СТД тормозов, ходовой части и рулевого управления
Классификация средств технического диагностирования (СТД)
Используемое при диагностировании контрольно-диагностическое оборудование позволяет обнаруживать скрытые неисправности автомобилей с количественной оценкой их параметров. При этом нет необходимости в разборке механизмов.
Существуют многочисленные конструкции и типы стендов, устройств, приборов для проверки одних и тех же агрегатов, систем автомобилей по одинаковым диагностическим параметрам, например, по углам установки колес автомобилей, эффективности действия тормозов, тягово-экономическим показателям и т.д.
Несмотря на все многообразие СТД, определяемое широкой номенклатурой диагностических параметров этих средств, их можно объединить в определенные группы на основании следующих классификационных признаков:
· по функциональному назначению;
· по принципиальному конструктивному исполнению;
· по степени подвижности;
· по степени автоматизации выполнения диагностирования;
· по виду энергии носителя сигналов в канале связи;
· по виду источника энергии, обеспечивающего функционирование СТО.
По функциональному назначению СТД подразделяют на комплексные для диагностирования автомобиля в целом и СТД для углубленного диагностирования. Диагностирование автомобиля в целом проводят для определения уровня показателей его эксплуатационных свойств: мощности, топливной экономичности, безопасности движения и влияния на окружающую среду. Выявив ухудшение этих показателей по сравнению с установленными нормативами, проводят углубленное (поэлементное) диагностирование с использованием оборудования для диагностирования отдельных агрегатов, узлов и других элементов автомобиля.
По принципиальному конструктивному исполнению СТД подразделяют на внешние и бортовые. К первым относятся традиционные СТД, представляющие самостоятельные приборы и устройства, подключаемые к автомобилю только на момент проведения диагностирования, в том числе и СТД со специальными штекерами-разъемами для подключения к автомобилям, оснащенным системой встроенных датчиков. В этой группе СТД подразделяют по степени подвижности на стационарные, передвижные и переносные. Бортовые СТД устанавливают на автомобиле постоянно как его дополнительное оборудование.
По степени автоматизации выполнения операций диагностирования СТД могут быть:
· автоматические;
· полуавтоматические;
· неавтоматизированные (с ручным или ножным управлением);
· комбинированные.
По виду энергии носителя сигналов в канале связи СТД подразделяются на:
· механические;
· электрические;
· магнитные;
· электромагнитные;
· оптические;
· пневматические;
· гидравлические;
· комбинированные.
По виду источника энергии, обеспечивающего функционирование СТД, эти средства можно классифицировать на: СТД, работающие от источника электрической энергии, от источника сжатого воздуха, от источника вакуума, от движущихся и вращающихся масс (механические), от генератора звуковых (и ультразвуковых) колебаний и т.д. и комбинированные.
Полученное при диагностировании фактическое значение диагностического параметра сравнивается с нормативным и делается вывод об исправности (неисправности) автомобиля. Количество используемых диагностических параметров значительно.
СТД тормозов
От общего количества всех аварий на автомобильном транспорте, совершаемых по техническим причинам, 40–45% приходится на ДТП, обусловленных неисправностями тормозных систем (низкая суммарная тормозная сила, увеличенных свободных ход педали тормоза, увеличенные зазоры в тормозных механизмах, замасливание и износ накладок, неравномерность тормозных сил и др.).
Перечень параметров диагностирования и локализации в тормозных системах подразделяется на две группы: интегральные параметры общего диагностирования и дополнительные параметры поэлементного диагностирования для поиска неисправностей в отдельных системах и устройствах.
Диагностические параметры первой группы включают: тормозной путь автомобиля, отклонение от коридора движения, замедление, удельная тормозная сила, уклон дороги (на котором автомобиль удерживается неподвижно в заторможенном состоянии), коэффициент неравномерности тормозных сил колес оси, осевой коэффициент распределения тормозной силы, время срабатывания (растармаживания) тормозного привода, давление и скорость изменения его в контурах тормозного привода и др.
Диагностические параметры второй группы включают: полный и свободный ход педали, уровень тормозной жидкости в резервуаре, сила сопротивления вращению незаторможенного колеса, путь и замедление выбега колеса, овальность и толщина стенки тормозного барабана, деформация стенки тормозного барабана, толщина тормозной накладки, ход штока тормозного цилиндра, зазор во фрикционной паре, давление в приводе, при котором колодки касаются барабана (диска) и др.
Из числа приведенных параметров при стендовых испытаниях тормозов обязательно определяются тормозные силы на отдельных колесах, общая удельная тормозная сила, коэффициент осевой неравномерности тормозных сил, время срабатывания тормозов. Показатели общей удельной тормозной силы и коэффициент осевой неравномерности являются расчетными.
Существующие СТД тормозов (СТДТ) могут быть классифицированы по пяти признакам (схема 1):
1. по использованию сил сцепления колеса с опорной поверхностью;
2. по месту установки;
3. по способу нагружения;
4. по режиму движения колеса;
5. по конструкции опорной поверхности.
Схема 1 – Классификация СТДТ автомобилей.
СТДТ подразделяют на две большие группы: первая – с использованием сил сцепления колеса с опорной поверхностью (реализуемый тормозной момент ограничен силой сцепления колеса с опорной поверхностью стенда); вторая группа – стенды, работающие без использования сил сцепления колеса с опорной поверхностью, конструктивно отличается тем, что тормозной момент передается непосредственно через колесо или через ступицу. Вторая группа не нашла широкого применения из-за сложности конструкции и нетехнологичности проведения испытаний.
По степени подвижности или месту установки СТДТ подразделяются на: стационарно устанавливаемые (стенды); переносные, подключенные к автомобилю на момент диагностирования; настроенные, используемые как дополнительное оборудование автомобиля.
По способу нагружения СТДТ делятся на силовые и инерционные. Силовые по режиму движения колеса на стенде могут быть с частичным проворачиванием колеса и с полным проворачиванием колеса. Первый режим характерен для платформенных стендов, а второй – для всех остальных стендов.
По конструкции опорных устройств – площадочные, роликовые и ленточные (первая группа); с вывешиванием оси колес и без вывешивания осей колес (вторая группа).
В силовых платформенных стендах колеса автомобиля неподвижны, поэтому при нажатии на тормозную педаль изменяется лишь усилие сдвига (срыва) заблокированных колес с места, т.е. сила трения между тормозными накладками и барабаном (диском). Существуют стенды с одной общей площадкой под все колеса и с площадками под каждое колесо автомобиля.
Недостатки силовых платформенных стендов:
· не учитывается влияние скорости движения на коэффициент трения скольжения;
· не учитываются динамические воздействия в тормозной системе;
· зависимость результатов измерений от положения колес на площадке стенда;
· зависимость результатов измерений от состояния опорной поверхности и протекторов шин;
· измеряется лишь усилие страгивания с места заторможенных колес.
Инерционные нагрузочные ленточные стенды воспроизводят дорожные условия взаимодействия шины с опорными поверхностями. Однако, они имеют значительные габариты и не обеспечивают достаточную устойчивость автомобиля при диагностировании.
Основная масса используемых на сегодняшний день СТДТ – с роликовым опорным устройством. Большинство из них – с силовым методом диагностирования, позволяющим определять тормозные силы каждого колеса при задаваемом усилии на педали, время срабатывания тормозного привода и т.д.
Наиболее достоверным является инерционный метод диагностирования на роликовых инерционных стендах. На них измеряется тормозной путь по каждому отдельному колесу, время срабатывания и замедление.
Для диагностирования тормозов в стесненных условиях, а также с целью локализации неисправностей и углубленного диагностирования эффективны переносные СТДТ. Суть метода работы этих устройств заключается в том, что колесо автомобиля принудительно раскручивают, и когда скорость вращения достигает заданного значения, срабатывает устройство нажатия на тормозную педаль, происходит торможение колеса, в процессе которого регистрируется время срабатывания тормозного привода, время нарастания замедления в заданном интервале частот вращения колеса и тормозной путь при установившемся значении тормозной силы.
В связи с малой инерционной массой вывешенных колес процесс торможения существенно отличается от реального. Приведение результатов диагностирования тормозов к реальным условиям осуществляют через переводные коэффициенты для тормозного пути и замедления.
СТД ходовой части и рулевого управления
Стенды для проверки углов установки колес классифицируются по назначению: для экспресс-диагностирования; для углубленного контроля и регулировки углов установки колес. По конструктивному исполнению: площадочные, роликовые (барабанные), оптические, электрооптические, электронные и др. Установка управляемых колес легковых автомобилей проверяется по величине схождения и углам развала управляемых колес, а также по углам наклона шкворня поворотного кулака в поперечной и продольной плоскостях, соотношению углов поворота управляемых колес, параллельности передней и задней осей, смещенности моста вбок и др.
Стенды для проверки амортизаторов предназначены для проверки амортизаторов легковых автомобилей без их демонтажа с автомобиля. Колебания подвеске задаются вибрационным методом (используется толкатель с ходом около 20 мм, частота – 15-20 Гц, время снятия диаграмм 1–2 мин.). Принцип действия стенда – принудительное возбуждение колебаний подвески с заданной начальной частотой, которая находится в сверхкритическом диапазоне колебаний и прохождением частоты возбуждения через весь диапазон низких частот, а также через точку резонанса до полного прекращения колебаний.
Станки для балансировки колес используются для устранения нарушения балансировки колес при движении на высоких скоростях, когда центробежные силы возрастают пропорционально квадрату скорости. Эти силы создают дополнительные динамические нагрузки на ступичные подшипники, вызывают биение колес и увеличивают износ протектора шин. Статическая балансировка колес производится на балансировочных станках. Определяются наиболее тяжелые точки колеса и на противоположной стороне колеса закрепляется балансировочный груз.
Динамическая неуравновешенность колеса не может быть выявлена в статическом состоянии и проявляется только при вращении колеса. При балансировки установленного на вал станка при наличии дисбаланса колесо начинает "бить" при вращении, эти колебания воспринимаются валом и передаются на индикатор, при помощи которого определяются положение и вес балансировочных грузов.
На СТОА и АТП нашли применение 2 типа балансировочных станков: со снятием колеса с автомобиля и без снятия колеса. Стенды первого типа применяют при ремонтных и шиноремонтных работах, а также при ТО автомобилей. Стенды второго типа – при диагностировании автомобилей на специализированных диагностических постах (станциях, участках), на постах заявочного диагностирования, а также при ТО автомобилей.
Диагностирование рулевого управления осуществляется по суммарному окружному люфту и общей силе трения (усилию, необходимому для поворота левого колеса).
Проверка состояния рулевого управления автомобилей может осуществляться прибором К-402 (см. рисунок 1).
Рисунок 1 – Прибор К-402 для проверки рулевого управления
1,4 – захваты;
2 – стрелка;
3 – шкала измерения люфта;
5 – шкала измерения усилия поворота рулевого колеса (динамометра).
Прибор К-402 состоит из пружинного динамометра и люфтомера со стрелкой. Динамометр устанавливается на рулевом колесе, а стрелка 2 крепится к рулевой колонке. Люфт определяется по углу поворота рулевого колеса при заданном усилии на ободе. При этом переднее колесо автомобиля, имеющего неразрезную поперечную рулевую тягу, должно быть вывешено. Силу трения определяют по усилию, прикладываемому к ободу колеса, необходимому для поворота вывешенных колес. Прибор измеряет люфт рулевого колеса в пределах 0-25˚ и силу трения в диапазонах 0-2 и 0-12 кгс. Прибор предназначен для диагностирования рулевого управления автомобилей, имеющих диаметр рулевого колеса 400-540 мм.
Стенды для определения мощности (тормозные стенды)- одно из наиболее крупных и дорогостоящих видов стационарного оборудования, вокруг которого на постах диагностирования комплектуют другие передвижные и переносные средства диагностирования.
Наибольшее распространение имеют роликовые тормозные стенды (с беговыми барабанами), имитирующие сопротивление качения при разных скоростях движения автомобиля.
Для создания нагрузки в стендах применяют фрикционные, гидравлические, токовихревые и другие тормозные устройства. Чаще используют токовихревые тормозные устройства, обеспечивающие высокую стабильность тормозных характеристик и широкий диапазон плавного регулирования, что важно для программирования режимов нагружения.
Для диагностирования составных частей автомобиля используют следующие параметры:
Для трансмиссии
постоянство отношений частот вращения коленчатого вала двигателя и составных частей трансмиссии (пробуксовка сцепления); зазоры в составных частях трансмиссии; сила, прикладываемая к педали сцепления для его выключения; ход педали сцепления; дисбаланс карданного вала (в гмм); биение карданного вала; уровни виброускорений (в дБ);
