УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ВЕСА ОСИ АВТОМОБИЛЯ НА ТОРМОЗНЫХ СТЕНДАХ С БЕГОВЫМИ БАРАБАНАМИ (ВАРИАНТЫ)

Группа полезных моделей относится к области машиностроения, а именно к устройствам для испытания тормозных качеств автотранспортных средств, в частности, измерения веса оси диагностируемого автомобиля, необходимого для расчета удельной тормозной силы согласно ГОСТ Р 51709-2001.
Известно устройство для диагностирования тормозных систем автотранспортных средств, позволяющее измерять вес оси диагностируемого автомобиля (Стенды тормозные универсальные СТМ-8000». Руководство по эксплуатации М 141.000.00.00. РЭ, издание научно-производственной фирмы «МЕТА», стр.5-6). Оно включает в себя опорно-приводное и измерительные устройства.
Опорно-приводное устройство состоит из платформы (рамы), двух пар опорных и приводных беговых барабанов (роликов) соединенными цепной передачей, на которые поочередно устанавливаются колеса осей автотранспортного средства, и приводных электродвигателей для вращения приводных роликов.
Измерительное устройство включает в себя два датчика для измерения тормозной силы, на которые воздействуют рычаги статоров приводных электродвигателей, четыре датчика веса, измеряющие вес диагностируемой оси автомобиля, противоблокировочное устройство, сигнализирующее о прекращении вращения колеса.
Процесс диагностирования осуществляется следующим образом. Автотранспортное средство подготавливают для диагностирования согласно ГОСТ Р 51709-2001. Автомобиль медленно заезжает на опорные устройства, через 5 секунд компьютер стенда измеряет вес оси автомобиля и включаются приводные электродвигатели и, вращая колеса роликами стенда, постепенно нажимают на тормозную педаль. Возникающие при этом тормозные силы измеряют по величине реактивных моментов на статорах приводных электродвигателей. Одновременно измеряют ряд других диагностических параметров: зависимость изменения тормозной силы от силы давления на педаль тормоза; силу и постоянство сопротивления незаторможенного колеса; время срабатывания тормозных механизмов и др.
Недостатком данного устройства является довольно высокая погрешность измерения веса диагностируемой оси автомобиля - до 12%. Погрешность измерения по ГОСТ Р 51709-2001 веса автомобиля и удельной тормозной силы не должна превышать ±3%. Погрешность измерения веса стендом возникает из-за вынужденных колебаний автомобиля на жесткостях подвески и покрышек колес вследствие измерения веса диагностируемой оси автомобиля после заезда оси автомобиля на опорные устройства. Колебания не успевают затухать, по истечению 5 секунд после заезда диагностируемой оси автомобиля, стенд производит измерение веса оси. Фиг.1 и Фиг.2 иллюстрируют зависимости изменения нагрузки диагностируемой оси от времени в процессе заезда диагностируемой оси на опорные устройства стенда.
Известно устройство для диагностирования тормозной системы автотранспортного средства с выносными платформами (устройствами) для измерения веса оси автомобиля. (Стенды тормозные силовой модели СТС-2, Руководство по эксплуатации СТС2.00.00.000РЭ, издание закрытого акционерного общества «НовГАРО». стр.9-22).
Оно содержит две отдельные выносные платформы, установленные вровень с опорной поверхностью для измерения веса диагностируемой оси автомобиля, неподвижную платформу, включающую две одинаковые секции с установленными на них приводными и опорными роликами, соединенными цепной передачей, при этом приводные ролики связаны с приводными электродвигателями для обеспечения их вращения.
Данное устройство измеряет отдельно вес диагностируемой оси автомобиля в режиме проезда по выносным платформам со скоростью 0,5-1 км/час, тормозную силу (по каждому колесу в отдельности), время срабатывания тормозного привода и др. Процесс диагностирования автотранспортного средства аналогичен тому, который производится на устройстве, описанном выше, за исключением следующих особенностей. Вес оси автомобиля измеряется отдельными выносными платформами при наезде на них колес осей диагностируемого автомобиля.
Недостатком устройства является сложность конструкции из-за необходимости применять отдельно от тормозного стенда две выносные платформы для взвешивания осей диагностируемого автомобиля, что увеличивает время диагностирования, стоимость диагностического оборудования и монтажных работ.
Известно устройство для диагностирования тормозной системы автотранспортного средства, позволяющее измерять тормозные силы на колесах автомобиля. (Техническая эксплуатация автомобилей: учебник для вузов/Под ред. Г.В.Крамаренко. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Транспорт, 1983, стр.146, рис.6.35).
Устройство предназначено для общего экспрессного диагностирования тормозной системы автотранспортного средства. Оно состоит из четырех подвижных платформ с рифленой поверхностью, на которые наезжает автотранспортное средство колесами со скоростью 6-12 км/ч и останавливается при резком торможении. Под влиянием возникающих при этом сил инерции автотранспортного средства, сил трения между шинами и поверхностями площадок происходит перемещение платформ. Величина перемещения каждой платформы (пропорциональная тормозной силе) измеряется датчиками и фиксируется измерительными приборами, расположенными на пульте.
Недостатком данного устройства является не возможность измерения веса автомобиля и большая погрешность измерения, связанная с невозможностью измерения проскальзывания колес автомобиля и его точностью заезда при диагностировании, что снижает достоверность.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату и принятым за прототип устройства, охарактеризованного пунктом 1 формулы полезной модели, является устройство для контроля эффективности торможения легковых автомобилей (Стенды тормозные малогабаритные «СТМ-3500», РЭ г.Жигулевск), позволяющее измерять вес осей автотранспортного средства, содержащее неподвижную платформу, включающую две одинаковые секции с установленными на каждой из них приводным и опорным роликами. Ролики соединены цепной передачей, при этом приводные ролики связаны с приводными электродвигателями, используемыми для вывода автотранспортного средства в режим начальной скорости торможения. Устройство содержит узлы для измерения веса оси диагностируемого автомобиля, тормозной силы для каждого колеса автотранспортного средства и следящие ролики, установленные в одинаковых секциях неподвижной платформы.
Общими признаками прототипа с заявляемым устройством являются:
устройство измерения веса оси автотранспортного средства, включающее в себя четыре датчика веса, и приводные электродвигатели, установленные на неподвижной платформе, включающей две одинаковые секции, где размещены приводной, опорный и следящий ролики. Опорные и приводные ролики связаны друг с другом цепной передачей.
Недостатком прототипа является то, что он измерят нагрузку на диагностируемую ось автомобиля с погрешностью до 12%, как это видно из фиг.1 и фиг.2. Причем на величину погрешности влияет тип, техническое состояние подвески автомобиля и темп заезда автомобиля на стенд. Снижение скорости заезда автомобиля на платформу стенда влечет за собой увеличение погрешности (см. фиг.2).
За прототип полезной модели, охарактеризованной пунктом 2 формулы, принято устройство для диагностирования тормозных систем легковых и грузовых автотранспортных средств (Стенды тормозные силовые «Универсальный стенд контроля тормозных систем СТС-10У-СП-11». Руководство по эксплуатации СТС10У.11.00.00.000 РЭ, издание закрытого акционерного общества «НовГАРО», стр.15-27), позволяющее определять вес осей автомобиля и другие параметры эффективности тормозных систем, устойчивости при торможении автотранспортных средств. Известное устройство состоит из левой и правой платформ, имеющих одинаковую конструкцию и отличающихся друг от друга зеркальным расположением входящих в них узлов с блоками роликов.
Недостатком данного устройства также является довольно высокая погрешность измерения веса диагностируемой оси автомобиля - до 12%, в связи с особенностями конструкции стенда так и электронно-измерительной системы, а также сложность конструкции, наличие двух независимых платформ, что определяет наличие восьми датчиков веса. Зависимости изменения нагрузки на ось от времени, в процессе заезда диагностируемой оси на опорные устройства стенда показаны на фиг.1 и фиг.2. Снижение скорости заезда автомобиля на платформу стенда влечет за собой увеличение погрешности (см. фиг.2).
Вышеуказанные недостатки прототипов влекут за собой некорректный расчет удельной тормозной силы, величина погрешности расчета удельной тормозной силы находится в пределах от -7,33% до +16,28%, что не соответствует требованиям ГОСТ Р 51709-2001.
YU
TLK
TRK
O
γ=(F+F)/G,
TU
где γ - удельная тормозная сила;
TLK
F - тормозная сила на левом колесе;
TRK
F - тормозная сила на правом колесе;
O
G - вес диагностируемой оси автомобиля.
Технический результат заявляемой группы полезных моделей заключается в повышении достоверности определения веса оси диагностируемого автомобиля и упрощении измерения веса при диагностировании тормозной системы автотранспортного средства, что приводит к снижению себестоимости диагностического оборудования:
- за счет изменения конструкции;
- за счет снижения количества датчиков веса, в два раза;
- за счет использования шарнирных связей между платформами стенда и опорной поверхности.
Технический результат достигается тем, что устройство для измерения веса осей автомобиля на тормозных стендах с беговыми барабанами по 1-му варианту, охарактеризованному п.1 формулы полезной модели, содержащее неподвижную платформу, включающую две одинаковые секции с установленными на них приводными и опорными роликами, соединенными цепной передачей, а приводные ролики связаны с балансирными электродвигателями, используемыми для вывода автотранспортного средства в режим начальной скорости торможения, и следящие ролики, в узлах измерения тормозной силы для каждого колеса диагностируемого автотранспортного средства установлены датчики тормозной силы, а для измерения веса диагностируемой оси автотранспортного средства по углам неподвижной платформы установлены четыре датчика веса, согласно полезной модели, оно дополнительно содержит два шарнирных соединения, которые фиксируют платформу стенда от перемещения в горизонтальной плоскости, с возможностью поворота платформы относительно осей вращения шарниров. Установка шарнирных соединений позволяет измерять вес оси автотранспортного средства в момент проезда автомобиля по раме стенда.
Технический результат достигается тем, что устройство для измерения веса осей автомобиля на тормозных стендах с беговыми барабанами по 2-му варианту, охарактеризованному п.2 формулы полезной модели, содержащее две неподвижные платформы, одинаковой конструкции, каждая из которых включает секцию с установленными в ней приводными и опорными роликами, соединенными цепной передачей, приводные ролики посредствам цепной передачи связаны с балансирными электродвигателями, используемыми для вывода автотранспортного средства в режим начальной скорости торможения, и следящие ролики, в узлах для измерения тормозной силы для каждого колеса диагностируемого автотранспортного средства установлены датчики тормозной силы, а для измерения веса диагностируемой оси автотранспортного средства по углам двух неподвижных платформы установлены восемь датчиков веса, согласно полезной модели, оно дополнительно содержит четыре шарнирных соединения, которые фиксируют платформы стенда от перемещения в горизонтальной плоскости, с возможностью поворота платформ относительно осей вращения шарниров. Установка шарнирных соединений позволяет измерять вес оси автотранспортного средства я в момент проезда автомобиля по платформам стенда.
Наличие отличительных признаков в заявляемом устройстве позволяет сделать вывод о соответствии группы заявляемых полезных моделей условию патентоспособности.
Изобретение иллюстрируется чертежами:
На фиг.1 и фиг.2 - представлены зависимости изменения нагрузки на ось от времени в процессе заезда автомобиля диагностируемой осью на опорные устройства стендов прототипов.
На фиг.1 показана зависимость изменения нагрузки на диагностируемую ось от времени в процессе заезда автомобиля диагностируемой осью на опорные устройства стендов прототипов со скоростью 0,5-1,0 км/час в соответствии с требованиями инструкции по эксплуатации стендов прототипов.
На фиг.2 - показана зависимость изменения нагрузки на диагностируемую ось от времени в процессе заезда автомобиля диагностируемой осью на опорные устройства стендов прототипов со скоростью 0,1-0,3 км/час.
Заявляемые варианты устройства иллюстрируется чертежами, где на фиг.3 схематично изображено заявляемое устройство в составе стенда для диагностирования тормозных систем легковых автомобилей с нагрузкой на ось до 3,5 тонн вид сверху, на фиг.4 - схема заявляемого устройства в виде А на фиг.3, на фиг.5 - схема заявляемого устройства в виде Б на фиг.3; на фиг.6 схематично изображена одна платформа заявляемого устройства в составе стенда для диагностирования тормозных систем легковых и большегрузных автомобилей с нагрузкой на ось до 10 тонн вид сверху, на фиг.7 - схема заявляемого устройства в виде А на фиг.6, на фиг.8 - схема заявляемого устройства в виде Б на фиг.7.
Устройство по п.1 формулы изобретения включает в себя одну платформу 1 стенда с передним швеллером 2 и задним швеллером 3, с жестко закрепленными в ней одинаковыми секциями беговых барабанов 4 с приводными балансирными мотор-редукторами 5, на них же установлены датчики для измерения тормозной силы 6, которые опираются на платформу 1 стенда. Беговые барабаны 4 соединены между собой цепной передачей. Платформа одной стороной закреплена на опорной поверхности с помощью двух шарнирных узлов 7 с возможностью поворота относительно их оси вращения, а другой стороной оперта на опорную поверхность через два датчика веса 8, для измерения веса диагностируемой оси автомобиля.
Устройство по п.1 формулы изобретения работает следующим образом. На опорные и приводные беговые барабаны 4 устанавливается автомобиль одной из осей для диагностирования тормозной системы, проезжая по переднему швеллеру 2 платформы 1 стенда в направлении заезда. В момент проезда оси автомобиля по переднему швеллеру 2 со скоростью 0,5-1 км/ч двумя датчиками веса 8, расположенными в крайних точках под передним швеллером 2, измеряется вес оси автомобиля, при этом показания фиксируются ЭВМ. Так как вес диагностируемой оси автомобиля измеряется в момент проезда автомобиля по переднему швеллеру 2, а не после заезда на беговые барабаны 4, как в прототипе, автомобиль не испытывает вынужденных колебаний на жесткостях подвески и эластичных шинах после заезда, тем самым обеспечивается достоверность требуемая ГОСТ Р 51709-2001 и быстродействие измерений.
Затем производится диагностирование тормозной системы аналогичное прототипу. Аналогичным образом диагностируется вторая ось автотранспортного средства.
Устройство по п.2 формулы изобретения включает в себя две платформы 9, отличающиеся друг от друга зеркальным расположением входящих в них узлов стенда, с передними швеллерами 10 и задними швеллерами 11, закрепленные на опорной поверхности с помощью четырех шарнирных узлов 12 и опирающиеся четырьмя датчиками веса 13 на опорную поверхность, с жестко закрепленными в них одинаковыми секциями беговых барабанов 14 с приводными балансирными мотор-редукторами 15, на них же установлены датчики для измерения тормозной силы 16, которые опираются на платформы 9 стенда. Беговые барабаны 14 соединены между собой цепной передачей.
Устройство по п.2 формулы изобретения работает следующим образом. На опорные и приводные беговые барабаны 14 устанавливается автомобиль одной из осей для диагностирования тормозной системы, проезжая по передним швеллерам 10 платформ 9 стенда в направлении заезда. В момент проезда оси автомобиля по передним швеллерам 10 со скоростью 0,5-1 км/ч четырьмя датчиками веса 13 измеряется вес оси автомобиля при этом показания фиксируются ЭВМ. Так как вес диагностируемой оси измеряется в момент проезда автомобиля по передним швеллерам 10, а не после заезда на беговые барабаны, 14 как в прототипе, автомобиль не испытывает вынужденных колебаний на жесткостях подвески и эластичных шинах после заезда, тем самым обеспечивается достоверность и быстродействие измерений.
Затем производится диагностирование тормозной системы аналогичное прототипам. Аналогичным образом диагностируется вторая ось автотранспортного средства.
Выполнение технического результата заявляемого устройства заключается в том, применяется шарнирные соединения платформ стендов с опорной поверхностью, для измерение веса оси автомобиля в момент проезда оси диагностируемого автомобиля через передние швеллера платформ стенда, автомобиль не испытывает вынужденных колебаний, тем самым и обеспечивается уровень погрешности, требуемый ГОСТ Р 51709-2001. За счет уменьшения количества датчиков веса вдвое, достигается снижение себестоимости диагностического оборудования.
Вышеописанное устройство позволяет диагностировать автотранспортные средства с разной базой и любой колесной формулой, оснащенных и неоснащенных АБС. Эффективная схема связи рамы стенда с опорной поверхностью шарнирными соединениями предотвращает перемещение стенда в горизонтальной плоскости, обеспечивает измерение веса оси автомобиля в момент проезда по платформам стенда, наличие датчиков веса обеспечивает измерение веса в соответствии с требованиями ГОСТ Р 51709-2001.