Стенд для испытания деталей гидравлического тормозного привода
Полезная модель относится к области испытательной техники на автомобильном транспорте и может быть использована для проведения ресурсных испытаний тормозных цилиндров автомобилей.
Техническим результатом заявленной полезной модели является расширение функциональных возможностей стенда за счет обеспечения возможности проведения ресурсных испытаний главных тормозных цилиндров автомобилей, оснащенных АБС, в различных температурных режимах работы, идентичных реальной эксплуатации.
Это достигается тем, что на стенде для испытания деталей гидравлического тормозного привода автотранспортных средств, состоящем из червячного механизма со стойкой, на которой закреплен сосуд для тормозной жидкости и испытуемый главный тормозной цилиндр, соединенный трубопроводами с поглощающими цилиндрами и устройствами для прокачки, модулятора давления, включающего два гидроцилиндра, штоки которых механически связаны с кулачком, соединенным через ременную передачу с электродвигателем, не менее двух датчиков давления, вмонтированных в гидравлический привод в непосредственной близости от поглощающих цилиндров и соединенных через аналого-цифровой преобразователь с ЭВМ, причем для обеспечения возможности совершения элементами испытуемого главного тормозного цилиндра возвратно-поступательных движений с требуемыми амплитудно-частотными характеристиками, его шток соединен с неподвижной опорой через упруго-демпфирующий элемент, имеющий жесткость в пределах 15-25 кН/м и коэффициент затухания в пределах 9,5-9,9 c-1, при этом сосуд для тормозной жидкости выполнен в виде расширительного бачка главного тормозного цилиндра, а поглощающие цилиндры представляют собой два рабочих цилиндра дисковых тормозных механизмов передних колес и два рабочих цилиндра барабанных тормозных механизмов задних колес автомобиля, имеющих встроенные устройства для прокачки, на стойке закреплена нагревательная камера, внутри которой размещены испытуемый главный тормозной цилиндр и сосуд для тормозной жидкости, причем внутренняя поверхность корпуса нагревательной камеры покрыта теплоизоляционным материалом, при этом на внутренней поверхности одной из стенок нагревательной камеры смонтирован электрический нагревательный элемент, а на внутренней поверхности противоположной стенки закреплен датчик температуры, соединенный через аналого-цифровой преобразователь с ЭВМ.
Полезная модель относится к области испытательной техники на автомобильном транспорте и может быть использована для проведения ресурсных испытаний тормозных цилиндров автомобилей.
Известна схема стенда для проверки герметичности главных тормозных цилиндров БС-134.000, описание которого представлено в мультимедийном руководстве «Ремонт и эксплуатация автомобиля ВА32105-04» [Ремонт и эксплуатация автомобиля ВАЗ 2105-04 [Электронный ресурс]: мультимедийное руководство. - М.: Третий Рим, 2003. - 1 CD-ROM], содержащий стойку, на которой смонтирован испытуемый главный тормозной цилиндр, шток которого соединен посредством червячного механизма с маховиком, а выходные отверстия при помощи трубопроводов сообщаются с поглощающими цилиндрами и устройствами для прокачки, при этом имеется сосуд, соединенный через кран с главным тормозным цилиндром, и указатель смещения штока.
Недостатком данного стенда является то, что он позволяет проводить только статические испытания главных тормозных цилиндров на герметичность, но не позволяет проводить ресурсные испытания главных тормозных цилиндров в условиях циклического нагружения. Также недостатком является то, что данный стенд не воспроизводит режимов работы гидравлического тормозного привода автомобилей, оснащенных АБС. Это связано с тем, что на данном стенде отсутствует устройство для автоматического изменения давления в гидравлическом приводе с частотой и амплитудой, соответствующими условиям работы тормозной системы в режиме функционирования АБС.
Прототипом заявленной полезной модели является стенд для испытания деталей гидравлического тормозного привода, защищенный патентом на полезную модель 
88324, МПК В60Т 17/22, опубл. 10.11.2009 Бюл. 31. Стенд состоит из червячного механизма со стойкой, на которой закреплен сосуд для тормозной жидкости и испытуемый главный тормозной цилиндр, соединенный трубопроводами с поглощающими цилиндрами и устройствами для прокачки, модулятора давления, включающего два гидроцилиндра, штоки которых механически связаны с кулачком, соединенным через ременную передачу с электродвигателем, не менее двух датчиков давления, вмонтированных в гидравлический привод в непосредственной близости от поглощающих цилиндров и соединенных через аналого-цифровой преобразователь с ЭВМ, причем для обеспечения возможности совершения элементами испытуемого главного тормозного цилиндра возвратно-поступательных движений с требуемыми амплитудно-частотными характеристиками, его шток соединен с неподвижной опорой через упруго-демпфирующий элемент, имеющий жесткость в пределах 15-25 кН/м и коэффициент затухания в пределах 9,5-9,9 с-1, при этом сосуд для тормозной жидкости выполнен в виде расширительного бачка главного тормозного цилиндра, а поглощающие цилиндры представляют собой два рабочих цилиндра дисковых тормозных механизмов передних колес и два рабочих цилиндра барабанных тормозных механизмов задних колес автомобиля, имеющих встроенные устройства для прокачки.
Недостатком данного стенда является то, что он не позволяет проводить испытания главных тормозных цилиндров в различных температурных режимах. Стенд обеспечивает возможность проведения испытаний главных тормозных цилиндров только при температурах, определяемых окружающей средой. Это характерно для частного случая эксплуатации автомобиля. В то время как температурный режим работы главного тормозного цилиндра определяется температурой воздуха в подкапотном пространстве автомобиля, которая в большинстве случаев значительно выше.
В этой связи важнейшей задачей является создание стенда, позволяющего проводить ресурсные испытания главных тормозных цилиндров в различных температурных режимах, соответствующих условиям реальной эксплуатации автомобиля.
Техническим результатом заявленной полезной модели является расширение функциональных возможностей стенда за счет обеспечения возможности проведения ресурсных испытаний главных тормозных цилиндров автомобилей, оснащенных АБС, в различных температурных режимах работы, идентичных реальной эксплуатации.
Указанный технический результат достигается тем, что на стенде для испытания деталей гидравлического тормозного привода автотранспортных средств, состоящем из червячного механизма со стойкой, на которой закреплен сосуд для тормозной жидкости и испытуемый главный тормозной цилиндр, соединенный трубопроводами с поглощающими цилиндрами и устройствами для прокачки, модулятора давления, включающего два гидроцилиндра, штоки которых механически связаны с кулачком, соединенным через ременную передачу с электродвигателем, не менее двух датчиков давления, вмонтированных в гидравлический привод в непосредственной близости от поглощающих цилиндров и соединенных через аналого-цифровой преобразователь с ЭВМ, причем для обеспечения возможности совершения элементами испытуемого главного тормозного цилиндра возвратно-поступательных движений с требуемыми амплитудно-частотными характеристиками, его шток соединен с неподвижной опорой через упруго-демпфирующий элемент, имеющий жесткость в пределах 15-25 кН/м и коэффициент затухания в пределах 9,5-9,9 с-1, при этом сосуд для тормозной жидкости выполнен в виде расширительного бачка главного тормозного цилиндра, а поглощающие цилиндры представляют собой два рабочих цилиндра дисковых тормозных механизмов передних колес и два рабочих цилиндра барабанных тормозных механизмов задних колес автомобиля, имеющих встроенные устройства для прокачки, на стойке закреплена нагревательная камера, внутри которой размещены испытуемый главный тормозной цилиндр и сосуд для тормозной жидкости, причем внутренняя поверхность корпуса нагревательной камеры покрыта теплоизоляционным материалом, при этом на внутренней поверхности одной из стенок нагревательной камеры смонтирован электрический нагревательный элемент, а на внутренней поверхности противоположной стенки закреплен датчик температуры, соединенный через аналого-цифровой преобразователь с ЭВМ.
Отличием предложенного стенда является наличие нагревательной камеры, которая позволяет проводить ресурсные испытания главных тормозных цилиндров автомобилей, оснащенных АБС, в различных температурных режимах работы, идентичных условиям работы главного тормозного цилиндра на автомобиле при его реальной эксплуатации. Такие условия обеспечиваются использованием нагревательного элемента внутри нагревательной камеры, которая изолирует испытуемый главный тормозной цилиндр от внешней среды. Наряду с этим, наличие в нагревательной камере датчика температуры, соединенного через аналого-цифровой преобразователь с ЭВМ, позволяет контролировать значения температуры воздуха в нагревательной камере в процессе испытаний, что обеспечивает возможность создания и поддержания необходимого температурного режима при ресурсных испытаниях главных тормозных цилиндров автомобилей. В совокупности наличие указанных отличительных признаков обеспечивает расширение функциональных возможностей стенда для испытания деталей гидравлического тормозного привода.
Сущность полезной модели поясняется чертежами, где на фиг.1 изображена принципиальная схема стенда; на фиг.2 - схема нагревательной камеры.
Стенд для испытания деталей гидравлического тормозного привода состоит из (фиг.1) червячного механизма 1 со стойкой 2, на которой закреплена нагревательная камера 3, состоящая из (фиг.2) корпуса 4, внутренняя поверхность которого покрыта теплоизоляционным материалом 5, имеющим коэффициент теплопроводности не более 0,07 Вт/(м·К). В качестве теплоизоляционного материала может выступать фольгированная минеральная вата, теплоизоляционная полимерная мастика и др. Для обеспечения возможности доступа внутрь нагревательной камеры 3, она имеет разборную конструкцию, состоящую из двух частей, которые могут быть соединены между собой болтовым соединением. На внутренней поверхности одной из стенок нагревательной камеры 3 смонтирован электрический нагревательный элемент 6, а на внутренней поверхности противоположной стенки закреплен датчик температуры 7, соединенный через аналого-цифровой преобразователь с ЭВМ 8. Внутри нагревательной камеры 3 на стойке 2 закреплен сосуд 9 для тормозной жидкости и испытуемый главный тормозной цилиндр 10, соединенный трубопроводами с поглощающими цилиндрами 11, 12 (фиг.1). Гидравлический привод содержит модулятор давления 13, включающий два гидроцилиндра 14, штоки которых механически связаны с кулачком 15, соединенным через ременную передачу 16 с электродвигателем 17, не менее двух датчиков давления 18, вмонтированных в гидравлический привод в непосредственной близости от поглощающих цилиндров 11, 12 и соединенных, через аналого-цифровой преобразователь, с ЭВМ 8. Шток 19 (фиг.1, 2) испытуемого главного тормозного цилиндра 10 соединен с неподвижной опорой через упруго-демпфирующий элемент 20, имеющий жесткость в пределах 15-25 кН/м и коэффициент затухания в пределах 9,5-9,9 с-1, что обеспечивает возможность совершения поршнями и уплотнительными манжетами главного тормозного цилиндра 10 возвратно-поступательных движений с требуемыми амплитудно-частотными характеристиками, соответствующими режиму работы АБС. Сосуд 9 для тормозной жидкости выполнен в виде расширительного бачка главного тормозного цилиндра, а поглощающие цилиндры 11 и 12 представляют собой два рабочих цилиндра дисковых тормозных механизмов передних колес и два рабочих цилиндра барабанных тормозных механизмов задних колес автомобиля, имеющих встроенные устройства для прокачки. Использование на предлагаемом стенде штатных тормозных цилиндров автомобиля обеспечивает в процессе испытаний воспроизведение условий работы главного тормозного цилиндра, идентичных условиям его работы на автомобиле в режиме функционирования АБС.
Предлагаемый стенд работает следующим образом.
При подготовке к проведению ресурсных испытаний главный тормозной цилиндр 10 подвергается разборке. Производится оценка соответствия параметров элементов главного тормозного цилиндра 10 их нормативным значениям. Для этого выполняется измерение линейных размеров корпуса, поршней и уплотнительных манжет главного тормозного цилиндра 10. Снимется упругая характеристика уплотнительных манжет при приложении и снятии нагрузки. Производится сборка главного тормозного цилиндра 10.
Испытуемый главный тормозной цилиндр 10 монтируется при помощи болтовых соединений на стойке 2. К главному тормозному цилиндру 10 прикрепляются шланги, соединяющие его с сосудом 9, который закреплен на стойке 2 выше главного тормозного цилиндра 10. Выходные отверстия главного тормозного цилиндра 10 соединяют при помощи трубопроводов с входными отверстиями модулятора давления 13. Через сосуд 9 гидравлическая система заполняется тормозной жидкостью класса DOT-4, при этом производится прокачка системы с использованием червячного механизма 1 и устройств для прокачки, вмонтированных в поглощающие цилиндры 11 и 12. После этого производится закрепление частей нагревательной камеры 3 на стойке 2 и соединение их между собой. Таким образом внутреннее пространство нагревательной камеры 3 изолируется от внешней среды, что обеспечивает возможность поддержания температуры внутри нагревательной камеры 3 на необходимом уровне. В соответствии с результатами проведенных экспериментов, температура воздуха в подкапотном пространстве при движении автомобиля находится в диапазоне 30-90°С.
При помощи червячного механизма 1 устанавливается значение максимального давления в гидравлической системе стенда, которое для различных испытаний может составлять 7-12,5 МПа. Давление контролируется на мониторе ЭВМ 8 в соответствии с полученными сигналами от датчиков давления 18, которые позволяют отслеживать появление признаков потери герметичности в гидравлическом приводе в процессе испытаний, что обеспечивает возможность проведения ресурсных испытаний деталей гидравлического тормозного привода, и, в частности, главных тормозных цилиндров автомобилей, оснащенных АБС. Производится включение нагревательного элемента 6, который отключается при достижении необходимого уровня температуры воздуха внутри нагревательной камеры 3, который находится в диапазоне 30-90ºC. Температура контролируется на мониторе ЭВМ 8 в соответствии с полученными сигналами от датчика температуры 7.
Для проведения ресурсных испытаний запускается электродвигатель 17, крутящий момент от которого передается посредством ременной передачи 16 кулачку 15, который, воздействуя на штоки цилиндров 14 модулятора давления 13, заставляет их совершать возвратно-поступательные движения, что приводит к возникновению колебаний давления в гидравлическом тормозном приводе с заданными амплитудой и частотой, соответствующими режиму функционирования АБС, тем самым обеспечивается возможность проведения ресурсных испытаний главных тормозных цилиндров автомобилей, оснащенных АБС, а также воспроизведения в процессе испытаний условий работы главного тормозного цилиндра, идентичных условиям его работы на автомобиле в режиме функционирования АБС. При этом в трубопроводах, главном тормозном цилиндре 10 и поглощающих цилиндрах 11, 12 происходят колебания давления тормозной жидкости, под действием которых поршни и уплотнительные манжеты главного тормозного цилиндра 10 совершают возвратно-поступательные движения с заданной частотой и амплитудой, соответствующими режиму работы АБС. В процессе работы стенда происходит изнашивание элементов главного тормозного цилиндра 10, а также процессы изменения физико-химических свойств материала уплотнительных манжет, что способствует падению максимального давления в гидравлическом приводе. Значение температуры воздуха внутри нагревательной камеры 3 поддерживается на требуемом уровне за счет периодического включения/отключения нагревательного элемента 6. Величина давления в различных точках гидравлического привода определяется посредством датчиков давления 18, соединенных через аналого-цифровой преобразователь с ЭВМ 8. При возникновении признаков потери герметичности в главном тормозном цилиндре 10 производится остановка электродвигателя 17, разборка нагревательной камеры 3 и демонтаж со стенда главного тормозного цилиндра 10. Демонтированный главный тормозной цилиндр 10 подвергается разборке. Производится измерение линейных размеров корпуса, поршней и уплотнительных манжет главного тормозного цилиндра 10. Снимется упругая характеристика уплотнительных манжет при приложении и снятии нагрузки. Производится сопоставление результатов измерений, проведенных до и после ресурсных испытаний.
Таким образом, при использовании заявленной полезной модели осуществляется расширение функциональных возможностей стенда за счет обеспечения возможности проведения ресурсных испытаний главных тормозных цилиндров автомобилей, оснащенных АБС, в условиях различных температурных режимов, характерных для реальной эксплуатации автомобилей.
Стенд для испытания деталей гидравлического тормозного привода автотранспортных средств, состоящий из червячного механизма со стойкой, на которой закреплены сосуд для тормозной жидкости и испытуемый главный тормозной цилиндр, соединенный трубопроводами с поглощающими цилиндрами и устройствами для прокачки, модулятора давления, включающего два гидроцилиндра, штоки которых механически связаны с кулачком, соединенным через ременную передачу с электродвигателем, не менее двух датчиков давления, вмонтированных в гидравлический привод в непосредственной близости от поглощающих цилиндров и соединенных через аналого-цифровой преобразователь с ЭВМ, причем для обеспечения возможности совершения элементами испытуемого главного тормозного цилиндра возвратно-поступательных движений с требуемыми амплитудно-частотными характеристиками его шток соединен с неподвижной опорой через упругодемпфирующий элемент, имеющий жесткость в пределах 15-25 кН/м и коэффициент затухания в пределах 9,5-9,9 c-1, при этом сосуд для тормозной жидкости выполнен в виде расширительного бачка главного тормозного цилиндра, а поглощающие цилиндры представляют собой два рабочих цилиндра дисковых тормозных механизмов передних колес и два рабочих цилиндра барабанных тормозных механизмов задних колес автомобиля, имеющих встроенные устройства для прокачки, отличающийся тем, что на стойке закреплена нагревательная камера, внутри которой размещены испытуемый главный тормозной цилиндр и сосуд для тормозной жидкости, причем внутренняя поверхность корпуса нагревательной камеры покрыта теплоизоляционным материалом, при этом на внутренней поверхности одной из стенок нагревательной камеры смонтирован электрический нагревательный элемент, а на внутренней поверхности противоположной стенки закреплен датчик температуры, соединенный через аналого-цифровой преобразователь с ЭВМ.
