Стенд для испытания тормозов автомобиля Советский патент 1979 года по МПК G01M17/07 B60T17/22 

Изобретение относится к испытательному гаражному оборудованию, в частности к стендам для испытания тормозов автомобиля. Известен стенд для испытания тормозов автомобиля, предназначенный для измерения тормозной СИЛЫ и времени срабатывания тормозов с автоматическим отключением электродвигателей при блокировке колес. Этот стенд содержит сдвоенные беговые барабаны с индивидуальным приводо.м от электродвигателей с индивидуальной токовой защитой, измерительное устройство, датчик сигнала начала отсчета, размещенный на тормозной педали автомобиля, и блок регистрации времени 1. Недостатками этого стенда являются низкая точность измерений. Из известных рещений наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является стенд ДЛЯ испытания тормозов автомобиля, содержащий датчик тормозной силы, кинематически связанный со статором электродвигателя привода сдвоенных беговых барабанов, датчик сигнала начала отсчета, связанный с тормозной педалью автомобиля, формирователь сигналов управления, управляемые КЛЮЧИ и блоки измерения тормозной силы, регистрации времени срабатывания тормозов и коммутации электродвигателя 2. В качестве датчика силы использованы потенциометрический датчик с механикогидравлическим приводом, на который воздействует механический сигнал поворота статора электродвигателя, пропорциональный тормозной силе в контакте колесо-барабан. Тормозная сила измеряется только в режиме служебного торможения. Времй срабатывания тормозов колеса автомобиля в режиме экстренного торможения определяется блоком регистрации времени, включаемым в момент нажатия на тормозную педаль и выключаемым в момент достижения заданного значения тормозной силы. Автоматическое отключение электродвигателя при блокировке колеса производится сигналом достижения заданной скорости вращения колеса. Недостатком этого стенда является наличие погрещностей измерений тормозной СИЛЫ и времени срабатывания тормозов в условиях ударно-вибрационных воздействий на датчик тормозной силы и его привод. В этом случае погрешность измерения тормозной силы возникает при нелинейной или ограниченной амплитудной характеристике датчика силы, в особенности, если собственные резонансные частоты датчика и его привода находятся в спектре частот полезного сигнала. Цель изобретения - повышение точности измерений. Указанная цель достигается тем, что стенд для испытания тормозов автомобиля снабжен амплитудным детектором, блоками задержки и соединенными последовательно фильтрами низких частот, вход одного из которых подключен к датчику тормозной силы, а выход - к сигнальному входу одного из управляемых ключей, выход которого соединен со входом блока измерения тормозной силы, выход, другого фильтра низких частот подключен ко входу амплитудного детектора, выход которого соединен с одним из входов формирователя сигналов управления, второй вход которого соединен через один из блоков задержки с датчиком сигнала начала отсчета, а два других входа соединены с выходами второго и третьего блоков задержки, причем один из выходов формирователя соединен с управляющим входом второго управляемого ключа, сигнальный вход -и выход которого соединены с блоком регистрации времени, другие выходы формирователя через второй и третий блоки задержки соединены с управляющим входом первого управляемого ключа и управляющим входом третьего управляемого ключа, сигнальный вход и выход которого соединены с блоком коммутации электродвигателя. На чертеже представлена схема стенда. Стенд для испытания тормозов автомобиля содержит сдвоенные беговые барабаны 1 с индивидуальным приводо.м 2 от электродвигателя 3, статор которого закреплен в подщиппиковых опорах и с помощью рычага 4 механически соединен с датчиком 5 тормозной силы. Выход датчика 5 подключен к последовательно соединенным фильтрам 6 и 7 низких частот в качестве которых могут быть использованы, например активные фильтрь с .максимально-плоской аппроксимирующей функцией амплитудно-частотной характеристики четвертого порядка. Фильтр имеет полосу пропускания, достаточную для передачи без искажений полезного сигнала, и обеспечивает эффективное ослабление гармонических составляющих вне полосы частот полезного сигнала. Выход фильтра 7 соединен со входом амплитудного детектора 8. Он представляет собой однополупериодный выпрямитель, выполненный на смещенном в прямом направлеНИИ полупроводниковом диоде 9 для сдвига рабочей точки в область большей крутизны его вольтамперной характеристики.Резистор 10 и конденсатор 11 являются нагрузкой выпрямителя. Постоянные времени цепи заряда t af.m и tj)ajb.oem выбираются из соотношения Vjfl/ em if/, ,.c где iipfi- длительность перепада тормозного сигнала в режиме экстренного торможения. К выходу амплитудного детектора 8 подсоединен вход формирователя 12 сигналов управления. Формирователь 12 содержит дифференцирующую цепь 13, к выходу которой подключен импульсный усилитель 14, соединенный через дифференцирующую цепь 15 с триггером Шмитта 16. К выходу триггера 16 через дифференцирующую цепь 17 подключен трехканальный управляемый , 18 с самоблокированием, обеспечив-ающий независимое управление блоком 19 измерения тормозной силы, блоком 20 регистрации времени срабатывания тормозов и блоком 21 коммутации электродвигателя с помощью управляемых ключей 22, 23 и 24 соответственно. Управляющие входы ключей 22 и 24 через блоки задержки 25 и 26 соединены с выходами двух каналов формирователя 12. Выход третьего канала включен между управляющим входом ключа 23 и выходом блока задержки 27, ко входу которого подключен датчик 28 сигнала начала отсчета. Этот датчик устанавливается на тормозной педали 29 испытываемого автомобиля. Выход фильтра 6 через управляемый ключ 22 подключен ко входу блока 19. Этот блок содержит расширитель 30, соединенный с балансным усилителем 31 постоянного тока, к выходу которого подключен показывающий прибор 32. Постоянная времени цепи заряда расширителя 30 . выбираются из соотношения -г./ 19. Включение фильтра 7 между расширителем 30 и амплитудным детектором 8, имеющими различные постоянные времени, обеспечивает развязку .между пими. Блок 21 ко.ммутации электродвигателя содержит силовое реле 33, об.мотка которого через нормально-разо.мкнутые контакты 34 и кнопку 35 выключения электродвигателя 3 соедине{- а с помощью управляе.мого ключа 24 с источником сетевого напряжения, и элементы силовой коммутации. Нормально-разомкнутые контакты 36 реле 33 расположены в цепи питания электродвигателя 3. Блок задержки 27 имеет время задержки t( i .р, где - время задержки сигнала фильтрами 6 и 7 низких частот. Блок задержки 25 имеет время задержки ta (0,,5)). Время задержки блока 26 -t2. Для подготовки стенда работе (сброса показаний предшествующих измерений и включения электродвигателя) в его состав входит кнопка 37, сблокированные контакты которой включены в

цепи питания трехканального ключа 18, илового реле 33 и сброса блока 20.

Стенд для испытания тормозов автомобиля работает следующим образом.

После установки колес какой-либо оси 5 испытываемого автомобиля на барабаны 1 датчика 28 па тормозную педаль 29 производится нажатие на кнопку 37. При этом роисходит срабатывание и самоблокирование трехканального управляемого ключа 18, брос показаний блока 20 и показывающего прибора 32, срабатывание и самоблокирование силового реле 33 и включение электровигателя 3. Барабаны 1 и колесо испытывамого автомобиля приводятся во вращательое движение.

Производится экстренное торможение пуем резкого нажатия на тормозную педаль 9. При этом происходит срабатывание датчика 28. начала отсчета подается на блок задержки 27 и с временной задержкой tj вызывает срабатывание управляемого 20 ключа 23, в результате чего начинается отсчет времени блоком 20.

Через некоторое время после нажатия на педаль 29 в контакте колесо-барабан возникает импульс тормозной силы. При этом на статоре электродвигателя 3 возникает реактивный момент. Статор поворачивается, рычаг 4 передает .механический сигнал на датчик 5. На выходе датчика 5 появляется пропорциональный импульсу тормозной силы одиночный электрический им- зо пульс, представляющий собой перепад с линейным нарастанием фронта с длительностью tipp, искаженный в щироком диапазоне частот помехами, возникающи.ми за счет ударно-вибрационных воздействий на датчик 5 и элементы кинематики измерительного тракта стенда. Этот сигнал, проходя последовательно череа активные фильтры 6 и 7 низких частот, освобождается от помех, частоты которых находятся вне полосы пропускания фильтра. Полезный сигнал при ,JQ этом практически не искажается, но задерживается на время t выхода 4зильтра 6 сигнал через ключ 22 проходит на расширитель 30, преобразующий и.мпульсное напряжение в квазипостоянное, и далее измеряется балансным 45 усилителем 31 и прибором 32.

Сигнал с выхода фильтра 7 поступает на амплитудный детектор 8, где происходит преобразование переменной составляющей помех на фронте перепада, периоды повторения которых соизмеримы с длительностью перепада, диодом 9 с активно-емкостной нагрузкой в виде резистора 10 и конденсатора 11.

Преобразованный сигнал на выходе детектора 8 практически не содержит участ- 55 ков с производной, обратной производной перепада.

С конденсатора 11 преобразованный сигнал подается на формирователь 12, где происходит его первое диффренцированпе цепью 13, усиление усилителем 14, второе дифференцирование цепью 15. После двойного дифференцирования сигнал поступает на триггер 16 Шмитта. От импульса начала нарастания полезного сигнала происходит его первое опрокидывание. После чего триггер 16 оказывается нечувствительным к импульсам помех, периоды которых соизмеримы с длительностью фронта полезного сигнала, так как полярность этих импульсов совпадает с полярностью импульса начала нарастания полезного сигнала. При поступлении на вход триггера импульса, соответствующего достижению полезным сигналом масимального значения, происходит его второе опрокидывание. Срез сформированного триггером прямоугольного импульса соответствует с требуемой точностью сдвинутому во времени на tjoj.f. моменту достижения тор.мозной силы максимального значения. После дифференцирования цепью 17 импульс, соответствующий срезу сформированного триггером 16 и.мпульса, подается на управляющий вход трехканального ключа 18 и вызывает его размыкание. При этом происходит снятие напряжения питания с управляющего входа ключа 23 и прекращение отсчета времени блоком 20.

Ключи 22 и 24 размыкаются с задержками ta и Ij соответственно.

После размыкания ключа 22 происходит отключение входа блока 19 от выхода фильтра 6, что обеспечивает запоминание амплитуды импульса тормозной силы. Отключение блока 19 с задержкой позволило увеличить время измерения а.мплитуды импульса тормозной силы и, следовательно, увеличить точность измерений.

Размыкание ключа 24 происходит с задержкой относительно размыкания ключа 22, так как 1 t2. Это приводит к ОТКЛЮЧЕНИЮ электродвигателя и снятию механического сигнала с датчика 5. Отключение электродвигателя 3 с задержкой относительно момента отключения блока 19 позволяет исключить составляющую погрешности измерения амплитуды импульса тор.мозной силы, обусловленной уменьшением выходного. напряжения расширителя 30 изза снятия напряжения с датчика 5.

Внедрение изобретения на станциях технического обслуживания автомобилей, в автохозяйствах и на авторемонтных предприятиях позволит получить экономический эффект за счет повышения точности измерений тормозной силы и времени срабатывания тормозов авто.мобилей и уменьшения в 2 раза трудоемкости операции диагностирования.

Формула изобретения

Стенд для испытания тормозов автомобиля, содержащий датчик тормозной силы.