3.9. Стендовые и дорожные испытания элементов тормозных систем

Тормозные свойства автомобилей определяют для всесторонней оценки эффективности действия всей их тормозной системы. В настоящее время наибольшее распространение получил стендовый способ их проверки. В последнее время появилось достаточное количество компактных и технологичных стендов, предназначенных для этих целей. На них можно измерить удельные тормозные силы, действующие на каждое колесо, а также их неравномерность распределения по колёсам. Для их исчисления используются следующие формулы:

,

(3.10)

где - тормозное усилие, развиваемое на колесе, - полный вес автомобиля, - удельная тормозная сила.

,

(3.11)

где - тормозное усилие на левом колесе, - тормозное усилие на правом колесе, - наибольшее из тормозных усилий на колёсах одной оси.

О сновным нормативным документом, регламентирующим методику, а также оценочные показатели является ГОСТ Р 51709 – 2001^* (^*с изменениями от 2006 года). Согласно нему, при помощи формул (3.10) и (3.11), в зависимости от категории транспортных средств, определяются показатели тормозных свойств. Подробно данные показатели рассмотрены в п. 2.7 настоящего учебного пособия.

ГОСТ Р 51709 – 2001 также предусматривает порядок проверки тормозных систем на роликовых силовых стендах, аналогичных приведённому на рис. 3.57. При проведении испытаний автомобиль устанавливается на ролики стенда поочерёдно колёсами каждой оси. По команде оператора система управления стендом приводит ролики во вращение. При этом их скорость вращения должна соответствовать линейной скорости движения автомобиля 3 - 5 км/ч, не более. Это необходимо во избежание срабатывания АБС, ПБС и др. электронных систем обеспечения активной безопасности движения. Ведущие ролики приводятся во вращение от электродвигателей через специальные зубчатые редукторы. Ведомые ролики стенда приводятся от колёс испытуемого автомобиля. По команде оператора стенда водитель нажимает на педаль тормоза с максимальной силой. Колёса, находящиеся в данный момент на роликах стенда затормаживаются. Тем самым они препятствуют вращению роликов, создавая реактивный момент, который измеряют с помощью динамометра. Полученные значения удельных тормозных сил и коэффициента их неравномерности распределения в системном блоке управления стендом сравниваются с допустимыми для данного транспортного средства. После этого на мониторе визуально отображаются результаты замера и результаты сравнения. Для получения более точных результатов поверхность роликов делают рифлёной, чтобы обеспечить коэффициент сцепления с шиной φ_х не менее 0,65 – 0,70. На подобных стендах также проверяют эффективность стояночной, дополнительной тормозных систем, имеющих привод на колёса. Для измерения усилия нажатия водителем на педаль тормоза на ней закрепляют легкосъёмное гидравлическое устройство – прессометр, которое также можно использовать при любых испытаниях. Следует отметить, что помимо рассмотренной методики проверки тормозных свойств автомобиля и схемы стенда (рис. 9.1), на котором она реализуется, существовало еще несколько аналогичных методик. В настоящее время они не применяются ввиду того, что стендовое оборудование, на котором их можно было реализовать (стенды с подвижными площадками, барабанные инерционные стенды) устарело и практически полностью вытеснено роликовыми силовыми стендами.

Д ля испытаний отдельного колёсного тормозного механизма используют специальные стенды (рис. 3.58). Стенд – инерционного типа, позволяет имитировать дорожные условия за счёт эквивалентности работы трения в тормозном механизме. На данных стендах можно регулировать и поддерживать постоянные значения скорости скольжения, температуры и угловой скорости вращения. Их используют для определения характеристик тормозного привода, т.к. для его нормальной работы важно его техническое состояние. Для этого снимают рабочую характеристику привода в виде зависимости давления в нём от усилия на тормозной педали. С этой целью манометр подключают в магистраль непосредственно перед колёсным рабочим тормозным цилиндром. Таким образом, он будет регистрировать работу усилителя, регулятора и др. элементов системы. Усилие на педали тормоза измеряют торсиометром. Характеристику на стенде (рис. 9.2) снимают при ступенчатой или непрерывной нагрузке. В первом случае усилие, обеспечиваемое главным цилиндром, от нулевого значения до величины на одну ступень выше допустимого для данного типа транспортного средства выдерживают не менее 3 с. (ступенью является скачок 100 Н). Во втором случае нагрузку изменяют постепенно и непрерывно, так чтобы моделирование прохождения всего диапазона эксплуатационных нагрузок занимало бы по времени не менее 10 с. В этом случае применяют записывающую аппаратуру.

Д ля испытания отдельных узлов пневматической тормозной системы используют стенды, аналогичные по конструкции приведённому на рис. 3.59. Такие стенды включают в себя электродвигатель 1 для привода компрессора 2 и компрессора 3, систем их смазки и охлаждения, два ресивера 7 и 8, четыре воздухоопределительных крана 9 - 12, манометры и др. вспомогательное оборудование. При определении производительности компрессора определяют время, необходимое для создания им давления в ресиверах стенда, равного 0,9 МПа. Герметичность нагнетательных клапанов проверяют давлением воздуха, поступающего от ресиверов стенда в течение 40 с. В некоторых случаях герметичность нагнетательной полости компрессора испытывают давлением 1,5 МПа, а полости водяной рубашки – давлением 0,4 МПа. Работу нагрузочного устройства проверяют при подаче сжатого воздуха от ресиверов стенда, одновременно измеряют давление, при котором происходит открытие и закрытие разгрузочных клапанов. Регулятор давления испытывается постепенным повышением давления за счёт работы компрессора стенда до момента включения разгрузочного устройства. Герметичность тормозного крана проверяют при давлении 0,67 – 0,73 МПа, при этом записывают характеристику, определяют давление в магистрали тягача и прицепа, усилие на штоке, его ход и время опережения работы прицепа. Испытания тормозных камер заключаются в проверке их герметичности и получении зависимости усилия на штоке от его хода. Герметичность ресиверов автомобиля проверяют только водой под давлением 1,2 - 1,4 МПа. Предохранительный клапан испытывают аналогично регулятору давления, при подключении к ресиверам стенда, в которых давление постепенно повышается до момента включения клапана.

Д ля испытания узлов гидравлической тормозной системы используют стенды, аналогичные по конструкции приведённому на рис. 3.60. Они имеют пневматическое устройство для создания усилия на шток главного цилиндра или цилиндра усилителя тормозов. Герметичность цилиндров проверяют при подаче тормозной жидкости давлением 9,0 – 10,0 МПа, которое создаётся специальным пневматическим приспособлением. Давление удерживается в течение определённого времени при одном и том же положении штока. При испытании рабочего тормозного цилиндра, помещённого в прозрачную жидкость, которая не разрушает его манжеты, вовнутрь цилиндра подают воздух под давлением 0,5 – 0,6 МПа. Для этого, как правило, используют стенды, аналогичные по конструкции приведённому на рис. 3.61. Герметичность проверяется по отсутствию пузырьков воздуха. Цилиндры гидровакуумных усилителей испытывают аналогично. Кроме того, проверяют уплотнение клапанов, находящихся под разрежением при подводе тормозной жидкости. Разрежение должно сохраняться в течение заданного времени. В шланги подают при этом жидкость под давлением 14,0 - 15,0 МПа. В течение 20 - 25 с. течи жидкости или вздутия поверхности шланга наблюдаться не должно.

Испытания элементов тормозных систем в дорожных условиях также являются одним из основных видов испытаний по определению их эффективности. В данном случае следует различать их эффективность с технической точки зрения и эффективность с позиций соответствия критериям, предъявляемым ГОСТ по безопасности дорожного движения. Это определяет содержание методик испытаний, их цели, задачи и применимость результатов. В первом случае результаты измерений важны для инженеров - конструкторов для оценки правильности принятых ими проектировочных решений. Во втором случае – для инженеров – эксплуатационников для оценки технического состояния тормозных систем.

Для оценки оптимальности конструкционных решений при проведении дорожных испытаний тормозных механизмов одной из важнейших задач является определение их долговечности и износостойкости. В частности, их фрикционных элементов. Преимущества дорожных испытаний обусловлены тем, что в этом случае можно получить данные по ресурсу указанных узлов и их деталей с учетом реального распределения тормозных сил между колесами автомобиля, которое всегда будет отличаться от теоретического. Методики проведения этих испытаний регламентируются ГОСТ Р 41.13 – 99 и рассмотрены в главе 7 настоящего учебного пособия. Испытаниям на долговечность в соответствии с данным ГОСТ Р предшествует подготовка тормозов автомобиля, которая кроме необходимых регулировочных работ и измерений предусматривает устройство на тормозных накладках специальных искусственных баз, являющихся исходным при измерении толщины накладок. С этой целью в накладках сверлят отверстия на определенной глубине сверлом диаметром примерно 5 мм, обеспечивающим получение плоской поверхности в основании сверления. Для предохранения отверстий в накладках от загрязнения продуктами износа в процессе испытаний их заполняют асбестом. Перед замером асбест удаляют, а отверстие продувают сжатым воздухом. Глубину отверстий измеряют с точностью до 0,01 мм глубиномером с укрепленной на нем стопорным винтом подставкой. Первоначально тормозные накладки, диски и барабаны замеряют после их приработки перед испытаниями; а затем в процессе испытаний через определенное количество испытаний. Попутно с замерами осуществляют контрольный осмотр всей тормозной системы автомобиля с целью обнаружения возможных отказов и неисправностей.