Содержание к диссертации
Введение
1 Состояние вопроса. Цель и задачи исследования 13
1.1 Изменение технического состояния тормозных систем автомобилей в процессе эксплуатации 13
1.2 Анализ существующих методов и средств диагностирования тормозных систем автомобилей 29
1.3 Выводы. Цель и задачи исследования 45
2 Теоретическое обоснование метода диагностирования тормозных систем автомобилей по показателям изменения угловой скорости вывешенных колёс 48
2.1 Разработка математической модели процесса торможения вывешенных колёс автомобиля с гидроприводом тормозов 49
2.1.1 Определение зависимостей углового замедления вывешенных колёс от времени на различных участках тормозной диаграммы 50
2.1.2 Аналитическое определение времени запаздывания тормозной системы 59
2.2 Расчётное моделирование тормозного процесса 70
2.2.1 Теоретическое обоснование режимов диагностирования 70
2.2.2 Теоретическое исследование влияния различных факторов технического состояния тормозной системы на показатели тормозного процесса 80
2.3 Выводы 95
3 Методика и оборудование для экспериментальных исследований 97
3.1 Программа и оборудование для экспериментальных исследований 97
3.2 Методика экспериментальных исследований 105
3.3 Устройство для измерения угловой скорости вывешенного колеса 107
3.4 Методика математической обработки результатов измерений 111
4 Результаты экспериментальных исследований 114
4.1 Определение погрешности измерения угловой скорости 114
4.2 Экспериментальное обоснование режимов диагностирования 118
4.3 Результаты экспериментальных исследований влияния различных факторов технического состояния тормозной системы на показатели процесса торможения 131
4.4 Выводы 146
5 Практическое применение результатов исследований 148
5.1 Модернизация устройства для измерения угловой скорости вывешенных колёс 148
5.2 Периодичность, нормативы и технологический процесс диагностирования тормозных систем автомобилей с гидроприводом 151
5.3 Технико-экономическая эффективность результатов исследований 159
5.4 Выводы 161
Общие выводы 163
Список литературы 166
Приложения 179
- Анализ существующих методов и средств диагностирования тормозных систем автомобилей
- Теоретическое исследование влияния различных факторов технического состояния тормозной системы на показатели тормозного процесса
- Экспериментальное обоснование режимов диагностирования
- Периодичность, нормативы и технологический процесс диагностирования тормозных систем автомобилей с гидроприводом
Анализ существующих методов и средств диагностирования тормозных систем автомобилей
В развитии диагностики тормозных систем автомобилей и других транспортных средств выделяются два основных направления:
— общее (комплексное) диагностирование, позволяющее оценить техническое состояние тормозов автомобиля в целом по величине оценочных (выходных) параметров (например, таких, как тормозной путь, замедление);
— поэлементное (локальное, причинное) диагностирование, в процессе которого устанавливается снижение эффективности торможения путём определения технического состояния отдельных агрегатов и элементов тормозных систем (например, по времени срабатывания тормозной системы, свободному ходу педали тормоза, величине хода штоков тормозных камер).
Проведённый анализ технической литературы, включавший патентный поиск [1-5, 15, 26, 59, 65, 107, 111, 119], позволил провести классификацию методов и средств диагностирования тормозных систем автомобилей, которая представлена на рис. 1.11.
В зависимости от вида диагностических параметров выделяют три группы методов диагностирования [113]. Методы, основанные на определении выходных параметров эксплуатационных свойств, базируются на имитации скоростных и нагрузочных режимов работы автомобиля и позволяют определить эффективность торможения по общей удельной тормозной силе, времени срабатывания тормозной системы, тормозному пути, установившемуся замедлению. Вторая группа методов основывается на оценке геометрических параметров (например, свободного хода педали тормоза, зазора между тормозной накладкой и барабаном). Методы диагностирования третьей группы позволяют оценить техническое состояние тормозной системы по параметрам сопутствующих процессов (например, работоспособность пневматического привода тормозов по герметичности рабочих объёмов).
Общее диагностирование осуществляют, как правило, в дорожных условиях. Методика дорожных (ходовых) испытаний [32, 94, 113] заключается в том, что снаряжённый автомобиль разгоняется на ровной горизонтальной площадке с сухим асфальтобетонным покрытием (коэффициент сцепления не ниже 0,6) до скорости 40 км/ч, после чего водитель производит экстренное торможение однократным нажатием на педаль ножного тормоза при выключенном сцеплении. Техническое состояние тормозной системы оценивается по величинам тормозного пути и максимального замедления. Тормозной путь ST определяется выражением [32, 111].
Максимальное замедление при торможении определяют при помощи деселерометров или деселерографов. Принцип работы деселерометра заключается в фиксации пути перемещения подвижной инерционной массы прибора относительно его корпуса, неподвижно закреплённого на автомобиле. Это перемещение происходит под действием силы инерции, возникающей при торможении автомобиля и пропорциональной его замедлению. Инерционные деселерометры могут быть механическими (мод. 1155М, НИИАТ 571), электрическими (ГАРО 1135) и жидкостными (ртутными) [26, 115]. В электрическом деселерометре ГАРО 1135 датчиком ускорения является акселетрон, в котором петля накалённого катода находится в электрическом поле между холодным катодом и анодом. При торможении петля отклоняется и в цепи акселетрона анодный ток изменяется пропорционально замедлению.
Для определения технического состояния движущегося автомобиля обычно применяются деселерометры предельного типа. При достижении определённого максимального замедления загорается электрическая лампа. Если электрическая лампа не загорается, техническое состояние тормозов считается неудовлетворительным. Измерителем в деселерометрах может служить стрелочное устройство, шкала, сигнальная лампа, самописец, компостер. Для обеспечения устойчивости показаний деселерометры снабжаются демпфером (жидкостным, воздушным, пружинным), а для удобства измерений — механизмом, фиксирующим максимальное замедление.
При ходовых испытаниях для определения эффективности тормозов пользуются нормативами, приведёнными в ГОСТ 25478-91 (табл. 1.6) [32].
Нормативными документами предусматривается определение тормозных свойств как при холодных тормозах (испытания типа "ноль"), так и испытания при нагретых тормозах (испытания типа I и II). Во время испытаний типа "ноль" [99] проверяется эффективность действия холодных тормозов. Тормоза считаются холодными в том случае, когда температура, измеренная у тормозного диска или у наружной поверхности барабана, не превышает 100С. Испытания проводят на ровном горизонтальном участке дороги в прямом и обратном направлениях. Испытания типа I ведут с целью определения потери эффективности тормозов после торможения, то есть при небольшом их нагреве. Остаточная эффективность действия тормозов не должна быть меньше 80% эффективности, предписанной для транспортного средства данной категории, или 60% эффективности, полученной при испытаниях типа "ноль".
Испытания типа II показывают эффективность действия тормозов после их нагрева при длительном спуске. Остаточная эффективность тормозов после спуска не должна быть ниже 75% нормативной эффективности.
Диагностирование тормозов в дорожных условиях имеет следующие недостатки [119]:
— при торможении не измеряется сила, действующая на педаль тормоза, и скорость её перемещения, вследствие чего результаты измерений значительно различаются;
— тормозной путь зависит от водителя, покрытия дороги и условий движения;
— определяется лишь общее замедление автомобиля;
— нельзя установить отклонения тормозных усилий на отдельных колёсах, от которых зависит устойчивость автомобиля при движении;
— опасность возникновения несчастных случаев;
— значительные затраты времени;
— необходимость наличия ровного участка дороги с требуемым коэффициентом сцепления;
— износ шин и подвески вследствие блокирования колёс;
— невозможность проведения измерений при определённых климатических условиях.
Однако, несмотря на меньшую точность и воспроизводимость результатов, они позволяют возможно более полно учесть реальные условия эксплуатации, проверив работоспособность тормозного управления на самом автомобиле в совокупности действия всех его элементов — трансмиссии, двигателя, шин, изучить стабильность работы тормозных систем. Кроме того, они позволяют применить единую методику проведения испытаний, единую систему критериев оценки тормозных свойств, что даёт возможность широкого сравнения и анализа тормозных свойств различных автотранспортных средств.
Бортовое диагностирование тормозных систем автомобилей осуществляют посредством встроенных средств технического диагностирования (СТД) [59, 113], включающих в себя входящие в конструкцию автомобиля датчики, устройства измерения и отображения диагностической информации. Встроенные СТД реализуются в виде индикаторов, сигнализирующих, например, о давлении в гидро- или пневмоприводе или чрезмерном износе фрикционных накладок. Наличие таких средств позволяет своевременно выявлять наступление предотказных состояний элементов тормозных систем, назначать проведение предупредительных воздействий по фактическому состоянию и обеспечивать полное использование ресурса деталей. Однако широкое применение встроенных СТД ограничивается их высокой стоимостью и недостаточной надёжностью.
В последние годы наряду со встроенными СТД получили распространение устанавливаемые средства технического диагностирования (УСТД) [59, 113], которые отличаются от встроенных конструктивным исполнением средств обработки, хранения и выдачи информации. Эти элементы выполняются не встроенными в автомобиль, а в виде блока, который устанавливается на автомобиль периодически перед выходом его на линию и снимается в конце смены после возвращения автомобиля в парк. Поскольку плановые и заявочные диагностирования автомобиля проводятся относительно редко, это позволяет иметь значительно меньшее количество УСТД по сравнению со встроенными СТД и обойти ограничения экономического порядка.
Теоретическое исследование влияния различных факторов технического состояния тормозной системы на показатели тормозного процесса
Целью расчётного моделирования процесса торможения вывешенных колёс является обоснование диагностических параметров тормозных систем на основе разработанной математической модели путём анализа моментов, действующих на колёса, и исследования влияния различных факторов технического состояния тормозов на показатели процесса торможения.
При моделировании процесса торможения вывешенного колеса необходимо предварительно задать значения конструктивных параметров депрессора, гидравлического привода, тормозных механизмов, значения величин, характеризующих сопротивление вращению колеса, а также время нарастания замедления ін- В процессе расчётного моделирования анализировали изменение следующих показателей тормозного процесса: времени запаздывания тормозной системы tc, общего времени торможения Г, замедления незаторможенного колеса/о, установившегося замедления jy, угла поворота колеса за время установившегося торможения д)у, общего угла поворота колеса (рт).
В качестве основных факторов технического состояния, оказывающих влияние на процесс торможения вывешенного колеса, принимали коэффициент трения между фрикционной накладкой и тормозным барабаном f, зазор между фрикционной накладкой и тормозным барабаном, зазор между толкателем и поршнем главного тормозного цилиндра s3 и момент инерции вывешенного колеса 1к, величина которого зависит от износа протектора шины. Моделирование проводили применительно к ведомому и ведущему колёсам на примере автомобиля ГАЗ-53А.
Коэффициент трения изменяли от 0,35 до 0,10, зазор в тормозном механизме S3A3 — от 0 до 1,2 мм (нормативное значение — 0,25 мм у верхнего края накладки), зазор s3 — от 0 до 6 мм (норматив — 2 мм), момент инерции ведомого колеса Ік — от 8,50 до 6,83 кг-м2, а ведущего — от 19,81 до 16,47 кг-м2. При исследовании зависимостей показателей тормозного процесса от какого-либо фактора изменяли величину только этого фактора, а значения других параметров технического состояния принимали равными их нормативным значениям.
Моделирование проводили на трёх режимах диагностирования (из ранее обоснованных), при которых колесо на участке установившегося торможения совершает ровно один оборот. Эти режимы соответствуют минимально возможному (из условия преодоления депрессором сил сопротивления со стороны привода и тормозных механизмов), максимальному, установленному ГОСТ 25478-91, и промежуточному значениям усилия на педали тормоза Qn и соответствующим им значениям начальной угловой а ко (линейной VKO) скорости торможения: для ведомого колеса — 294,3 Н (30 кгс) — 32,0 с"1 (51,8 км/ч); 490,5 Н (50 кгс) — 62,9 с"1 (101,9 км/ч); 686,7 Н (70 кгс) — 89,7 с"1 (145,3 км/ч); для ведущего — 294,3 Н (30 кгс) — 22,8 с-1 (36,9 км/ч); 490,5 Н (50 кгс) — 42,3 с 1 (68,5 км/ч); 686,7 Н (70 кгс) — 58,8 с"1 (95,3 км/ч). Расчётное моделирование проводили на ЭВМ с использованием приложения Microsoft Excel (Приложение 4).
На рис. 2.9, 2.10 приведены зависимости тормозного момента МКт и момента сопротивления вращению вывешенного колеса Мс от времени на различных режимах диагностирования. Как видно из рис. 2.9 и 2.10, изменение момента Мс по времени является постоянно убывающей функцией на всех участках тормозной диаграммы, причём интенсивность снижения момента сопротивления на различных участках неодинакова, что обусловлено разным темпом снижения угловой скорости колеса в процессе торможения. На участке запаздывания тормозной системы вследствие отсутствия тормозного момента уменьшение момента Мс незначительно и не превышает 0,1 % как для ведомого, так и для ведущего колёс. На участке нарастания замедления он снижается для ведомого колеса на 13,2% при )JT=294,3 Н и б%0=32,0 с \ на 24,4% при Qn=490,5U и 0=62,9 с"1 и на 31,6% при Qn=6S6,7H и соК0=89,7 с"1, а для ведущего — на 6,7% при /7=294,3 Н и соКд=-22,Ъ с"1, на 14,2% при л=490,5 Н и 0)к(г42,3 с"1 и на 19,7% при Qrf=6%6,l Н и %0=58,8 с"1. За время установившегося торможения величина Мс уменьшается соответственно на 33,8; 45,7; 52,6% и на 20,7; 29,5; 34,7%.
На участке запаздывания тормозной системы на вывешенное колесо действует только момент Мс, в результате чего оно приобретает замедление j0. Начальное значение момента не зависит от усилия нажатия на педаль тормоза, а определяется только начальной скоростью торможения. Так, для переднего колеса при ко=32,0 с"1 M f=4,24 Нм, при 0 =62,9 с"1 Мс=6,00 Нм, при %о=89,7 с"1 Мс=7,52 Нм, а для заднего — при г%б =22,8 с"1 Мс=24,35 Нм, при в)ко=42,3 с"1 Мс=29,78 Нм, при 2 0=58,8 с"1 Мс=34,37 Нм. Сравнение начальных значений Мс по ведомому и ведущему колёсам показывает, что момент сопротивления, действующий на ведомое колесо, меньше момента, действующего на ведущее колесо, в 4,5-5,7 раза в зависимости от режима. Это объясняется меньшими потерями на трение вследствие отсутствия вращающихся элементов трансмиссии.
На форму и величину изменения углового замедления вывешенного колеса по времени на всех режимах диагностирования основное влияние оказывает тормозной момент, поскольку его значение во много раз превышает значение момента сопротивления. Так, в начале участка установившегося торможения по ведомому колесу на режиме 294,3 Н — 32,0 с"1 Мкт превышает Мс в 57,3 раза, на режиме 490,5 Н — 62,9 с"1 — в 126,7 раза, на режиме 686,7 Н — 89,7 с"1 — в 182,5 раза, а в конце участка — соответственно в 86,5; 233,2 и 385,2 раза. По ведущему колесу в начале участка установившегося торможения на режиме 294,3 Н — 22,8 с"1 Мкт превышает Мс в 10,4 раза, на режиме 490,5 Н — 42,3 с"1 — в 25,1 раза, на режиме 686,7 Н — 58,8 с"1 — в 37,9 раза, а в конце участка — соответственно в 13,1; 35,6 и 58,1 раза.
На участке нарастания замедления тормозной момент МКт линейно увеличивается от нуля до максимального значения и остаётся постоянным на участке установившегося торможения. По сравнению с тормозным моментом, действующим на ведущее колесо, момент, действующий на ведомое колесо, меньше на 10,5% на всех режимах, что связано с различиями в значениях конструктивных параметров тормозных механизмов передних и задних колёс. Момент сопротивления Мс уменьшается для ведомого колеса соответственно от 4,24 до 3,68 Нм (на 13,2%), от 5,99 до 4,53 Нм (на 24,4%) и от 7,51 до 5,14 Нм (на 31,6%о), а для ведущего — от 24,3 до 22,7 Нм (на 6,6%), от 29,8 до 25,5 Нм (на 14,4%о) и от 34,4 до 27,6 Нм (на 19,8% ). Наличие момента сопротивления прокручиванию вывешенного колеса, уменьшающегося при снижении его текущей угловой скорости, приводит к тому, что зависимости углового замедления колеса от времени на различных участках имеют вогнутость или выпуклость и описываются полученными при разработке модели аналитическими выражениями экспоненциального вида.
Анализ зависимостей показателей процесса торможения вывешенного колеса от изменения факторов технического состояния при нормативном усилии на педали тормоза я=686,7 Н (70 кгс), % f=89,7 с"1 (для переднего колеса) и %0=58,8 с"1 (для заднего) (рис. 2.11-2.18) показывает, что при уменьшении коэффициента трения/между тормозными накладками и барабаном от 0,35 до 0,10 вследствие снижения тормозного момента Мкт общее время торможения Т экспоненциально возрастает от 1,01 до 3,60 с по ведомому колесу и от 1,10 до 3,98 с по ведущему. Аналогично изменяются величины (ру и рТ: значения которых увеличиваются соответственно от 11,78 рад (1,87 об.) до 123,01 рад (19,58 об.) и от 57,46 рад (9,15 об.) до 173,46 рад (27,61 об.). Для ведущего колеса это изменение составляет соответственно от 10,17 рад (1,62 об.) до 89,67 рад (14,27 об.) и от 40,45 рад (6,44 об.) до 122,64 рад (19,52 об.). Причиной такого изменения ру и (рт является снижение установившегося замедления при уменьшении коэффициента трения, поэтому изменение установившегося замедления jy носит обратный характер по сравнению с ру. Оно уменьшается при изменении /в указанных пределах со 129,67 до 27,54 с" и с 74,26 до 16,36 с" , причём зависимоссть имеет выраженный экспоненциальный характер. Замедление незаторможенного колеса jo и время запаздывания тормозной системы tc не зависят от/и составляют для переднего колеса соответственно 0,88 с"2 и 0,048 с, а для заднего — 1,74 с"2 и 0,047 с.
Экспериментальное обоснование режимов диагностирования
Результаты испытаний по обоснованию режимов диагностирования, проведённых в соответствии с изложенной методикой испытаний, представлены на рис. 4.1-4.4 и в табл. 4.3, 4.4. Из полученных результатов видно, что при торможении ведомого колеса с нормативными значениями Qif=70 кгс и vK(j=4Q км/ч, установленными ГОСТ 25478-91, оно совершает с момента нажатия на тормозную педаль до полной остановки 2,09 об., а на участке установившегося торможения — 0,61 об. Для ведущего колеса эти значения составляют соответственно 1,79 и 0,65 об. Увеличение начальной скорости торможения приводит к возрастанию углов срт и ру, причём на угол более одного оборота за время установившегося торможения как ведомое, так и ведущее колёса поворачиваются при Ук(г50ш/ч( руведом=\,22 об., (рУведущ=\,33 об.).
С уменьшением усилия на педали тормоза с 70 кгс до минимально возможного значения 30 кгс при сохранении нормативного значения начальной скорости торможения общий угол поворота колеса возрастает с 2,09 до 4,48 об. для ведомого и с 1,79 до 2,85 об. для ведущего. При этом ни ведомое, ни ведущее колесо не совершает более одного оборота за время установившегося торможения.
Испытания, проведённые при различных сочетаниях Qn и vK0, показали, что ведущее и ведомое колёса достигают участка установившегося торможения при любых сочетаниях Qn и VKO, причём ведущее колесо совершает не менее одного оборота на этом участке при v#o 50 км/ч и любом усилии из указанных пределов, а для ведомого колеса поставленное условие выполняется при следующих сочетаниях Qn и vK0: 30 кгс — 70 км/ч, 40 кгс — 60 км/ч, 50 кгс — 50 км/ч, 60 кгс — 60 км/ч, 70 кгс — 50 км/ч.
Окончательный выбор универсального режима диагностирования тормозных систем по ведущему и ведомому колёсам может быть произведён с учётом стабильности изменения диагностических параметров на различных режимах торможения. С этой целью необходимо провести анализ изменения параметров тормозного процесса вывешенных колёс при различных значениях скорости начала торможения и усилия на педали тормоза. Проведённый анализ показал (рис. 4.5, 4.6), что с увеличением усилия на педали тормоза значения tc, tCp, (руи рг уменьшаются, jy возрастает, a jo остаётся неизменным. При повышении начальной скорости торможенияу о, (ру и рг увеличиваются, а остальные параметры остаются неизменными, причём увеличение углов поворота колеса с повышением VKO происходит по квадратичной зависимости, поскольку они пропорциональны кинетической энергии вращающегося колеса. На величину jo ведущего колеса оказывают влияние гидравлические потери в агрегатах трансмиссии.
Время запаздывания тормозной системы не зависит от начальной скорости торможения, а при изменении усилия на педали тормоза с 30 до 70 кгс уменьшается для ведомого колеса в среднем в 2Д2 раза (с 0,6183 до 0,2915 с) и в 1,95 раза для ведущего (с 0,3902 до 0,1997 с).
Практически так же ведёт себя время срабатывания. При возрастании усилия на педали тормоза в указанных пределах оно снижается на 55,7% для ведомого колеса (в среднем с 0,9993 до 0,4430 с) и на 55,0% для ведущего (с 0,6976 до 0,3139 с). Такой характер изменения tc и tcp объясняется более высокими скоростями перемещения деталей тормозного привода и тормозных механизмов при возрастании Qn.
Длительность процесса торможения с момента нажатия на педаль тормоза до полной остановки как ведомого, так и ведущего колёс, а также общий угол поворота вывешенных колёс изменяются как при изменении Qn, так и начальной скорости торможения в пределах соответственно 0,6756-1,6157 с для ведомого; 0,7491-2,4569 с для ведущего и 2,08-10,97 об. (для ведомого); 1,79-12,67 об. (для ведущего колеса).
При этом практически во всех случаях при одних и тех же сочетаниях Qn и vK0 значения Т для ведущего колеса оказываются больше, чем для ведомого. То есть процесс торможения заднего колеса более растянут во времени, чем переднего, что объясняется его значительно более высоким моментом инерции.
По этой же причине угол поворота колеса за время установившегося торможения, который используется для обоснования режима диагностирования, при одних и тех же сочетаниях Qn и vK0 для ведущего колеса больше соответствующих значений (ру для ведомого. Поэтому в качестве универсального режима диагностирования передних и задних колёс следует принимать режим по ведомому колесу.
Из указанных сочетаний Qn и vK0 для ведомого колеса в качестве универсального режима диагностирования следует принимать такое, при котором отмечается наибольшая стабильность диагностических параметров. Стабильность оценивали значениями коэффициента вариации, представляющего собой отношение среднеквадратического отклонения показателя тормозного процесса к его среднему значению, и величины достоверности аппроксимации R2, которую определяли в процессе обработки полученных данных по линейной зависимости (у=кх+Ь) и по полиному второй степени (у=ах +Ьх+с) (табл. 4.5, 4.6). Стабильность диагностических параметров тем выше, чем меньше значение коэффициента вариации и больше величина достоверности аппроксимации.
Как видно из табл. 4.5, наибольшее число диагностических параметров с минимальным коэффициентом вариации (два параметра) наблюдается на режимах 30 кгс — 70 км/ч и 40 кгс — 60 км/ч. Однако на режиме 30 кгс — 70 км/ч меньшие значения коэффициента вариации имеют только три параметра из семи, а на режиме 40 кгс — 60 км/ч — четыре параметра. Средний коэффициент вариации, подсчитанный по всем параметрам, наименьшую величину также имеет на режиме 40 кгс — 60 км/ч.
Из табл. 4.6 следует, что наибольшее число диагностических параметров с максимальными значениями величины достоверности аппроксимации (четыре параметра) также наблюдается на режиме диагностирования 40 кгс — 60 км/ч. Полученные данные показывают, что по условию стабильности изменения параметров тормозного процесса вывешенных колёс наиболее целесообразным является универсальный режим торможения с усилием 40 кгс и начальной скоростью торможения 60 км/ч.
В результате теоретического обоснования универсальных режимов диагностирования ведомых и ведущих колёс (см. п. 2.2.1) было установлено, что такими режимами могут быть сочетания 294,3 Н — 60 км/ч и 392,4 Н — 80 км/ч. Усилие бл=30 кгс является минимально допустимым по условию преодоления депрессором сил сопротивления со стороны привода и тормозных механизмов. Поэтому принимать в качестве универсального режима диагностирования сочетание 294,3 Н (30 кгс) — 60 км/ч нецелесообразно.
Таким образом, как теоретически, так и экспериментально установлено, что диагностирование тормозных систем автомобилей с гидроприводом по изменению угловой скорости вывешенных колёс необходимо производить в процессе торможения с усилием на педали тормоза 392,4 Н (40 кгс). Теоретические исследования показали, что начальная скорость торможения, соответствующая усилию 40 кгс, составляет 80 км/ч, а в результате экспериментов установлено, что поворот колеса на угол не менее одного оборота на участке установившегося торможения обеспечивается уже при v =60 км/ч. Поэтому окончательно в качестве универсального режима диагностирования принимается сочетание Qrf=392,4 Н (40 кгс) и vK(f=60 км/ч. Этот режим обеспечивает возможность совершения колесом за время установившегося торможения не менее одного оборота при наибольшей стабильности параметров тормозного процесса.
Периодичность, нормативы и технологический процесс диагностирования тормозных систем автомобилей с гидроприводом
Эксплуатационную проверку разработанного метода диагностирования тормозных систем осуществляли на автобусах КАвЗ-685 (на базе шасси грузовых автомобилей ГАЗ-53А), работающих в г. Сызрани.
В соответствии с планово-предупредительной системой технического обслуживания и ремонта автомобилей контроль технического состояния тормозных систем и соответствующие технические воздействия следует выполнять при диагностировании Д-1, периодичность которого совпадает с периодичностью ТО-1 [93]. Для I категории условий эксплуатации периодичность ТО-1 грузовых автомобилей и автобусов на базе грузовых автомобилей составляет 3000 км. Применительно к другим категориям условий эксплуатации периодичность ТО-1 (Д-1) корректируется с помощью коэффициентов, учитывающих условия эксплуатации (Ki) и природно-климатические условия (К3). Для III категории условий эксплуатации г. Сызрани с умеренным климатом коэффициенты К]=0,8, К3=1. Тогда периодичность Д-1 (ТО-1) составляет 3000-0,8-1=2400 км.
Для определения нормативных значений диагностических параметров в соответствии с методикой, изложенной в гл. 3, были проведены экспериментальные исследования, заключавшиеся в регистрации пяти последовательных торможений ведомых и ведущих вывешенных колёс при исправной тормозной системе (при нормативных значениях параметров технического состояния) на ранее обоснованном режиме диагностирования (392,4 Н (40 кгс) — 60 км/ч) при отключенном и работающем ГВУ. Результаты экспериментов представлены в табл. 5.2.
За нормативные значения диагностических параметров принимали средние значения соответствующих параметров тормозного процесса, определённые по результатам указанных экспериментов. Полученные нормативные значения диагностических параметров приведены в табл. 5.3.
Технологический процесс диагностирования тормозных систем автомобилей при Д-1 перед ТО-1 и ТР (табл. 5.4) разработан на основе существующего и строится с учётом взаимосвязи между операциями диагностирования, регулировочными и крепёжными работами [101]. Применение разработанного метода позволяет исключить из перечня диагностического оборудования стенд для проверки тормозов модели КИ-4998 (более современным аналогом является универсальный силовой роликовый стенд для контроля тормозных систем грузовых и легковых автомобилей, автобусов и автопоездов с нагрузкой на ось до 10 т модели СТС 1ОУ-СП).
Итоговая трудоёмкость — 45,5 чел.-мин; трудоёмкость с учётом коэффициента повторяемости — 37,2 чел.-мин.
На основе технологического процесса составлен алгоритм диагностирования тормозов на примере автомобиля ГАЗ-53А при Д-1, в котором номера позиций соответствуют номерам операций технологии диагностирования. Вертикальная ветвь этого алгоритма (рис. 5.3) представляет собой систему последовательного поиска основного алгоритма. При этом возможны два исхода: положительный ("Да"), если диагностические параметры соответствуют установленным нормативным значениям, и отрицательный ("Нет"), если не соответствуют. В первом случае осуществляют очередной шаг к следующей операции, во втором выявляют неисправности, устраняемые регулировочными работами на Д-2 (ТО-2), или автомобиль направляется в зону ТР.
Так, совпадение значений диагностических параметров тормозов ведущих колёс (операция 5) с их нормативными значениями указывает на исправное техническое состояние. В этом случае регулировочные операции 6-11 пропускаются и выполняется операция 11 определения диагностических параметров тормозов ведомых колёс.
Несовпадение значений диагностических параметров с нормативными (операция 5) означает наличие неисправностей, которые устраняются путём проведения регулировочных работ (операции 6-11 по боковой ветви алгоритма). При этом выбор конкретной регулировочной операции или их совокупности осуществляется по результатам постановки диагноза на основе анализа сочетаний значений диагностических параметров. В табл. 5.5 приведён перечень основных диагнозов, реализуемых комбинациями значений параметров тормозного процесса.
После проведения регулировочных воздействий (операции 6-11) возвращаются к операции 5, на которой вновь определяют значения диагностических параметров. При достижении положительного результата осуществляют переход к операции 12, а в противном случае автомобиль направляют в зону ТР.
Аналогичные операции выполняют при диагностировании тормозов ведомых колёс.
Определение технического состояния ГВУ производят путём измерения диагностических параметров (операция 14) после включения его в систему. При этом, если значения диагностических параметров, определённые на операции 14, не соответствуют нормативным, дальнейшее диагностирование ГВУ осуществляют с привлечением других методов и средств в рамках диагностирования Д-2 или автомобиль направляют в зону ТР.
По завершении диагностических и регулировочных работ заполняют диагностическую карту и выводят автомобиль с поста Д-1.
Разработанная технология диагностирования тормозных систем может применяться также при аттестации автотранспортных средств на допуск к эксплуатации. Для использования разработанной технологии диагностирования тормозных систем применительно к другим моделям автомобилей с гидроприводом тормозов необходимо определить режимы диагностирования и нормативные значения диагностических параметров с учётом конструктивных особенностей конкретных моделей автомобилей.
