СТЕНД ДЛЯ ПРОВЕРКИ ТОРМОЗНЫХ СИСТЕМ АВТОТРАНСПОРТНЫХ СРЕДСТВ Российский патент 2011 года по МПК B60T17/22 G01L5/28 G01M17/07 

Изобретение относится к техническому диагностированию машин, в частности к устройствам силоизмерительных стендов для проверки и испытания тормозных систем автомобилей, колесных тракторов и других автотранспортных средств. Кроме того, оно может быть использовано в машиностроении при выпуске из производства колесных автотранспортных средств.

Известен гидромеханический силоизмерительный стенд для диагностирования тормозов автотранспортных средств. Он содержит расположенные на раме две секции с роликами для установки колес испытываемой оси автотранспортного средства. Привод роликов каждой секции выполнен в виде гидравлического домкрата. Измеритель тормозной силы - в виде манометра, скоммутированного с подпоршневой полостью рабочего цилиндра домкрата [1].

Основным недостатком указанного устройства является сложность и громоздкость конструкции.

Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является силовой стенд для проверки тормозов автомобилей типа К-207, содержащий расположенные на раме две одинаковые секции для установки левого и правого колес испытываемой оси автотранспортною средства. При этом каждая секция снабжена двумя роликами, приводом указанных роликов и измерителем тормозной силы [2].

Недостатки известного устройства следующие. Оно имеет сложную конструкцию и приводится в действие за счет электрической энергии. Кроме того, оно малоприспособлено к транспортированию и использованию в полевых условиях. Проверка тормозов осуществляется в скоростном режиме.

Задачей изобретения является упрощение конструкции устройства для испытания тормозных систем и улучшение его эксплуатационных свойств.

Сущность изобретения

Привод роликов каждой секции выполнен в виде червячного редуктора, а измеритель тормозной силы - в виде динамометрического ключа. При этом червячный редуктор жестко присоединен к раме секции и кинематически связан посредством выходного вала с одним из ее роликов. Динамометрический ключ жестко присоединен к червячному валу редуктора. Шкала динамометрического ключа выполнена с возможностью давать показания тормозной силы - проградуирована пропорционально измеряемому значению тормозной силы. В результате стенд имеет простую конструкцию, наиболее приспособлен к транспортированию и использованию в полевых условиях.

На чертеже изображена принципиальная схема одной секции стенда для проверки тормозных систем автотранспортных средств. В состав секции стенда входят: два ролика, один из которых рабочий 1, а другой - поддерживающий 5; червячный редуктор, включающий в себя червячное колесо 2 и червячный вал (червяк) 3; а также динамометрический ключ 4, который жестко присоединен к червячному валу 3. Шкала динамометрического ключа 4 проградуирована пропорционально измеряемому значению тормозной силы (не показано). При этом ролики (1 и 5) и червячный редуктор смонтированы на раме (не показано). Кроме того, на чертеже обозначены: G_K - вертикальная нагрузка на колесо, обусловленная силой тяжести машины; N_R, N_C - реакции на рабочем и свободном роликах стенда; F_T - тангенциальная реакция колеса при взаимодействии с рабочим роликом (тормозная сила колеса); F_P - сила, приложенная к рычагу динамометрического ключа; L_p - длина рычага (плечо силы F_p); M_p, M_R, - крутящие моменты на рычаге и ролике; M_K - момент сопротивления колеса.

Покажем возможность применения динамометрического ключа 4 при измерении тормозной силы. При этом будем исходить из условия, что применение ключа возможно, если сила, приложенная к его рычагу, не превышает 10 кгс (100 Н). Математическое описание силы на динамометрической рукоятке найдем на основе анализа процесса взаимодействия стенда и колеса 6 машины при измерении тормозной силы.

В соответствии с этим составим уравнения моментов:

где R_R - радиус рабочего ролика; i_P, η_P - передаточное число редуктора и его к.п.д.

Процесс измерений тормозной силы протекает таким образом, что M_p=M_R. Тогда подставим в это уравнение выражения M_p (1) и M_R (2). После преобразований получим:

Таким образом, выражение (3) представляет собой математическое описание силы на динамометрической рукоятке, возникающей в процессе измерений. Его анализ показывает, что при постоянных значениях R_R, L_p, i_p и η_p величина F_p зависит от F_Т. Практически сила F_p не должна превышать допускаемого по требованиям охраны труда значения F_pдоп - 10 кгс (100 H). Поэтому в дальнейшем найдем максимальную силу F_pmax - при максимальном значении силы F_Tmax.

Известно (Техническая эксплуатация автомобилей. / под ред. Г.В.Крамаренко. - М.: транспорт, 1972. - С.177), что для большинства автомобилей при отличном состоянии тормозов удельная тормозная сила равна:

где - суммарная тормозная сила - сумма F_T всех четырех колес; G_M - сила тяжести (вес) машины.

Выражение (4) представляет собой отношение суммарной тормозной силы ΣF_T(1-4), созданной всеми колесами, к силе тяжести машины G_M.

По аналогии с (4) представляется возможным найти отношение тормозной силы одного колеса F_T к вертикальной нагрузке на это колесо G_K, обусловленной силой тяжести машины:

При G_K=G_Kmax силa F_T также принимает максимальное значение - F_Pmax. С учетом этого из отношения (5) имеем:

Теперь подставим (6) в уравнение (3) и получим F_P в окончательном виде:

При выполнении практических расчетов для примера примем: G_Kmax=2000 кгс; R_R=0,1 м; L_P=0,5 м; i_P=70; η_P=0,9. После подстановки этих значений в уравнение 7 получим: F_Pmax=5,08 кгс, что меньше F_Рдоп=10 кгс. Следовательно, применение динамометрического ключа в стенде для испытания тормозов представляется возможным.

Принцип работы устройства следующий (чертеж). Измерение тормозных сил производят на каждом из колес машины. После установки на секции колес одной из осей машины приступают к измерению тормозной силы на одном из колес этой оси. Нажимает на педаль рабочего тормоза машины и удерживают ее в данном положении. При проверке системы стояночного тормоза включают соответствующий рычаг. Делают несколько возвратно-вращательных движений рычагом динамометрического ключа 4 до начала проворачивания (срыва) колеса 6 и в этот момент на ключе фиксируют максимальную силу, соответствующую тормозной силе испытываемого колеса машины. Совершают несколько таких же движений в противоположном направлении для того, чтобы систему «ролики стенда - колесо машины» привести в исходное состояние. При необходимости повторяют измерение. Аналогично измеряют тормозную силу на другом колесе 6. Затем устанавливают машину своим ходом на секции стенда колесами другой оси и измеряют тормозную силу аналогичным образом. В завершение испытаний машину снимают своим ходом со стенда. При подготовке к транспортированию стенда для использования в полевых условиях его секции снимают с рамы. Секции стенда вместе с рамой транспортируют к месту использования. Стенд монтируют в обратном порядке.

Таким образом, предложен механический стенд для проверки тормозных систем автотранспортных средств. Он имеет простую и надежную конструкцию, приспособленную к транспортированию и использованию в полевых условиях. Процесс проверки тормозных систем осуществлен в статике. Стенд приводится в действие динамометрическим ключем, который одновременно является измерителем тормозной силы. Обеспечена возможность проведения повторных измерений.

ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ

1. Патент РФ №2193984, 7B60T 17/22, G01M 17/0076, 26.10.2000.

2. Аринин И.Н. Диагностирование технического состояния автомобиля. - М.: Транспорт, 1978. - С.121-125. - прототип.

Изобретение относится к области транспортного машиностроения, а именно к техническому диагностированию автотранспортных средств, в частности к устройствам силоизмерительных стендов для проверки и испытания тормозных систем автотранспортных средств. Стенд содержит расположенные на раме две одинаковые секции для установки левого и правого колес испытываемой оси автотранспортного средства. Каждая секция снабжена двумя рифлеными роликами, приводом указанных роликов и измерителем тормозной силы. Привод роликов каждой секции выполнен в виде червячного редуктора. Червячный редуктор жестко присоединен к раме секции и кинематически связан посредством выходного вала с одним из ее роликов. Измеритель тормозной силы выполнен в виде динамометрического ключа. Динамометрический ключ жестко присоединен к червячному валу редуктора. Достигается упрощение конструкции стенда для испытания тормозных систем и улучшение его эксплуатационных свойств. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Стенд для проверки тормозных систем автотранспортных средств, содержащий расположенные на раме две одинаковые секции для установки левого и правого колес испытываемой оси автотранспортного средства, при этом каждая секция снабжена двумя рифлеными роликами, приводом указанных роликов и измерителем тормозной силы, отличающийся тем, что привод роликов каждой секции выполнен в виде червячного редуктора, измеритель тормозной силы - в виде динамометрического ключа, при этом червячный редуктор жестко присоединен к раме секции и кинематически связан посредством выходного вала с одним из ее роликов, динамометрический ключ жестко присоединен к червячному валу редуктора.

2. Стенд по п.1, отличающийся тем, что шкала динамометрического ключа, выполненная с возможностью давать показания тормозной силы, проградуирована пропорционально измеряемому значению тормозной силы.