CC BY
21
УДК 629.488
МОДИФИКАЦИЯ ПРИВОДА СТЕНДА ОСИПОВА ДЛЯ ПРОВЕРКИ ТОРМОЗОВ АВТОТРАНСПОРТНЫХ СРЕДСТВ
© А.Г. Осипов1, Ю.Н. Горнов2, С.А. Фалалеев3
Иркутский государственный технический университет, 664074, Россия, г. Иркутск, ул. Лермонтова, 83.
Отмечается, что одной из причин дорожной аварийности является неисправность тормозов автотранспортных средств (АТС). Подчеркивается перспективность применения силового площадочного стенда Осипова для проверки тормозов АТС. Приводятся результаты исследований процесса торможения АТС на стенде с модернизированным электроприводом площадочных опор. Ил. 3. Библиогр. 3 назв.
Ключевые слова: автотранспортное средство; дорожная аварийность; проверка тормозов; площадочный силовой стенд, площадочные опоры; электромеханический привод опор.
OSIPOV'S STAND DRIVE MODIFICATION FOR VEHICLE BRAKE TESTING A.G. Osipov, Yu.N. Gornov, S.A. Falaleev
Irkutsk State Technical University, 83 Lermontov St., Irkutsk, 664074, Russia.
Failure of vehicle brakes is one of the causes of road accidents. The article emphasizes the promising outlook of the use of Osipov's platform power stand for vehicle brake testing. The study results of vehicle braking on the stand with the modernized electric drive of platform supports are provided. 3 figures. 3 sources.
Key words: vehicle; rate of road accidents; brake test; platform power stand; platform supports; electromechanical support drive.
Одной из возможных причин дорожной аварийности является неудовлетворительное техническое состояние систем активной безопасности автотранспортных средств (АТС).
По данным НИЦ ГИБДД МВД России, при проведении технического осмотра ежегодно выявляется более 4 млн АТС с неисправными системами активной безопасности, в том числе тормозами, доля которых в общем количестве технических неисправностей составляет порядка 18%. Высокий процент неисправных тормозов обуславливает необходимость повышения требований к этим системам активной безопасности АТС, а также актуальность периодической проверки их технического состояния.
Согласно действующим нормативным документам, а именно техническому регламенту «О безопасности колесных транспортных средств» [1] и ГОСТу «Автотранспортные средства. Требования безопасности к техническому состоянию и методы проверки» [2], в настоящее время для проверки технического состояния тормозов применяются дорожный и стендовый методы испытаний. Наибольшее распространение из
них получил стендовый метод испытания тормозов, поскольку результаты этих испытаний, в отличие от результатов дорожных испытаний, не зависят от внешних природно-климатических и субъективных факторов. Кроме того, для проведения стендовых испытаний не требуется сооружение и содержание дорогостоящих испытательных полигонов со специальными дорогами, покрытия которых имеют различные коэффициенты сцепления.
При проведении стендовых испытаний тормозов используются различные по принципу действия и конструктивному исполнению тормозные (испытательные) стенды: силовые статические, инерционные платформенные, инерционные роликовые, силовые роликовые и другие.
Для каждого из этих технических средств характерны свои достоинства и недостатки, определяющие целесообразные границы их применения.
Одним из перспективных технических средств проверки тормозов АТС является разработанный в Иркутском государственном техническом университете площадочный силовой стенд Осипова, защищен-
1Осипов Артур Геннадьевич, кандидат технических наук, доцент кафедры конструирования и стандартизации в машиностроении, e-mail: arthur.osipov@rambler.ru
Osipov Artur, Candidate of technical sciences, Associate Professor of the Department of Design and Standardization in Mechanical Engineering, e-mail: arthur.osipov@rambler.ru
2Горнов Юрий Николаевич, кандидат технических наук, доцент кафедры конструирования и стандартизации в машиностроении.
Gornov Yuri, Candidate of technical sciences, Associate Professor of the Department of Design and Standardization in Mechanical Engineering.
3Фалалеев Сергей Александровия, студент. Falaleev Sergey, Student.
ный патентом Российской Федерации № 2391237 RU, МПК 7 B60T 17/22, G01L 5/28 [3].
Однако и данная конструкция, взятая за прототип для дальнейших разработок, имеет ряд недостатков. К наиболее значимым недостаткам следует отнести следующее: привод подвижных опор от силовых цилиндров, не всегда обеспечивающий синхронное перемещение этих опор при диагностировании тормозов; возврат подвижных опор в исходное положение за счет пружин растяжения, изменяющих свою длину в процессе эксплуатации в сторону увеличения; нерегулируемое расстояние между подвижными опорами, не позволяющее устанавливать колеса АТС с разной колеей колес на продольной оси симметрии опор без образования на опорах разворачивающих моментов сил. Таким образом, могли образоваться погрешности измерения параметров торможения, связанные с вы-шеотмеченными конструктивными недостатками прототипа, в частности несовершенным приводом подвижных опор в продольном направлении и неподвижностью опор в поперечном направлении.
Предлагаемое конструктивное усовершенствование направлено на решение задач обеспечения синхронного движения подвижных опор с одинаковой линейной скоростью; стабильного возвращения подвижных опор в исходное рабочее положение; выставления подвижных опор по колее колес АТС для устранения на этих опорах при торможении колес разворачивающих моментов сил и, в конечном итоге, повышения качества измерения параметров торможения для получения достоверного диагноза технического состояния тормозов АТС.
Ниже описывается новая модификация привода стенда Осипова (заявка № 2014100563 от 09.01.2014), отличающаяся от предшествующих тем, что вместо
силовых гидравлических (пневматических) цилиндров привода площадочных опор применены тяговые стальные канаты 3, которые наматываются на расположенные на одном приводном валу 8 одинаковые по размерам тяговые барабаны 9. Приводной вал 8 через вариатор 11 соединен с электродвигателем 10. Вторым усовершенствованием предлагаемой модификации является то, что одна из подвижных в продольном направлении площадочных опор 1 установлена на подвижную платформу 12, имеющую ходовую винтовую передачу 14, что позволяет перемещать платформу 12 по направляющим скольжения 13 в поперечном направлении вместе с площадочной опорой 1 (рис. 1).
Привод работает следующим образом. Автоматически или диагностом (оператором) вручную тяговые барабаны 9 посредством сцепных управляемых муфт 6 жестко соединяются с приводным валом 8. Включается в работу электродвигатель 10, и посредством вариатора 11 приводит во вращение вал 8 и жестко закрепленные на нем тяговые барабаны 9. Вращаясь, тяговые барабаны 9 наматывают на себя стальные тросы 3, которые синхронно перемещают на шариковых направляющих подвижные площадочные опоры 1 в продольном направлении навстречу АТС, обеспечивая вращение его колес.
При движении площадочных опор 1 срабатывают расположенные на них датчики начала движения, и включается световое устройство, сигнализирующее о начале движения площадочных опор 1. По сигналу светового устройства автоматически посредством устройства для определения усилия на тормозной педали и ее автоматического привода или самим водителем производится торможение вращающихся колес тестируемой оси.
Рис. 1. Принципиальная схема электромеханического тросового привода площадочных опор новой модификации стенда Осипова для проверки тормозов АТС: 1 - опора подвижная площадочная; 2 - датчик тормозной силы; 3 - трос тяговый; 4 - трос для возврата площадочных опор; 5 - установочные подшипники вала; 6 - муфта
сцепная; 7 - барабан центральный; 8 - вал приводной; 9 - барабан тяговый; 10 - электродвигатель; 11 - вариатор; 12 - платформа подвижная; 13 - направляющая скольжения; 14 - передача ходовая винтовая;
15 - уравнитель; 16 - блок направляющий
После диагностирования тормозов двигатель 10 отключается, приводной вал 8 с тяговыми барабанами 9 перестает вращаться, подвижные площадочные опоры 1 останавливаются, АТС съезжает со стенда.
Посредством сцепных управляемых муфт 6 тяговые барабаны 9 отсоединяются от приводного вала 8, и с этим валом сцепной муфтой 6 жестко соединяется центральный барабан 7, предназначенный для возврата подвижных площадочных опор в первоначальное положение. Включается электродвигатель 10, и на центральный барабан возврата 7 наматывается стальной трос 4, который при помощи уравнителя 15 и направляющих блоков 16 возвращает подвижные площадочные опоры 1 в исходное рабочее положение.
В процессе торможения колес тестируемой оси сигналы с устройства, расположенного на тормозной педали, датчиков веса, датчиков начала движения, датчиков тормозной силы 2, расположенных на площадочных опорах 1, и датчиков угловых скоростей вращения тестируемых колес поступают на усиление в усилитель сигналов, аналого-цифровой преобразователь и далее на обработку в компьютер, который выдает результаты проверки технического состояния тормозов АТС.
В качестве примеров, иллюстрирующих работу
стенда с новым усовершенствованным приводом, можно привести характеристики торможения различных АТС, полученные при служебном и экстренном торможении. На рис. 2 представлен фрагмент записи служебного торможения тестируемой передней оси импортного легкового автомобиля малого класса Mitsubishi Lancer.
Одним из вопросов, часто интересующих исследователей, является поведение заблокированного при торможении колеса. В связи с этим на следующем этапе экспериментальных исследований в стендовых условиях было протестировано торможение колеса с последующим его блокированием и движением юзом.
Зависимость изменения тормозной силы во времени при заблокированном колесе приведена на рис. 3. На рисунке хорошо видны моменты срыва заблокированного колеса и периоды изменения тормозной силы, а также их продолжительность.
Новая модификация этого стенда, имея электромеханический тросовый привод площадочных опор и перемещаемую в поперечном направлении платформу, позволяет более полно реализовать принцип обратимости движения, выставить площадочные опоры строго по колее колес тестируемой оси АТС и, следовательно, обеспечить высокое качество измерения параметров торможения.
(О ф
(О
4,0
3,5
3,0
2,5
2,0
1,5
1,0
0,5
■0,5
гшжг Ж1ТГ.
0,25
0,50
0,75
1,0 1,25
Время t с
Рис. 2. Расшифровка фрагмента записи служебного торможения тестируемой передней оси легкового автомобиля Mitsubishi Lancer на разработанном компьютерном площадочном силовом испытательном стенде: 1 - продольная реакция на площадочной опоре левого колеса оси; 2 - продольная реакция на площадочной опоре
правого колеса оси
Рис. 3. Изменения тормозной силы на заблокированном колесе легкового автомобиля ГАЗ-3110 «Волга»
при движении юзом
Перспективность стенда обуславливается не только достоверностью результатов диагностирования параметров торможения при наименьших трудовых, энергетических и экономических затратах, но и возможностью дальнейшей модернизации. Под возможностью дальнейшей модернизации понимается
оборудование площадочных опор стенда неровностями импульсного воздействия и диагностирование подвески АТС при воздействии на нее как сил, вызванных процессом торможения, так и сил, возникающих при колебаниях кузова АТС.
Статья поступила 08.07.2014 г.
Библиографический список
1. О безопасности колесных транспортных средств: технический регламент от 10 сент. 2010 г. Утв. ППРФ № 706 [Электронный ресурс]. URL: http://www.minprom.gov.ru/ministry/dep/autoprom/does/project/0
2. ГОСТ Р 51709-2001. Автотранспортные средства. Требования безопасности к техническому состоянию и методы проверки. Взамен ГОСТа 25478-91. Введ. 01.01.2002. М.:
Изд-во стандартов, 2001. 44 с.
3. Патент № 2391237, РФ, МПК 7 В60Т 17/22, 00И 5/28. Испытательный стенд Осипова для диагностирования тормозов автотранспортного средства / А.Г. Осипов; заявитель и патентообладатель он же. Заявка № 2008139838/11. За-явл. 07.10.2008; опубл. 10.06.2010. Бюл. № 16. 6 с.
