СТЕНД ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ ТОРМОЗНЫХ СИСТЕМ Российский патент 2025 года по МПК G01L5/28 

Изобретение к испытательной технике, а именно к стендам для проведения испытаний тормозных систем (дисков и суппортов) легковых и грузовых автомобилей. Стенд предназначен для испытания тормозных систем автомобилей категорий M3 и N3.

Уровень техники

Из уровня техники известен стенд для тестирования тормозных систем (https://www.horiba.com/rus/automotive/products/detail/action/show/Product/giant-evo-1881/).

Из уровня техники известно решение, стенд для исследования взаимодействия рабочих элементов дискового тормоза с термоизолированными узлами трения (RU 219441, опубл. 18.07.2023). В конструкцию стенда для исследования взаимодействия рабочих элементов дискового тормоза подвижного состава внесены следующие изменения. К тормозному диску с тыльной стороны присоединяется диск, к которому приклеивается рабочая дорожка из исследуемого материала. Присоединенный диск по габаритам повторяет тормозной диск. Между диском и тормозным диском устанавливается термоизолирующая прокладка. Соединительные элементы, которые размещены по внутреннему диаметру, также отделены от дисков термоизолирующими элементами.

Из уровня техники известно устройство испытания тормозной системы (US 2013/0174647, опубл. 11.07.2013). Стенд для испытания тормоза содержит блок создания давления для обеспечения тормозной жидкости повышенным гидравлическим давлением, устройство управления стендом и электромеханический привод тормоза. Узел создания давления приводится в действие механически, и тормозная жидкость подается в тормоз для приведения в действие тормоза. Электромеханический тормозной привод, имитирующий тормозную ногу водителя транспортного средства, предназначен для механического приведения в действие узла создания давления. Тормозной привод состоит из электродвигателя, приводимого в действие системой управления стенда, и планетарной роликовинтовой передачи, приводимой в действие электродвигателем. Планетарный роликовинтовой привод механически соединен с узлом создания давления для механического приведения в действие узла создания давления.

Также из уровня техники известен стенд для испытания тормозной системы автомобиля (RU 181805, опубл. 26.07.2018). Стенд для испытания тормозной системы автомобиля имеет персональный компьютер, тормозную систему автомобиля с установленными на опорной раме тормозными механизмами и датчиками давления в трубопроводах, ведущих к ним, при этом персональный компьютер связан с тормозной системой через персональный компьютер реального времени, при этом тормозная система включает в себя электрогидравлический блок управления системы электронного контроля устойчивости, соединенный гидравлическими трубопроводами с тормозными механизмами и узлом педали с вакуумным усилителем и соединенный электрическими кабелями с персональным компьютером реального времени, а также робот педали тормоза с датчиком усилия на педали тормоза. К вакуумному усилителю подключен вакуумный насос.

Недостатками данных технических решений являются относительно низкая надежность представленных выше стендов, в частности, в первом представленном аналоге из-за электромагнитных муфт. Также заявленные аналоги не являются достаточно универсальными, так как их невозможно использовать для испытания тормозных систем как легкового, так и грузового автотранспорта.

Раскрытие изобретения

Задача, на решение которой направлено заявляемое изобретение, заключается в создании стенда для испытания тормозных систем автомобилей категорий М3 и N3, при этом повысить надежность испытаний, а также снизить стоимость производства стенда без потери эффективности.

Технический результат заявляемого технического решения заключается в повышении надежности, увеличении точности и скорости проведения испытаний, а также универсальности стенда для испытания тормозных систем, возможности одновременного испытания тормозных дисков и суппортов.

Это достигается тем, что заявлен стенд для испытания тормозных систем, включающий в себя систему управления параметрами испытаний, а также узел закрепления тормозной системы, при этом узел закрепления тормозной системы включает в себя сменный шлицевой вал, узел задней опоры, с размещенными на ней направляющими, по которым перемещается задняя бабка с закрепленным на ней датчиком растяжения, инерционный нагружатель, включающий в себя систему валов c установленными на ними маховиками, соединенных пластинчатыми муфтами, асинхронный электродвигатель с подключенным гидронасосом и гидростатической трансмиссией, узел главного тормозного цилиндра, при этом узел главного тормозного цилиндра содержит серводвигатель, электроцилиндр и главный тормозной цилиндр, пневматическую систему управления потоками сжатого воздуха, систему обдува.

В частном случае стенд для испытания тормозных систем включает в себя аварийный тормоз.

В частном случае реализации заявленного решения маховики введены в зацепление.

В частном случае реализации заявленного технического решения стенд закрыт общим корпусом, оснащенным проемом для входа.

В частном случае реализации заявленного технического решения крыша корпуса оснащена подвижной частью, с возможностью образования проема.

Изобретение поясняется чертежами:

Фиг. 1 - Общий вид стенда;

На фигурах цифрами обозначены следующие конструктивные элементы:

1 - Узел задней опоры стенда;

2 - Пульт для прокачки тормозов;

3 - Задняя бабка;

4 - Инерционный нагружатель;

5 - Аварийный тормоз;

6 - Привод главного движения;

7 - Наддув воздуха;

8 - Вторая часть системы обдува;

9 - Пневматическая система;

10 - Корпус стенда.

Осуществление изобретения

Заявленный стенд для испытания тормозных систем представляет собой устройство, состоящее из нескольких основных узлов и общего корпуса.

Стенд включает в себя систему управления параметрами испытаний, которая состоит из пульта управления, электрошкафа и соединительных кабелей.

Стенд включает в себя узел закрепления испытуемого изделия (тормозной системы). В данном узле тормозной диск закрепляется на задней бабке при помощи сменного шлицевого вала и нескольких переходных деталей. Смена шлицевого вала необходима для установки тормозного диска грузового автомобиля. Тормозной суппорт крепится через переходный кронштейн к задней бабке. Кронштейны под каждый новый типоразмер надо изготавливать самостоятельно. Вращающий момент от инерционного нагружателя передает кардан, который компенсирует несоосность нагружателя инерционного и задней бабки.

Узел задней опоры стенда (1) представляет из себя сварную конструкцию, на которой установлены направляющие. По направляющим, при помощи трапецеидального винта, перемещается задняя бабка. Перемещение задней бабке необходимо для установки испытуемых изделий разных габаритов и для их монтажа. На задней бабке установлен кронштейн, который связан с датчиком растяжения. Так как задняя бабка перемещается, обратный конец датчика имеет возможность смещаться вдоль паза.

Также в данном узле установлен пульт для прокачки тормозов (2) и открывания/закрывания крыши корпуса стенда.

На задней бабке (3) одновременно закрепляется как тормозной диск, так и суппорт. Только диск закрепляется на центральную часть, которая свободно вращается в подшипниках качения, а суппорт закрепляется на внешнем корпусе, который вращается в подшипниках скольжения. Но так как к внешнему корпусу закреплен кронштейн и датчик растяжения, получается, что внешний корпус просто передает крутящий момент с тормозного суппорта на датчик растяжения.

Инерционный нагружатель (4) представляет из себя систему валов, соединенных между собой пластинчатыми муфтами. Основная задача нагружателя это воспроизводить момент инерции автомобиля определенной массы. Для проведения испытаний разное количество маховиков может быть введено в зацепление. Какие маховики надо вводить в зацепление, рассчитает система управления, в зависимости от параметров испытуемого диска. Вал нагружателя, входящий в систему валов, упомянутую выше, представляет из себя вал, на котором через подшипники качения установлены маховики. Для того чтобы ввести в зацепление маховик, необходимо ослабить винт шлицевой муфты и передвинуть ее в зацепление с нужным маховиком.

В составе стенда используется аварийный тормоз (5), который использует тормоз грузового автомобиля, предоставляемый Заказчиком. Основная задача аварийного тормоза, это остановка вращения маховика в случае возникновения аварийной ситуации.

Привод главного движения (6) состоит из асинхронного электродвигателя на 132 кВт, к которому подключен гидронасос, а также гидростатическая трансмиссия. За пределами корпуса стенда установлен гидравлический бак на 150 литров.

Использование гидравлики обусловлено режимом работы стенда, а именно частотой пусков (каждую минуту стенд должен с нуля разгоняться до требуемой скорости и потом отключаться). Узел главного тормозного цилиндра (ГТЦ) используется для того, чтобы создавать необходимое давление тормозной жидкости в испытуемом изделии. Узел состоит из серводвигателя, электроцилиндра и главного тормозного цилиндра VW Amarok.

Система обдува состоит из двух частей. Первая, наддув воздуха (7), обеспечивает охлаждение испытуемого изделия. В зависимости от максимальной скорости движения автомобиля, скорость потока регулируется диафрагмой. Вторая часть (8), используется для отвода частиц износа колодок. Вторая часть помимо вентилятора имеет систему фильтрации и глушитель.

Внутри корпуса подвод и отвод воздуха будет реализован за счет гибких воздуховодов, которые устанавливаются по месту перед каждым испытанием.

Пневматическая система (9) используется для управления потоками сжатого воздуха. Она состоит из блока подготовки воздуха, бустера давления (до 10 АТМ), управляемого регулятора давления, двух распределителей и ручного регулятора давления. В стенде пневматика используется для:

- Открытия/закрытия крыши корпуса;

- Удержания аварийного тормоза;

- Удержания тормоза испытуемой тормозной системы (только для испытания тормозов грузовых автомобилей).

Корпус стенда (10) обеспечивает безопасность персонала во время работы стенда в автоматическом режиме. Входная дверь оборудована электронным замком, который блокируется при запуске программы испытаний. Над испытуемой тормозной системой есть подвижная часть крыши, которая необходима для монтажа тяжелых тормозных систем.

Корпус стенда (10) обеспечивает безопасность персонала во время работы стенда в автоматическом режиме. Входная дверь оборудована электронным замком, который блокируется при запуске программы испытаний. Над испытуемой тормозной системой есть подвижная часть крыши, которая необходима для монтажа тяжелых тормозных систем.

Стенд может выполнять испытания по заданной программе, выполняя разгон маховой массы и торможение с частотой до 1 раза в минуту.

Стенд работает следующим образом.

1. Занести в систему управления параметры испытуемого изделия:

Диаметр колеса автомобиля (необходимо брать максимальный диаметр колеса, который может быть установлен на конкретном авто);

Массу автомобиля;

Предельную скорость движения (для легковых не более 160 км/ч, для грузовых не более 80 км/ч);

2. Ввести в зацепление требуемые маховики (система управления рассчитает и напишет, какие маховики нужны);

3. Установить и зафиксировать испытуемое изделие. Подключить шланг с тормозной жидкостью или пневматическую трубку;

4. Выставить датчик температуры, направив его на торец тормозного диска;

5. Прокачать тормозную систему (только для тормозов легковых автомобилей);

6. Установить гибкий трубопровод вытяжной системы;

7. Подвести заднюю бабку к маховику и установить кардан;

8. Установить гибкий трубопровод системы обдува;

9. Выйти из рабочей зоны и закрыть дверь;

10. Провести все необходимые испытания согласно методике;

11. Вывести отчет об испытаниях на внешний носитель информации.

Приведенные возможности конструкции достигают технического результата в повышении надежности, увеличении точности и скорости проведения испытаний, а также универсальности стенда для испытания тормозных систем, возможности одновременного испытания тормозных дисков и суппортов.

Изобретение относится к стендам для проведения испытаний тормозных систем легковых и грузовых автомобилей. Устройство включает в себя систему управления параметрами испытаний, а также узел закрепления тормозной системы, при этом узел закрепления тормозной системы включает в себя сменный шлицевой вал, узел задней опоры, с размещенными на ней направляющими, по которым перемещается задняя бабка с закрепленным на ней датчиком растяжения, инерционный нагружатель, включающий в себя систему валов c установленными на ними маховиками, соединенных пластинчатыми муфтами, асинхронный электродвигатель с подключенным гидронасосом и гидростатической трансмиссией, узел главного тормозного цилиндра. При этом узел главного тормозного цилиндра содержит серводвигатель, электроцилиндр и главный тормозной цилиндр, пневматическую систему управления потоками сжатого воздуха, систему обдува. Технический результат заключается в повышении надежности, увеличении точности и скорости проведения испытаний, а также универсальности стенда для испытания тормозных систем, возможности одновременного испытания тормозных дисков и суппортов. 4 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Стенд для испытания тормозных систем, включающий в себя систему управления параметрами испытаний, а также узел закрепления тормозной системы, при этом узел закрепления тормозной системы включает в себя сменный шлицевой вал, узел задней опоры, с размещёнными на ней направляющими, по которым перемещается задняя бабка с закрепленным на ней датчиком растяжения, инерционный нагружатель, включающий в себя систему валов c установленными на ними маховиками, соединенных пластинчатыми муфтами, асинхронный электродвигатель с подключенным гидронасосом и гидростатической трансмиссией, узел главного тормозного цилиндра, при этом узел главного тормозного цилиндра содержит серводвигатель, электроцилиндр и главный тормозной цилиндр, пневматическую систему управления потоками сжатого воздуха, систему обдува.

2. Стенд для испытания тормозных систем по п.1, отличающийся тем, что включает в себя аварийный тормоз.

3. Стенд для испытания тормозных систем по п.1 или 2, отличающийся тем, что маховики введены в зацепление.

4. Стенд для испытания тормозных систем по пп.1-3, отличающийся тем, что стенд закрыт общим корпусом, оснащенным проемом для входа.

5. Стенд для испытания тормозных систем по п.4, отличающийся тем, что крыша корпуса оснащена подвижной частью, с возможностью образования проема.