УНИВЕРСАЛЬНЫЙ СТЕНД ОСИПОВА ДЛЯ ДИАГНОСТИРОВАНИЯ ТОРМОЗОВ И ПОДВЕСКИ АВТОТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА
OSIPOV UNIVERSAL BENCH FOR DIAGNOSIS OF BRAKES AND SUSPENSION OF VEHICLE

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к диагностированию тормозов и подвески автотранспортных средств.
Заявляемое изобретение относится к приоритетному направлению развития науки и технологий «Технологии снижения риска и уменьшения последствий природных и техногенных катастроф» [Алфавитно-предметный указатель к Международной патентной классификации по приоритетным направлениям развития науки и технологий / Ю.Г. Смирнов, Е.В. Скиданова, С.А. Краснов. - М.: ПАТЕНТ, 2008. - с. 65]
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.) с подвижными платформенными опорами для установки колес диагностируемого автотранспортного средства.
Признаками аналога, совпадающими с существенными признаками заявляемого устройства, являются: подвижные в продольном направлении опоры для установки колес диагностируемого автотранспортного средства, горизонтальное расположение опор, одинаковый по площади и форме контакт колеса с опорной поверхностью в стендовых и дорожных условиях.
К недостаткам этого стенда относится большая занимаемая площадь, необходимая для разгона автотранспортного средства, увеличенные геометрические размеры платформ, зависимость результатов диагностирования от точности заезда автотранспортного средства на платформы, зависимость усилия и скорости нажатия на тормозную педаль от квалификации водителя, необходимость повторных контрольных заездов на платформы стенда, невозможность проверки технического состояния подвески, определяющей эффективность торможения. Это не позволяет достичь точности измерения параметров торможения, избежать большого разброса значений измеряемых параметров, проверить состояние подвески и получить достоверную оценку эффективности торможения.
Известен тормозной стенд с подвижными секциями, на которых располагаются роликовые опоры для колес испытываемой оси с приводом от электродвигателя (Патент 2316438, RU, МПК 7 В60Т 17/22, G01L 5/28. Устройство для диагностирования тормозной системы автотранспортного средства. Заявка 2006115873 от 10.05.2006. Зарегистрировано 10.02.2008. Опубликовано 10.02.2008. Бюл. №4).
Признаками аналога, совпадающими с существенными признаками заявляемого устройства, являются: подвижные опоры для установки колес испытываемой оси, привод опор от электродвигателя, наличие измерительного компьютерного комплекса для проверки параметров торможения.
К недостаткам этого стенда относятся: большие затраты электроэнергии, сложность подвески подвижных секций, нестабильность коэффициента сцепления колес, неодинаковый по площади и форме контакт колеса с цилиндрическими роликовыми опорами и горизонтальной плоскостью дороги в стендовых и дорожных условиях, невозможность проверки технического состояния подвески, определяющей эффективность торможения. Это не позволяет достичь точности измерения параметров торможения при вынужденных колебаниях подвески.
Известен испытательный стенд с опорными роликами и маховиками, привод которых возможен от диагностируемого автотранспортного средства (Патент 2276026 C1, RU, МПК В60Т 17/22, G01L 5/28. Испытательный стенд. Заявка 2004130234/11 от 2004.10.12. Опубликовано 2006.05.10).
Признаками аналога, совпадающими с существенными признаками заявляемого устройства, являются: регулируемое расстояние между опорами для установки колес автотранспортного средства, наличие измерительного компьютерного комплекса для проверки параметров торможения.
Недостатками этого стенда являются: значительная продолжительность диагностирования тормозов, нестабильность сцепления колес с опорными роликами, не идентичность пятна контакта колес на стенде и дороге, невозможность проверки технического состояния подвески, определяющей эффективность торможения, загазованность помещения отработавшими газами. Кроме того, диагностирование на этом стенде связано с затратами дорогостоящего жидкого топлива. Это не позволяет с наименьшими затратами достичь точности измерения параметров торможения при вынужденных колебаниях подвески.
Известен стенд для диагностирования тормозов автотранспортных средств (Патент 2323841 C1, RU, МПК В60Т 17/22, G01L 5/28. Стенд для диагностирования тормозов автотранспортного средства. Заявка 2006124360/11 от 2006.07.06. Опубликовано 2008.05.10).
Признаками аналога, совпадающими с существенными признаками заявляемого устройства, являются: подвижные опоры для установки тестируемых колес автотранспортного средства, наличие платформ (рам) и направляющих для опор.
Недостатками этого стенда является: диагностирование тормозов в статике при заблокированных не вращающихся колесах, невозможность количественной оценки диагностических параметров торможения в динамике из-за отсутствия соответствующих измерительных устройств, невозможность количественной оценки устойчивости автотранспортного средства 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, невозможность проверки технического состояния подвески, определяющей эффективность торможения. Это не позволяет с наименьшими затратами достичь точности измерения параметров торможения при вынужденных колебаниях подвески.
Известно устройство импульсного воздействия НИЦИАМТ (научно-исследовательский центральный институт автомобильного транспорта) для проверки технического состояния подвески автотранспортных средств (Рыков С.П. Новое представление и конструкция импульсной неровности для испытания подвески автомобиля / С.П. Рыков, И.А. Хозяшев, И.А. Самарин и др. // Механики - XXI веку: сборник докладов IX Всероссийской с международным участием научно-технической конференции (Россия, г. Братск 13 мая 2010 г.) - Братск: Изд-во БрГУ, 2010. - С. 167-170.
Признаками аналога, совпадающими с существенными признаками заявляемого устройства, являются: подвижные неровности импульсного воздействия, измерительный комплекс для снятия амплитудно-частотных характеристик.
Недостатками этого устройства являются: вертикальная установка пластинчатых неровностей импульсного воздействия, изменяющая жесткость шины по нелинейному закону, невозможность установки неровностей строго по колее колес диагностируемых автотранспортных средств, имеющих разные габариты, сложность проведения испытания передней подвески, связанная с необходимостью быстрого удаления искусственной неровности из под колес задней оси, невозможность проверки параметров торможения. Это не позволяет измерить параметры торможения при вынужденных колебаниях колес автотранспортного средства.
Известен вибростенд Братского государственного университета для проверки технического состояния подвески автотранспортных средств (Рыков С.П. Новое представление и конструкция импульсной неровности для испытания подвески автомобиля / С.П. Рыков, И.А. Хозяшев, И.А. Самарин и др. // Механики - XXI веку: сборник докладов IX Всероссийской с международным участием научно-технической конференции (Россия, г. Братск, 13 мая 2010 г. - Братск: Изд-во БрГУ, 2010. - С. 167-170.) с модернизированными неровностями импульсного воздействия для диагностирования подвески автотранспортных средств.
Признаками аналога, совпадающими с существенными признаками заявляемого устройства, являются: подвижные импульсные неровности, устройство для регулирования силы импульсного воздействия на колеса испытываемой оси, измерительный комплекс для снятия амплитудно-частотных характеристик подвески.
Недостатками этого вибростенда являются: сложность конструкции импульсных неровностей, каждая из которых содержит четыре регулируемых по длине опорных рычага, упругий элемент с регулируемой жесткостью, стопорный механизм со спускной педалью, двумя упорами, пружиной и стопором, невозможность установки импульсных неровностей строго по колее колес диагностируемых автотранспортных средств, имеющих разные габариты, невозможность проверки параметров торможения при вынужденных колебаниях подвески. Это не позволяет измерить параметры торможения при вынужденных колебаниях подвески.
Известен стенд для вибрационных испытаний колесных машин Иркутского государственного технического университета (Королев В.П. Авторское свидетельство №1725086 СССР, G01M 17/00, 7/99. Стенд для вибрационных испытаний колесных машин. - Бюл. №13, 1992).
Признаками аналога, совпадающими с существенными признаками заявляемого устройства, являются: подвижная в разных направлениях площадочная горизонтальная опора для установки колес испытываемого автотранспортного средства, наличие устройств импульсного воздействия на колеса автотранспортного средства для возбуждения колебаний подвески, устройства для фиксации автотранспортного средства на стенде.
Недостатками этого стенда для вибрационных испытаний колесных машин, в том числе автотранспортных средств, являются: сложность конструкции устройств импульсного воздействия на колеса автотранспортного средства, значительные габариты и металлоемкость стенда, невозможность количественной оценки амплитуды и частоты вынужденных колебаний каждой подвески и снятия амплитудно-частотных характеристик последней, невозможность оценки эффективности торможения автотранспортных средств при их вынужденных колебаниях. Это значительно ограничивает область применения данного стенда и не позволяет одновременно проверять тормоза и подвеску, определяющую эффективность торможения автотранспортного средства.
Известен вибростенд Иркутского государственного технического университета для диагностирования подвески автотранспортных средств (Федотов А.И. Повышение эффективности диагностирования технического состояния подвески автотранспортных средств на вибростендах /А.И. Федотов, Нгуен Ван Ньань // Особенности эксплуатации автотранспортных средств в дорожно-климатических условиях Сибири и Крайнего Севера. Проблемы сертификации, диагностики, контроля технического состояния: материалы 83-й научно-технической конференции Ассоциации автомобильных инженеров (Россия, г. Иркутск, 18-20 сентября, 2013 г.) - Иркутск: Изд-во ИрГТУ, 2013. - С. 109-130. Заявка №2010141337 на патент РФ).
Признаками аналога, совпадающими с существенными признаками заявляемого устройства, являются: подвижные в двух направлениях площадочные опоры для установки колес испытываемой оси автотранспортного средства, электрический привод подвижных площадочных опор, измерительный комплекс для снятия амплитудно-частотных характеристик подвески.
Недостатками этого вибростенда являются: сложность конструкции привода площадочных опор, содержащего три электродвигателя, ременные передачи, эксцентрики, кривошипный механизм, шарниры, невозможность установки площадочных опор строго по колее колес диагностируемых автотранспортных средств, имеющих разные габариты, невозможность измерения параметров торможения. Это не позволяет одновременно проверять тормоза и подвеску, определяющую эффективность торможения.
Наиболее близким техническим решением, принятым в качестве прототипа, является модернизированный стенд Осипова для диагностирования тормозов автотранспортного средства (Патент 2545531, RU, МПК 7 В60Т 17/22, G01L 5/28, G01M 17/007. Заявка 2014100563/11 от 09.01.2014. Опубликовано 10.04.2015).
ННМ
НБ
РАЗВ.
Общими признаками прототипа с заявляемым стендом являются: две подвижные в продольном направлении опоры с горизонтальной контактной поверхностью для установки колес испытываемой оси; раздельный привод подвижных опор, не имеющих жесткой связи между собой; шариковые направляющие для перемещения подвижных опор в продольном направлении; платформа с шариковыми направляющими одной из подвижных опор, установленная на направляющих скольжения для перемещения посредством ходовой винтовой передачи в поперечном направлении вместе с подвижной опорой; стальные канаты для перемещения подвижных опор в продольном направлении; два одинаковых по размерам тяговых барабана, находящихся на одном приводном валу, соединенном через вариатор с двигателем электрического или любого другого принципа действия; сцепные управляемые муфты для фиксации тяговых барабанов на приводном валу; стальной канат, наматываемый на центральный барабан для возврата подвижных опор в исходное рабочее положение; устройство, сигнализирующее о начале движения подвижных опор; устройство для определения усилия на тормозной педали и ее автоматического привода; полимерное покрытие с коэффициентом сцепления не меньше 0,8 на горизонтальных контактных поверхностях подвижных опор; датчики угловых скоростей вращения колес; датчики веса, начала движения и силы на каждой подвижной опоре; усилитель, аналого-цифровой преобразователь и компьютер с монитором для обработки сигналов со всех датчиков; роликовые опоры для установки нетестируемых колес полноприводных автотранспортных средств; устройства для фиксации автотранспортных средств на стенде; существующая гостированная методика постановки диагноза, или авторская методика с учетом коэффициента неравномерности нарастания тормозного момента К, коэффициента неравномерности блокирования колес оси по времени К и разворачивающего момента М, характеризующего устойчивость автотранспортного средства при торможении.
Недостатками прототипа являются:
- погрешности измерения параметров торможения, связанные с появлением при торможении вынужденных колебаний, изменяющих сцепление колес с опорной поверхностью, а следовательно, эффективность торможения;
- отсутствие устройств импульсного воздействия на колеса автотранспортного средства для диагностирования его подвески;
- отсутствие измерительного комплекса для снятия амплитудно-частотных характеристик подвески автотранспортного средства.
Сопоставительный анализ показывает, что заявляемый способ отличается от прототипа, т.е. соответствует требованиям, предъявляемым к изобретению по критерию «новизна».
Заявляемое изобретение направлено на решение следующих задач: во-первых, измерения параметров торможения автотранспортного средства при вынужденных колебаниях подвески и изменении сцепления колес с опорной поверхностью; во-вторых, обеспечения возможности снятия амплитудно-частотных характеристик подвески и, в третьих, повышения качества измерения параметров торможения и снятия амплитудно-частотных характеристик подвески для получения достоверного диагноза технического состояния тормозов и подвески.
В соответствии с поставленными задачами техническим результатом изобретения являются: измерение параметров торможения автотранспортного средства при вынужденных колебаниях колес и изменении их сцепления с опорной поверхностью; оборудование подвижных опор искусственными неровностями импульсного воздействия на колеса испытываемой оси для получения вынужденных колебаний; снятие амплитудно-частотных характеристик подвески.
Технический результат изобретения достигается тем, что в патентуемом универсальном стенде для диагностирования тормозов и подвески автотранспортного средства, содержащем две подвижные в продольном направлении опоры с горизонтальной контактной поверхностью для установки колес испытываемой оси, раздельный привод подвижных опор, шариковые направляющие для перемещения подвижных опор в продольном направлении, платформу, на которой расположены шариковые направляющие одной из подвижных опор, установленную на направляющих скольжения с возможностью перемещения в продольном направлении посредством ходовой винтовой передачи для выставления перемещаемой опоры по колее колес испытываемой оси, стальные канаты, соединяющие подвижные опоры через вариатор с двигателем электрического или любого другого принципа действия, тяговые барабаны, свободно установленные на одном приводном валу и для жесткого соединения с ним снабженные сцепными управляемыми муфтами, находящимися на шлицах приводного вала, стальной канат для возврата подвижных опор в исходное рабочее положение, соединяющий подвижные опоры с центральным барабаном, установленным аналогичным образом на одном приводном валу между тяговыми барабанами, устройство, сигнализирующее о начале движения подвижных опор, устройство для определения усилия на тормозной педали и ее автоматического привода, датчики веса, тормозной силы на каждой подвижной опоре, датчики угловых скоростей колес, усилитель, аналого-цифровой преобразователь, компьютер с монитором для обработки сигналов со всех датчиков, полимерное покрытие с коэффициентом сцепления не меньше 0,8 на горизонтальных контактных поверхностях подвижных опор, роликовые опоры для установки нетестируемых колес полноприводных автотранспортных средств, фиксирующие устройства, не допускающие перемещения автотранспортных средств при диагностировании тормозов, согласно изобретению каждая из подвижных в продольном направлении опор оборудована искусственной неровностью импульсного воздействия, имеющей возможность приподниматься над поверхностью подвижной опоры автоматически при наезде колеса на курок спускового устройства или вручную оператором посредством механического привода, стенд содержит измерительный компьютерный комплекс, включающий датчики вертикальных перемещений для снятия амплитудно-частотных характеристик подвески.
Проведенный дополнительный сопоставительный анализ патентной и научно-технической информации не выявил источники, содержащие сведения об известности совокупности отличительных признаков заявляемого универсального стенда для диагностирования тормозов и подвески автотранспортного средства, что свидетельствует о его соответствии критерию «изобретательский уровень».
Сущность изобретения поясняется чертежами:
Фиг. 1 - Принципиальная схема заявляемого универсального стенда.
Фиг. 2 - Схема пластинчатой искусственной неровности импульсного воздействия, монтируемой на подвижных опорах - поднятая.
Фиг. 3 - Схема пластинчатой искусственной неровности импульсного воздействия, монтируемой на подвижных опорах - опущенная (убранная).
Фиг. 4 - Схема сегментной искусственной неровности импульсного воздействия, монтируемой на подвижных опорах - опущенная (убранная).
Фиг. 5 - Схема сегментной искусственной неровности импульсного воздействия, монтируемой на подвижных опорах - поднятая.
На фиг. 1, фиг. 2, фиг. 3, фиг. 4 и фиг. 5 приняты следующие условные обозначения:
1 - подвижная опора для установки колес;
2 - тяговый барабан подвижной опоры;
3 - двигатель электрического или другого принципа действия;
4 - вариатор, изменяющий скорость вращения тягового барабана;
5 - шариковая направляющая для продольного перемещения опор;
6 - световое сигнальное устройство;
7 - устройство для привода тормозной педали и определения усилия;
8 - упор для колес неполноприводных автотранспортных средств;
9 - датчик весовой нагрузки на колесо;
10 - датчик начала движения подвижной опоры;
11 - датчик силы (тормозного усилия);
12 - усилитель сигналов, поступающих от всех датчиков;
13 - аналого-цифровой преобразователь поступающих сигналов;
14 - компьютер;
15 - распечатывающее устройство;
16 - монитор;
17- роликовая опора для колес полноприводных транспортных средств;
18 - датчик угловых скоростей вращения колес;
19 - подвижная в поперечном направлении платформа;
20 - направляющая скольжения подвижной платформы;
21 - ходовая винтовая передача подвижной платформы;
22 - стальной канат привода подвижной опоры;
23 - датчик вертикальных перемещений, установленный на штативе;
24 - шарнирное соединение;
25 - поднимающаяся под острым углом пластина;
26 - широкопрофильный кулачок с червячным приводом;
27 - проворачивающийся на оси сегмент;
28 - ось сегмента;
29 - пружина;
30 - устройство, фиксирующее сегмент в утопленном положении;
31 - спусковое устройство;
Стенд содержит две несвязанные между собой подвижные опоры 1 для установки колес испытываемой оси автотранспортного средства (фиг. 1). Привод каждой опоры осуществляется стальным канатом 22, наматываемым на самостоятельный тяговый барабан 2, свободно установленный на общем приводном валу. Приводной вал барабанов вращается в установочных подшипниках двигателем 3 через вариатор 4 с необходимой скоростью и требуемым усилием. Посредством сцепных управляемых муфт тяговые барабаны 2 жестко фиксируются на своем общем приводном валу таким образом, что крепления стальных канатов 22 к тяговым барабанам 2 находятся на продолжении оси симметрии подвижных опор 1. При вращении приводного вала вместе с тяговыми барабанами 2 стальные канаты 22 равномерно наматываются на барабаны и синхронно перемещают по шариковым направляющим 5 подвижные опора 1 в продольном направлении навстречу колесам автотранспортного средства. Возврат каждой подвижной опоры 1 в исходное рабочее положение осуществляется одним центральным стальным канатом, наматываемым на центральный барабан возврата при помощи уравнителя и двух самостоятельных блоков. На видном из кабины автотранспортного средства месте установлено устройство 6, сигнализирующее о начале движения подвижных опор. В состав стенда входит устройство 7 для определения усилия на тормозной педали и ее автоматического привода (педаметр), датчики угловых скоростей 18 вращения тестируемых колес, два упора 8, исключающих при диагностировании откат автотранспортного средства назад, роликовые опоры 17 для установки нетестируемых колес полноприводных автотранспортных средств и устройства фиксации последних на стенде. На каждой подвижной опоре 1 установлен датчик веса 9, датчик начала движения 10 и датчик тормозной силы 11. Сигналы от всех вышеперечисленных датчиков и измерительных устройств поступают в измерительную компьютерную систему, содержащую усилитель сигналов 12, аналого-цифровой преобразователь 13, компьютер 14, распечатывающее устройство 15 и монитор 16. Для перемещения одной из подвижных опор (например, правой) в поперечном направлении при выставке этой опоры по колее колес испытываемой оси стенд содержит подвижную платформу 19, перемещаемую в поперечном направлении по направляющим скольжения 20 посредством ходовой винтовой передачи 21 вместе с правой подвижной в продольном направлении опорой.
П
T
СР
С
Н
ННМ
НБ
РАЗВ.
Диагностирование тормозов автотранспортного средства на заявленном универсальном стенде осуществляется по авторской методике, отличающейся от известных методов диагностирования тем, что в ней при постановке диагноза эффективности тормозов и устойчивости автотранспортного средства при торможении, наряду с параметрами, регламентируемыми ГОСТ Р 51709-2001 (ГОСТ Р 51709-2001. Автотранспортные средства. Требования в месте безопасности к техническому состоянию и методы проверки. - Взамен ГОСТ 25478-91; введ. 2002-01-01 - М.: Госстандарт России: Изд-во стандартов, 2001. - 44 с): усилием на органе управления Р, удельной тормозной силой Y, относительной разностью тормозных сил F, а также временем срабатывания тормозной системы τ=(τ+τ) (при дорожных испытаниях), используются новые наиболее информативные оценочные параметры: коэффициент неравномерности нарастания тормозного момента К, характеризующий различие в интенсивности роста тормозного момента на колесах одной оси, коэффициент неравномерности блокирования колес одной оси по времени К и разворачивающий момент М, характеризующий устойчивость автотранспортного средства при торможении.
ННМ
Численная величина коэффициента К определяется из выражения
где - темп нарастания тормозного момента на левом, правом колесе соответственно.
НБ
Коэффициент неравномерности блокирования колес оси по времени К определяется как
Б.К. ЛЕВ.
Б.К. ПР.
где t, t - время блокирования левого, правого колеса одной оси.
РАЗВ
Разворачивающий момент М, определяется по формуле
X
где R - значения продольных реакций колес;
А
В - колея автотранспортного средства.
Согласно авторской методике диагностирование тормозов на заявленном стенде осуществляется в следующей последовательности.
1. Посредством ходовой винтовой передачи 21, перемещающей платформу 19 в поперечном направлении по направляющим скольжения 20, правая подвижная опора 1 стенда выставляется строго по колее колес испытываемой оси;
2. Тяговые барабаны 2 выставляются на своем приводном валу так, что крепления стальных канатов 22 к барабанам находятся на продолжении оси симметрии соответствующих подвижных опор 1, после чего барабаны жестко фиксируются в этом положении посредством сцепных управляемых муфт;
3. Автотранспортное средство аккуратно (медленно) въезжает колесами испытываемой оси на подвижные опоры 1 стенда, при этом колеса устанавливаются на продольные оси симметрии этих опор;
4. Автотранспортное средство фиксируется от перемещения в продольном направлении назад с помощью двух упоров 8, устанавливаемых под колеса нетестируемой оси;
5. На педаль тормоза устанавливается устройство 7 для определения усилия и автоматического привода педали;
6. Вариатором 4 в системе приводного вала барабанов 2 устанавливается тяговое усилие, соответствующее номинальному усилию торможения диагностируемого автотранспортного средства;
7. Выхлопная труба автотранспортного средства при диагностировании последнего в закрытом помещении соединяется с системой отсоса отработавших газов, и пускается двигатель для приведения тормозной системы в рабочее состояние;
8. Автоматически или диагностом (оператором) вручную включается в работу двигатель 3 и тяговые барабаны 2, жестко соединенные со своим приводным валом, начинают наматывать на себя стальные канаты 22;
9. Под действием тяговых усилий стальных канатов 22 подвижные опоры 1 синхронно перемещаются на шариковых направляющих 5 в продольном направлении навстречу автотранспортному средству, приводя его колеса во вращение;
10. При движении подвижных опор 1 срабатывают расположенные на них датчики начала движения 10, и включается устройство 6, сигнализирующее о начале движения подвижных опор 1;
11. 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;
12. В процессе торможения колес испытываемой оси сигналы с устройства 7, расположенного на тормозной педали, датчиков веса 9, датчиков начала движения 10, датчиков силы (тормозного усилия) 11, расположенных на подвижных опорах 1, и датчиков угловых скоростей 18 вращения тестируемых колес поступают на усиление в усилитель сигналов 12, аналого-цифровой преобразователь 13 и далее на обработку в компьютер 14.
13. При остановке вращающихся колес испытываемой оси (блокировании, с учетом угловых колебаний колес на жесткостях подвески или без учета колебаний, в зависимости от задач диагностирования) двигатель 3 отключается, приводной вал тяговых барабанов 2 перестает вращаться, подвижные опоры 1 останавливаются и автотранспортное средство съезжает со стенда.
14. Посредством сцепных управляемых муфт тяговые барабаны 2 отсоединяются от своего приводного вала и с этим валом сцепной управляемой муфтой жестко соединяется центральный барабан возврата подвижных опор 1 в первоначальное рабочее положение.
15. Включается двигатель 3 и на центральный барабан возврата подвижных опор 1 наматывается центральный стальной канат, который при помощи уравнителя и двух блоков возвращает подвижные опоры 1 в исходное рабочее положение.
16. Автотранспортное средство въезжает колесами нетестированной оси на подвижные опоры 1 стенда, и операции повторяются до проверки тормозов колес всех осей.
При диагностировании полноприводных автотранспортных средств колеса нетестируемой оси (осей) устанавливаются на роликовые опоры 17, входящие в комплектацию стенда, и автотранспортное средство фиксируется на стенде дополнительными удерживающими устройствами.
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.
В отличие от прототипа на заявленном универсальном стенде, кроме диагностирования тормозов, можно осуществлять проверку технического состояния подвески и снимать ее амплитудно-частотные характеристики.
Диагностирование подвески на заявленном стенде осуществляется в следующей последовательности.
1. Посредством ходовой винтовой передачи 21, перемещающей платформу 19 в поперечном направлении по направляющим скольжения 20, правая подвижная опора 1 стенда выставляется строго по колее колес испытываемой оси;
2. Тяговые барабаны 2 выставляются на своем приводном валу так, что крепления стальных канатов 22 к барабанам находятся на продолжении оси симметрии соответствующих подвижных опор 1, после чего барабаны жестко фиксируются в этом положении посредством сцепных управляемых муфт;
3. Автотранспортное средство аккуратно (медленно) въезжает колесами испытываемой оси на подвижные опоры 1 стенда, при этом колеса устанавливаются на продольные оси симметрии этих опор перед искусственными неровностями;
4. Автотранспортное средство фиксируется от перемещения в продольном направлении назад с помощью двух упоров 8, устанавливаемых под колеса нетестируемой оси;
5. Автоматически или диагностом (оператором) вручную посредством механических червячных передач пластины 25 искусственных неровностей импульсного воздействия, показанные на фиг. 2 и фиг. 3, поворотом широкопрофильных кулачков 26 по часовой стрелки приподнимаются над поверхностями подвижных опор 1 под заданным острым углом;
6. Автоматически или диагностом (оператором) вручную включается в работу двигатель 3 и тяговые барабаны 2, жестко соединенные со своим приводным валом, начинают наматывать на себя стальные канаты 22;
7. Под действием тяговых усилий стальных канатов 22 подвижные опоры 1 синхронно перемещаются на шариковых направляющих 5 в продольном направлении навстречу автотранспортному средству, приводя его колеса во вращение;
8. При движении подвижных опор 1 срабатывают расположенные на них датчики начала движения 10, и включается устройство 6, сигнализирующее о начале движения подвижных опор 1;
9. По сигналу устройства 6 сигналы с датчиков вертикальных перемещений 23 и датчиков угловых скоростей 18 вращения тестируемых колес поступают на усиление в усилитель сигналов 12, аналого-цифровой преобразователь 13 и далее на обработку в компьютер 14.
10. При переезде колесами диагностируемой оси приподнятых над поверхностями подвижных опор 1 пластин 25 искусственных неровностей импульсного воздействия возникают вынужденные колебания, которые обрабатываются измерительным комплексом и выдаются на экран монитора 16 и распечатывающее устройство 15 в виде амплитудно-частотных характеристик подвески;
11. После прохождения колесами диагностируемой оси приподнятых над поверхностями подвижных опор 1 пластин 25 искусственных неровностей импульсного воздействия и снятия амплитудно-частотных характеристик подвески двигатель 3 отключается, приводной вал тяговых барабанов 2 перестает вращаться, подвижные опоры 1 останавливаются и автотранспортное средство съезжает со стенда.
12. Автоматически или диагностом (оператором) вручную посредством червячных передач пластины 25 искусственных неровностей импульсного воздействия при повороте широкопрофильных кулачков 26 против часовой стрелки опускаются под своим весом на поверхности подвижных опор 1;
13. Посредством сцепных управляемых муфт тяговые барабаны 2 отсоединяются от своего приводного вала и с этим валом центральной сцепной управляемой муфтой жестко соединяется центральный барабан возврата подвижных опор 1 в исходное рабочее положение.
14. Включается двигатель 3 и на центральный барабан возврата наматывается центральный стальной канат, который при помощи уравнителя и двух блоков возвращает подвижные опоры 1 в исходное рабочее положение.
15. Автотранспортное средство въезжает колесами нетестированной оси на подвижные опоры 1 стенда, и операции повторяются до проверки подвески колес всех осей.
Заявляемый универсальный стенд позволяет одновременно диагностировать тормоза и подвеску автотранспортного средства в аналогичных вышеописанных последовательностях, при этом появляется реальная возможность получения объективной оценки эффективности торможения при вынужденных колебаниях подвески.
При одновременном диагностировании тормозов и подвески последовательность операций пунктов 8, 9, 10 и 11, установленная при диагностировании подвески, будет скорректирована следующим образом:
8. При въезде колес диагностируемой оси на приподнятые над поверхностями подвижных опор 1 пластины 25 искусственных неровностей импульсного воздействия срабатывают расположенные на опорах датчики начала движения 10, и включается устройство 6, сигнализирующее о начале торможения колес;
9. 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;
10. В процессе торможения сигналы с устройства 7, расположенного на тормозной педали, датчиков веса 9, датчиков начала движения 10, датчиков силы (тормозного усилия) 11, расположенных на подвижных опорах 1, датчиков угловых скоростей 18 вращения тестируемых колес и датчиков вертикальных перемещений 23, поступают на усиление в усилитель сигналов 12, аналого-цифровой преобразователь 13 и далее в компьютер 14, обрабатываются измерительным комплексом и выдаются на экран монитора 16 и распечатывающее устройство 15 в виде тормозных диаграмм тестируемых колес и амплитудно-частотных характеристик подвески;
11. После прохождения колесами диагностируемой оси приподнятых над поверхностями подвижных опор пластин 25 искусственных неровностей импульсного воздействия, остановки вращающихся колес испытываемой оси, получения тормозных диаграмм тестируемых колес и снятия амплитудно-частотных характеристик подвески двигатель 3 отключается, приводной вал тяговых барабанов 2 перестает вращаться, подвижные опоры 1 останавливаются и автотранспортное средство съезжает со стенда.
При начале торможения до въезда колес на пластины 25 искусственных неровностей (т.е. до п. 8) заявляемый универсальный стенд позволяет имитировать реальные дорожные условия и дает возможность оценить параметры торможения и амплитудно-частотные характеристики подвески автотранспортных средств, преодолевающих дорожные неровности при заторможенных колесах.
Для импульсного воздействия на тестируемые колеса на подвижные опоры 1 универсального стенда могут устанавливаться искусственные неровности других конструкций, например сегментные неровности, показанные на фиг. 4 и фиг. 5.
Сегментная искусственная неровность состоит из сегмента 27, установленного на оси 28, фиксирующего устройства 30, удерживающего сегмент в утопленном положении заподлицо с поверхностью подвижной опорой 1, спускового устройства 31, курок которого в виде стержня со шляпкой выведен на поверхность подвижной опоры 1, и пружины, проворачивающей сегмент на оси для импульсного воздействия на колесо и сообщения ему дополнительной угловой скорости вращения.
Срабатывает сегментная искусственная неровность импульсного воздействия при диагностировании тормозов и подвески автоматически. При «наезде» вращающегося колеса тестируемой оси на шляпку курка его стержень утапливается вниз и освобождает фиксирующее устройство 30, удерживающее сегмент в утопленном положении. Под действием силы упругости пружины 29 сегмент 27 проворачивается на своей оси 28, выходит на поверхность подвижной опоры 1, импульсно воздействует на колесо и сообщает ему дополнительную угловую скорость вращения. Последнее способствует приближению стендовых условий диагностирования тормозов и подвески к реальным дорожным условиям.
Таким образом, вышеописанный заявляемый универсальный стенд позволяет достоверно диагностировать тормоза и подвеску автотранспортных средств с разной базой и числом осей, а также любой колесной формулой в условиях, максимально приближенных к реальным дорожным условиям торможения при вынужденных колебаниях подвески как по существующим гостированным, так и по новой авторской методике.