Малюгин П.Н.Датчики, приборыи стендыдляинструментальногоконтроляавтомобилей 37
kР = 1 / (cos ( ) + sin ( ));
ZП = G kР.
По приведенным формулам найдены значения kР. Они находятся в диапозоне от 0,87 до 0,93 для грузовых автомобилей различных марок при испытаниях на стенде СК-2-К267. То есть, на роликовом стенде измеряется тормозная сила меньше на 7 … 13 %, чем фактическая сила. Следует заметить, что угол зависит от расстояния между роликами LБ, которое изменяется при износе цепи и последующем ее натяжении, которая связывает ролики, и диапазон значений kР может быть еще больше.
Таким образом, при испытаниях на роликовом стенде измеряются заниженные тормозные силы. Часть исправных автомобилей не проходит технический контроль. Погрешность измерения тормозной силы, создаваемая перераспределением нагрузки на ролики, превышает рекомендуе-
Детальные исследования точности измеренияИтормозной силы на роликовом стенде, выполненные Портнягиным Е.М. в ИрГТУ (г. Ир-
мую ГОСТом погрешность датчика силы примерно в три раза.
кутск), показали, что фактическое отклонение замеренной тормозной си- |
||
|
|
Д |
лы от действительной силы составляет от минус 3 до минус 33%. |
||
Однако по инструкциям заводов-изготовителей стендов при повер- |
||
ке роликовых стендов проверяетсяАне точность измерения тормозной си- |
||
лы, а точность работы датч ков силы. |
|
|
|
б |
|
7.5. Модели современных тормозных стендов |
||
и |
|
|
С |
|
|
Технические параметры современных тормозных стендов приведены в табл. 1. Выбраны стенды, включенные в государственный реестр в
2015 г.
В таблице указан диапазон измерения тормозной силы на одном колесе. Погрешность измерения тормозной силы соответствует требованиям ГОСТа и обычно равна 3%. Все стенды позволяют проводить испытания рабочей тормозной системы и стояночной тормозной системы. Стенды оснащаются датчиками силы на тормозной педали. В столбце «область применения» кратко указано: ЛА – легковые автомобили; ГА – грузовые автомобили.
38 Малюгин П.Н.Датчики, приборыи стендыдляинструментальногоконтроляавтомобилей
|
Модели современных тормозных стендов |
Таблица 1 |
||||||
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Область |
|
|
Диапазон |
|
|
|
Модели |
|
|
|
измерения |
|
Изготовитель |
||
|
применения |
|
|
|
||||
|
|
|
|
силы |
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
СТС-3-СП |
|
|
|
|
|
|
|
|
СТС-10-СП |
|
|
|
|
|
|
ЗАО «НовГаро», |
|
СТС-10У-СП |
|
ЛА, ГА |
|
|
1 … 30 кН |
|||
|
|
|
г. Великий Новгород |
|||||
СТС-13-СП |
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
СТС-13У-СП |
|
|
|
|
|
|
|
|
СТМ-3500, |
|
|
ЛА |
|
|
0 … 6 кН |
|
|
СТМ-3500М, |
|
|
ЛА |
|
|
0 … 10 кН |
|
|
СТМ-6000, |
|
|
ГА |
|
|
0 … 15 кН |
ЗАО НПФ «Мета» |
|
СТМ-6000М, |
|
|
ГА |
|
|
0 … 20 кН |
||
|
|
|
|
|
г. Жигулевск |
|||
СТМ-8000 |
|
|
ГА |
|
|
0 … 25 кН |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
СТМ-15000У |
|
|
ГА |
|
|
И |
|
|
|
|
|
|
0 … 40 кН |
|
|
||
СТМ-15000У.01 |
|
|
ГА |
|
|
0 … 30 кН |
|
|
СТ3-ЮУ-0 |
|
|
ГА |
|
|
Д |
|
ЮУрГУ, |
|
|
|
|
0,3 … 12 кН |
|
|||
СТ-10-ЮУ-01, 02, 03 |
|
ЛА |
|
|
1 … 40 кН |
|
г. Челябинск |
|
СИТ-Л |
|
|
ЛА |
|
|
1 … 20 кН |
ТОО ПКФ «ЭКА», |
|
СИТ-Г |
|
|
ГА |
|
|
0 … 40 кН |
|
г. Пермь |
СИТ-У |
|
троллейбусы |
|
0 … 40 кН |
|
|||
|
|
|
|
|||||
КИ-1 |
|
|
ГА |
|
|
1 … 40 кН |
ОАО «Челябинский КП за- |
|
КИ-2 |
|
|
ЛА |
|
|
0,3 … 12 кН |
вод», г. Челябинск |
|
|
|
|
|
|
А |
|
|
|
К486 |
|
|
|
|
- |
ОАО «Новгородский завод |
||
К486А |
|
|
|
|
|
- |
||
С |
ЛА |
|
|
|
ГАРО», |
|||
|
|
|
|
|
||||
К486Б |
б |
|
- |
|
г Новгород |
|||
СТС2 |
|
|
|
|
|
0 … 6 кН |
|
|
ВТ 300, ВТ 301, ВТ 310, |
и |
|
|
|
«Otto Nussbaum GmbH & |
|||
ВТ 311, ВТ 320, ВТ 500, |
|
|
0 … 40 кН |
|||||
ВТ 510, ВТ 520, ВТ 510, |
ЛА, ГА |
|
|
|
Co. KG» |
|||
ВТ 511, ВТ 540, ВТ 610, |
|
|
|
|
|
|
Германия |
|
ВТ 612, ВТ 640, ВТ 642 |
|
|
|
|
|
|
|
|
MB 1000-2 |
|
|
ЛА |
|
|
0 … 10 кН |
«Beissbarth GmbH» |
|
MB 1000-4 |
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
Германия |
|||
MB 1000-5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Контрольные вопросы для самопроверки
1.Какие недостатки имеют платформенные тормозные стенды?
2.Какими датчиками оснащены роликовые тормозные стенды?
3.С какой погрешностью измеряются тормозные силы?
4.Что является основной причиной погрешности измерения тормозной силы на роликовых тормозных стендах?
5.Почему при испытаниях автомобиля ограничивается сила нажатия на тормозную педаль?
Малюгин П.Н.Датчики, приборыи стендыдляинструментальногоконтроляавтомобилей 39
8. АВТОМОБИЛЬНЫЕ СПИДОМЕТРЫ
Спидометр является указателем, расположенным на щитке приборов автомобиля. Он предназначен для информирования водителя о скорости автомобиля и пройденном пути.
Схема подсоединения спидометра с механическим приводом к трансмиссии показана на рис. 8.1.
|
|
|
|
И |
|
|
|
|
Д |
Рис. 8.1. Схема подсоединения спидометра к коробке передач: |
||||
|
1 |
|
б |
|
|
– корпус коробки передач (КП); 2 – червячная шестерня; |
|||
3 – вторичный вал КП; 4 – вал привода; 5 – косозубая шестерня; |
||||
6 |
|
и |
|
|
– спидометр; 7 – плом а КП; 8 – гайка КП; 9 – гибкий трос: |
||||
|
|
10 – гайка сп дометраА; 11 – пломба спидометра |
||
|
|
С |
|
|
Спидометр 6 (см. р с. 8.1) имеет вал привода. Вал привода спидометра вращается со скоростью , пропорциональной скорости движения автомобиля. К спидометру передается вращение от вторичного вала 3 коробки передач 1 через гибкий трос 9.
Скорость 2 вращения вторичного вала коробки передач определяется скоростью V автомобиля, кинематическим радиусом качения шин rко и передаточным числом iо главной передачи: 2 = V / / (iо rко). Передаточное число iо является постоянным и не зависит от режима работы коробки передач. Радиус качения rко также можно считать постоянным, так как он мало зависит от нагрузки на шину и давления воздуха в ней. То есть, скорость вала коробки передач пропорциональна скорости автомобиля, коэффициент этой пропорциональности является постоянным. Однако коэффициент пропорциональности зависит от размера шин, установленных на ведущей оси автомобиля, и их износа.
Гибкий трос 9 представляет собой гибкий шланг, внутри которого находится трос, свитый из стальной проволоки. На концах троса
40 |
Малюгин П.Н.Датчики, приборыи стендыдляинструментальногоконтроляавтомобилей |
|||
|
установлены накидные гайки 8, 11, с помощь которых трос соединяется с |
|||
|
коробкой передач и спидометром. Внутрь шланга при его изготовлении |
|||
|
закладывается смазка. |
|
|
|
|
В коробке передач установлен червячный редуктор с постоянным |
|||
|
передаточным числом. Редуктор состоит из ведущей червячной шестерни |
|||
|
2, вала привода 4, троса, на котором жестко закреплена косозубая шес- |
|||
|
терня 5. Редуктор имеет большое передаточное число. При движении ав- |
|||
|
томобиля передается вращение от вторичного вала коробки передач к ве- |
|||
|
дущей шестерне 2, от нее − к косозубой шестерне 5, далее к тросу 9 и к |
|||
|
спидометру 6. |
|
|
|
|
На автозаводе при монтаже спидометра на накидные гайки устанав- |
|||
|
ливают пломбы 7 и 11. Первая пломба 11 устанавливается на спидометре |
|||
|
6, вторая пломба 7 – на коробке передач 1. Наличие пломб гарантирует, |
|||
|
|
|
|
И |
|
что спидометр отражает правильный пробег автомобиля. |
|||
|
Однако при эксплуатации автомобиля нередко снимают коробку |
|||
|
|
|
|
Д |
|
передач, например, при замене фрикционных дисков сцепления, и уби- |
|||
|
рают пломбу. Спидометр снимают редко. На серьезных автотранспорт- |
|||
|
ных и ремонтных предприятиях при установке коробки передач на авто- |
|||
|
мобиль привод спидометра пломбируют, и спидометр отражает реальный |
|||
|
пробег автомобиля. |
б |
|
|
|
На мелких предприятиях о ычно не устанавливают пломбы после |
|||
|
ремонта коробок передач. Водители личного транспорта обычно нару- |
|||
|
|
и |
|
|
|
шают пломбу 7 при первом снятииАкоробки передач и ее больше не вос- |
|||
|
станавливают. |
С |
|
|
Отсутствие пломбы дает водителям возможность манипулирования пробегом автомобиля. На транспортных предприятиях водители увеличивают показания спидометра для списания топлива или уменьшают пробег для скрытия поездок, выполненных в личных целях. Для изменения показаний спидометра отсоединяется от коробки передач гибкий трос. Трос подсоединяется с помощью резиновой трубки к валу электродвигателя постоянного тока, увеличиваются или уменьшаются показания счетчика километража.
Таким образом, при отсутствии пломбы на приводе спидометра пробег автомобиля, имеющийся на счетчике километража, нельзя использовать в качестве доказательной базы при расследовании дорожнотранспортных происшествий. При отсутствии пломбы пробег, имеющийся на счетчике километража, также нельзя использовать для обоснования цены при продаже автомобиля.
Спидометр состоит из двух приборов: счетчика пути и указателя скорости.
Малюгин П.Н.Датчики, приборыи стендыдляинструментальногоконтроляавтомобилей 41
Основной частью счетчика пути является механический редуктор. Он состоит из двух, соединенных последовательно червячных редукторов и счетного узла. Счетные узлы имеют обычно шесть барабанчиков. На наружной стороне барабанчиков нанесены цифры от 0 до 9. Часть цифр видна на лицевой стороне спидометра.
На барабанчиках с одной стороны выполнена шестерня, имеющая 20 зубцов, с другой стороны – шестерня с двумя зубцами (18 зубцов отсутствуют). Вращение от одного барабанчика к другому передается через шестерню небольшого диаметра. Такие шестерни принято называть трибками. При повороте правого барабанчика на один оборот два зуба поворачивают трибку, которая поворачивает левый барабанчик на 1/10 оборота: на счетчике появляется следующая цифра. Крайний правый барабанчик вращается непрерывно и отражает пробег в долях одного километра.
Схема указателя скорости показана на рис. 8.2. |
||
|
|
И |
|
Д |
|
А |
|
|
б |
|
|
Рис. 8.2.ихема указателя скорости спидометра: |
||
1 – вал привода; 2 – постоянный магнит; 3 – картушка; |
||
4 – магнитопроводС; 5 – ось стрелки; 6 – спиральная пружина; 7 – стрелка указателя; 8 – шкала скорости спидометра
Вал привода 1 (см. рис. 2) указателя соединен с гибким тросом. При вращении вала вращается постоянный магнит 2. На оси 5 закреплена стрелка 7 указателя, которая на шкале 7 показывает скорость автомобиля. Ось указателя соединена с корпусом указателя спиральной пружиной 6. Основным рабочим элементом указателя скорости является плоская картушка 3. Она жестко соединена с осью 5 и изготавливается из алюминиевого сплава, проводящего электрический ток. Магнит 2 создает магнитный поток, направление которого показано на рисунке стрелками. Стрелки иллюстрируют магнитную цепь указателя, которая замыкается с по-
42 |
Малюгин П.Н.Датчики, приборыи стендыдляинструментальногоконтроляавтомобилей |
|
|
мощью неподвижного магнитопровода 4, изготовленного из магнитного |
|
|
материала (сталь). |
|
|
При вращении магнита 2 через картушку проходит переменный |
|
|
магнитный поток. В картушке образуются вихревые токи, которые соз- |
|
|
дают в ней переменное магнитное поле. Магнитное поле постоянного |
|
|
магнита взаимодействует с магнитным полем картушки, и образуется |
|
|
крутящий момент, поворачивающий ось стрелки. Величина крутящего |
|
|
момента пропорциональна скорости вращения магнита и скорости авто- |
|
|
мобиля. Под действием момента скручивается спиральная пружина и |
|
|
стрелка поворачивается на угол, пропорциональный скорости движения |
|
|
автомобиля. |
|
|
Для работы указателя не требуется источник электрического тока, и |
|
|
спидометр работает при отключенном двигателе автомобиля и отсутст- |
|
|
вии аккумуляторной батареи. |
|
|
Основной недостаток указателя скорости обусловлен применением |
|
|
гибкого троса. Трос соприкасается со шлангом, и образуется сила трения. |
|
|
При наличии трения трос сначала скручивается, затем после преодоления |
|
|
силы раскручивается и конец троса 10 (см. рис. 8.1) вращается неравно- |
|
|
|
И |
|
мерно. В результате образуются колебания стрелки. Колебания становят- |
|
|
ся большими по величине при малых скоростях (менее 30 км/ч) и низкой |
|
|
Д |
|
|
температуре (смазка внутри троса становится густой). Поэтому крайнее |
|
|
левое положение стрелки ограничивают упором. |
|
|
На автобусах грузовых автомобиляхА |
длина гибкого троса увели- |
|
чивается, и это привод т к неудовлетворительной работе указателя ско- |
|
|
рости. Поэтому разработаныбсп дометры с электрическим приводом. В |
|
|
конструкции спидометра с электрическим приводом используется счет- |
|
|
и |
|
|
ный узел и указатель скорости от спидометра с механическим приводом. |
|
|
Спидометры (с электрическим приводом) оснащены датчиками и |
|
|
электродвигателями. На валу 4 привода (см. рис. 8.1) устанавливают |
|
|
С |
|
электрический датчик, преобразующий постоянное бортовое напряжение автомобиля в переменное, трехфазное напряжение. Частота переменного напряжения равна частоте вращения вала 4. На указателе скорости устанавливают электрический двигатель, вал которого вращает вал 1 привода спидометра. К двигателю подается электрический ток от дополнительного усилителя, который устанавливается в корпусе указателя. Усилитель преобразует трехфазное напряжение датчика в переменный электрический ток. В конструкции спидометра электрическим приводом используется счетный узел и указатель скорости от спидометра с механическим приводом.
Основным недостатком спидометра с электрическим приводом является усложнение конструкции и увеличение размеров указателя. Разъ-