ИСПЫТАТЕЛЬНЫЙ СТЕНД
TEST BENCH

Изобретение относится к области автомобилестроения, а именно к диагностированию тормозных систем автомобилей, и может быть использовано в испытательных стендах не только для диагностирования тормозной системы автомобиля, но и для доводки антиблокировочных систем (АБС) и диагностики правильности монтажа АБС после ремонта, сборки на конвейере и правильности функционирования в процессе эксплуатации.
Известен испытательный стенд по патенту Российской Федерации №2241618, кл. B60T 17/22, G01L 5/28, 2004 г., содержащий маховик, который соединен валами опорных роликов с возможностью передачи им крутящего момента, на валах установлены устройства для измерения крутящих моментов, пропорциональных тормозным силам на колесах автомобиля, а стенд выполнен с возможностью приведения его в движение с помощью испытуемого автомобиля и изменения расстояния между передней и задней платформами.
Основной недостаток стенда заключается в наличии в нем инерционных масс и привода опорных роликов от колес испытуемого автомобиля.
Известен испытательный стенд по патенту Российской Федерации №2276026, кл. B60T 17/22, G01L 5/28, 2006 г., принятый заявителем за прототип. Он содержит раму, закрепленные на ней подвижную и неподвижную платформы с опорными роликами и следящими роликами, четыре маховика, расположенные по периметру стенда, выполненного с возможностью приведения его в действие с помощью испытуемого автомобиля. Дополнительно он содержит установленные на валах опорных роликов устройства для измерения крутящих моментов, пропорциональных тормозным силам на колесах автомобиля, устройства для измерения угловых скоростей опорных роликов, следящие ролики и выполнен с возможностью изменения расстояния между передней и задней платформами, причем каждая секция стенда содержит маховик, соответствующий диагностируемому колесу, при этом маховики кинематически связаны между собой посредством клиноременных передач и регулирующего вала, установленного в направляющих между парами секций, и жестко связаны с соответствующими опорными роликами, взаимодействующими с колесами автомобиля, а установленные на валах опорных роликов устройства для измерения крутящих моментов, пропорциональных тормозным силам на колесах автомобиля, расположены между опорными роликами и соответствующими им маховиками.
Однако он содержит большие маховые массы и приводится в работу от колес испытуемого автомобиля, что усложняет его конструкцию и снижает качество испытания, не имеет возможности испытывать по отдельности каждое колесо, создавая ему различные дорожные условия, не имеет возможность диагностировать саму антиблокировочную систему и осуществлять ее доводку.
Технической задачей изобретения является создание испытательного стенда, работающего без инерционных масс, не использующего испытуемый автомобиль в качестве привода опорных роликов, и имеющего возможность задать свой режим работы каждому колесу отдельно, то есть создать стенд, имитирующий различные дорожные покрытия в различных условиях: вода, лед, снег, грязь с различными коэффициентами сцепления, а именно, создать стенд не только для испытания тормозной системы, но и для диагностики АБС и ее доводки.
Поставленная задача решается тем, что в предлагаемом решении стенд снабжен датчиком усилия на рычаге 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 соосно с приводным опорным роликом и с возможностью поворота относительно его оси и связан посредством рычага с датчиком сил, каждый из которых жестко закреплен на подвижной и неподвижной платформах для каждой пары опорных роликов, причем стенд выполнен с возможностью диагностирования работоспособности антиблокировочной системы автомобиля посредством моделирования различных дорожных покрытий с различными коэффициентами сцепления и для одного колеса в отдельности, и попарно взятых колес автомобиля, и для трех колес, и для всех четырех колес автомобиля.
Кроме того, датчик усилия на рычаге стояночного тормоза размещен на рукоятке привода стояночного тормоза, а монитор водителя выполнен с возможностью размещения в салоне автомобиля.
Кроме того, монитор водителя выполнен с возможностью передачи команд водителю, подаваемых пультом управления во время испытаний, и передачи команд от водителя к системе управления.
На фиг.1 изображена схема испытательного стенда, вид сверху;
на фиг.2 - сечение А-А на фиг.1, вид сбоку;
на фиг.3 - размещение привода опорных роликов на платформе, соединение его рычагом с датчиком сил;
на фиг.4 - размещение датчика усилия на рычаге стояночного тормоза на рукоятке привода стояночного тормоза;
на фиг.5 - графики зависимости угловой скорости от времени при различных дорожных покрытиях с различными коэффициентами сцепления;
на фиг.6 - схемы включения колес в испытания: а) - для одного колеса в отдельности, б) - для попарно взятых колес, в) - для трех колес.
Испытательный стенд содержит подвижную 1 и неподвижную 2 платформы, размещенные на общем фундаменте 3. На каждой платформе 1 и 2 размещены по две пары опорных роликов 4. В каждой паре опорных роликов 4 один из роликов выполнен приводным, а между ними установлены следящие ролики 5.
Привод опорных роликов 4 выполнен в виде мотор-редуктора 6 и установлен для каждой пары опорных роликов 4 на подвижной 1 и неподвижной 2 платформах. Вращение мотор-редуктор 6 передает на приводной опорный ролик, а с него на другой опорный ролик пары посредством гибкой связи, которой они соединены между собой, например, цепью 7. Каждый мотор-редуктор 6 установлен соосно с приводным опорным роликом с возможностью поворота относительно его оси и связан посредством рычага 8 с датчиком сил 9, каждый из которых жестко установлен на платформах 1 и 2 для каждой пары опорных роликов 4.
На одном из опорных роликов 4 каждой пары установлен датчик скорости ролика 10.
Кроме того, испытательный стенд снабжен, установленным на рычаге 11, датчиком усилия на рычаге стояночного тормоза 12 и монитором водителя 13.
Датчик усилия стояночного тормоза 12 размещен на рукоятке 14 привода стояночного тормоза. А монитор водителя 13 может быть размещен в салоне автомобиля или вне его. Например, может быть установлен на стойке перед автомобилем, и выполнен с возможностью передачи команд водителю, подаваемых системой управления во время испытаний, а также наоборот. В случае невыполнения вообще, или не до конца выполненных операций, монитор водителя 13 имеет возможность передачи команд от водителя к системе управления.
Датчик скорости ролика 10 каждой пары опорных роликов 4 соединен с частотным регулируемым приводом 15, 16, 17 и 18, который является обратной связью по частоте вращения опорного ролика 4.
А датчики сил 9, датчик усилия на педали тормоза 19 и датчик усилия на рычаге стояночного тормоза 12 соединены с контроллером 20, который соединен с персональным компьютером 21, вместе с монитором водителя 13 они образуют систему управления стендом.
Причем, кроме проведения испытаний тормозной системы автомобиля стенд выполнен с возможностью диагностирования работоспособности антиблокировочной системы автомобиля посредством моделирования различных дорожных покрытий с различными коэффициентами сцепления и для одного колеса в отдельности, и попарно взятых колес автомобиля, и для трех колес и для всех четырех колес автомобиля.
Испытательный стенд работает следующим образом.
1. Перед началом испытаний посредством подвижной 1 платформы настраивают стенд на нужную базу испытуемого автомобиля. Затем осуществляют въезд на стенд.
2. Производят запуск двигателя внутреннего сгорания, а мотор-редуктор 6 приводит во вращение опорные ролики 4 подвижной 1 и неподвижной 2 платформ, а через них и испытуемые колеса автомобиля и раскручивают их до заданной скорости 5-20 км/ч.
3. Далее осуществляют «движение» с постоянной скоростью v=const.
4. Осуществляют нажатие на педаль тормоза с заданным усилием по команде, передаваемой на монитор водителя 13 системой управления.
5. Изменяют (уменьшают) угловую скорость вращения опорных роликов 4 моделируемого колеса по заданному закону ω=f(t).
6. Измеряют тормозную силу посредством датчика сил 9 на моделируемом колесе.
7. По характеру изменения тормозной силы на моделируемом колесе определяют работоспособность антиблокировочной системы на данном колесе.
Для определения работоспособности АБС на других колесах необходимо повторить операции по пунктам 5, 6 и 7, причем моделировать могут одновременно и 2, и 3, и 4 колеса.
Для проверки усилия на рычаге стояночного тормоза необходимо поднять рычаг 11 привода стояночного тормоза из нулевого положения и датчик усилия на рычаге стояночного тормоза 12 покажет реальное усилие. Полученное усилие используют для оценки состояния стояночной тормозной системы. В случае недостаточности усилия на рычаге 11 стояночного тормоза, необходимо произвести натяжку тросика стояночного тормоза. В случае недостаточности тормозных сил на колесах при заданном усилии на рычаге 11 стояночного тормоза, необходимо отремонтировать стояночную тормозную систему.
Моделирование различных дорожных покрытий с различными коэффициентами сцепления, а именно, вода, лед, снег, грязь и т.п., для любого выбранного для испытания колеса, осуществляют посредством системы управления.
При этом коэффициент сцепления задают законом изменения угловой скорости ω=f(t) при нажатой педали тормоза: чем меньше коэффициент сцепления, тем быстрее уменьшается угловая скорость. На фиг.5 изображены графики для различных дорожных условий: кривая 22 - для льда, кривая 23 - для мокрого асфальта, кривая 24 - для сухого асфальта..
Поэтому предложенный стенд возможно использовать и для доводки самой АБС на скорости от 0 до 200 км/ч, и для диагностики правильности монтажа системы (установки датчиков, устройств) после ремонта, сборки на конвейере и диагностики функционирования АБС в процессе эксплуатации.
Использование предлагаемого технического решения позволило создать испытательный стенд, работающий без маховых масс, использующий в качестве привода опорных роликов мотор-редуктор, имеющий возможность задать свой режим работы каждому колесу отдельно, имитирующий различные дорожные покрытия с различными коэффициентами: вода, лед, снег, грязь.