесе на основе сигнала от датчиков давления 10.
По характеру изменения тормозной силы на моделируемом колесе определяют работоспособность антиблокировочной системы на данном колесе.
Для определения работоспособности АБС на других колесах повторяют операции, начиная с изменения угловой скорости вращения роликовых секций 1 и т.д., причем могут моделировать одновременно и 2, и 3, и 4 колеса.
Моделирование различных дорожных покрытий с различными коэффициентами сцепления, а именно сухой бетон, грунтовая дорога, мягкий снег, твердый лед и т.п., для любого выбранного для испытания колеса, осуществляют посредством блока воспроизведения функциональной зависимости 9.
Поэтому предложенный стенд можно использовать как для доводки самой АБС, так и для диагностики правильности монтажа системы (установки датчиков, устройств) после ремонта, сборки на конвейере, а также диагностики функционирования АБС в процессе эксплуатации.
Использование предлагаемого технического решения позволило создать стенд, в котором в качестве привода роликовых секций используют гидромоторы, имеющие возможность задать свой режим работы каждому колесу отдельно, имитирующий различные дорожные покрытия и условия: сухой бетон, грунтовая дорога, мягкий снег, твердый лед с различными коэффициентами сцепления по пути.
Таким образом расширяются возможности воспроизведения дорожных условий, позволяющие проводить испытания при изменении коэффициента сцепления по пути и как следствие повышение достоверности результатов испытаний.