Исследование гидравлической тормозной системы автомобиля

Внедрение: 2015 г.

Специалистами из Тульского государственного университета разработан экспериментальный комплекс для определения степени влияния режимов испытания гидравлической тормозной системы на тормозную силу, создаваемую на колесах автомобиля, а также – на показатели эффективности тормозной системы [1]. В стенде были задействованы два модуля АЦП E14‑440.

Проблему оценки качества тормозных систем иллюстрирует рисунок 1, на котором приведены характеристики работы тормозной системы, снятые на роликовом тормозном стенде CARTEC BDE‑2304 при различных режимах торможения [2]. Из рисунка 1 видно, что в режиме экстренного торможения, применяемом при прохождении ежегодного гососмотра для проверки тормозной системы, оба колеса задней оси тормозят одновременно, и, следовательно, тормозная система автомобиля исправна. Но при проведении аналогичного опыта для режима служебного торможения видно, что тормозные силы на правом и левом колесах существенно отличаются – более чем на 50 %.

Рисунок 1. Зависимость тормозной силы колес от силы нажатия на педаль: при экстренном торможении (слева); при служебном торможении (справа).
 

С целью подтверждения гипотезы о непостоянстве угловой скорости беговых барабанов были проведены измерения угловой скорости беговых барабанов силового роликового стенда в процессе диагностирования тормозной системы автомобиля ВАЗ‑2105. Графики изменения угловой скорости беговых барабанов представлены на рисунке 2.

Рисунок 2. Изменение угловой скорости беговых барабанов стенда при диагностировании тормозной системы автомобиля ВАЗ‑2105.

Как видно из рисунка 2, при резком нарастании тормозной силы на беговых барабанах происходят кратковременные колебательные процессы скачкообразного изменения угловой скорости, причём при меньшей тормозной силе (замасленные колодки правого тормозного механизма) уровень колебания угловой скорости меньше.

В состав измерительного комплекса входит роликовый тормозной стенд CARTEC BDE‑2304, позволяющий в ходе испытания тормозной системы определять следующие показатели:

• сопротивление качению незаторможенных колес;
• овальность тормозного барабана и тормозного диска;
• тормозная сила на левом и правом колесах;
• разность тормозных сил левого и правого колес.

Измерение угловой скорости колес автомобиля и роликов тормозного стенда в процессе диагностирования тормозной системы осуществляется с помощью четырёх оптических инкрементальных энкодеров AUTONICS серий E40H. В качестве датчика усилия нажатия на педаль используется датчик PD‑7 тензометрического типа. Также на автомобиль ВАЗ‑2105 были установлены преобразователи давления СДВ‑И для измерения давления жидкости в тормозной системе и датчик положения ДПДЗ 2112‑1148200 в качестве датчика углового положения педали тормоза.

В качестве устройства регистрации сигналов использовался ноутбук ASUS K50IJ. К ноутбуку по интерфейсу USB были подключены два внешних универсальных модуля АЦП/ЦАП L‑CARD E14‑440.

Схема регистрации данных представлена на рисунке 3.
 

Рисунок 3. Схема регистрации данных.

Для проведения экспериментов на тормозном стенде разработано устройство для нажатия на педаль тормоза, при помощи которого можно будет регулировать усилие и задавать различный темп нажатия на педаль тормоза (рисунок 4), рассчитана и разработана схема подключения пневмоцилиндра к пневмосети, подобрано все необходимое оборудование.
 

Рис. 4. Устройство для нажатия на педаль тормоза.

Разработанное экспериментальное оборудование позволяет исследовать процессы, происходящие в гидравлическом приводе тормозной системы, определить степень влияния происходящих процессов на регистрируемые стендом диагностические показатели. А также оценить влияние переходных процессов в приводе стенда на погрешность измерения силовых параметров и влияние этих процессов на диагностические параметры тормозной системы.

Результаты работы позволят повысить достоверность стендовых методов контроля тормозных систем автомобилей за счёт совершенствования методики проведения испытаний и измерения силовых параметров при диагностировании на силовых роликовых стендах.

Источник:

1. Бородин А.Л., Черепанов А.П., Шарыпов А.В. Разработка экспериментального комплекса для исследования закономерностей функционирования гидравлических тормозных систем // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. – Тула: Изд‑во ТулГУ. – 2015. – Вып. 1. Часть 1. – С. 11‑17.

2. Бородин А.Л. Шарыпов А.В. Анализ методов и средств диагностирования тормозных систем автомобилей с гидравлическим приводом // Сборник научных трудов аспирантов и соискателей Курганского государственного университета. Серия «Природа. Общество. Техника. Культура». – Курган: Изд‑во Курганского гос. ун-та. – 2012. – Вып.14. – С. 7‑8.

Разработчик: Бородин А.Л., Черепанов А.П., Шарыпов А.В. (Тульский государственный университет)