Нагружатель для проверки инерционной тормозной системы прицепа на тормозном стенде

Решение относится к автомобилестроению и может быть использовано при проверке инерционной тормозной системы (ИТС) прицепов.

Предложено управляющий цилиндр нагружателя установить в раме, соединяемой с прицепом и автомобилем.

Технический результат - повышение эффективности проверки ИТС за счет универсальности нагружателя, который можно сравнительно легко устанавливать при проверке различных типов прицепов, экономя время и при меньших затратах человеко-минут.

1 С.П. Ф-лы, 3 илл.

Решение относится к автомобилестроению и может быть использовано при проверке инерционной тормозной системы (ИТС) прицепов категории O₁ и O₂ при техническом осмотре с использованием роликового тормозного стенда.

Величина силы тяги на ведущих колесах автомобиля зависит от вращающего момента на колесах (мощности двигателя, передаточного отношения трансмиссии), а также от сцепления колес с опорной поверхностью. Эти показатели зачастую достаточны для того, чтобы легковые автомобили могли эффективно использоваться в качестве тягача в составе автопоезда. Легковые автомобили с прицепами получили наибольшее распространение для осуществления дальних поездок, как по стране, так и за рубеж, а также для грузоперевозок в черте города.

Для обеспечения безопасности автопоезда и повышения эффективности его торможения для прицепов предусмотрена установка дополнительного тормоза, работа которого обеспечивается инерционными силами, возникающими при торможении тягача.

Требования к эффективности тормозной системы прицепа установлены ГОСТ Р 51709-2001, а также Техническим Регламентом «О безопасности колесных транспортных средств». В соответствии с требованиями вышеуказанных документов проверка тормозной системы прицепа должна проводиться или в дорожных условиях по показателям установившегося замедления или тормозного пути всего автопоезда, или на роликовом тормозном стенде с использованием нагружателя. При этом испытания на стендах являются более предпочтительными, т.к. не связаны с климатическими и дорожными условиями.

Наиболее полно требования к ИТС изложены в Правилах 13 ЕЭК ООН (Приложение 12). В них наряду с общими положениями приведены нормативы эффективности и методики контроля отдельных узлов ИТС, а также условия их совместимости. Методика оценки эффективности действия ИТС при стендовых испытаниях предполагает измерение тормозных сил P_T на колесах прицепа при соответствующем усилии наката D. По величинам тормозных сил рассчитывается удельная тормозная сила и относительная разность тормозных сил колес прицепа.

Из известных решений, наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является вариант, предложенный Спиридоновым Д.С. описанный в автореферате диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук «Разработка методик и средств оценки технического состояния инерционной тормозной системы при инструментальном контроле», Владимир 2010, стр.15 (копия прилагается) - прототип.

В нагружатель по прототипу входит пневмоцилиндр, шток которого жестко соединен с силовой пластиной прицепа посредством соединительной скобы, система подвода сжатого воздуха, включающая компрессор, ресивер, кран управления, манометр, датчик усилия, установленный между жестким упором прицепа и соединительной скобой. Кроме того, должно предусматриваться некое устройство, блокирующее прицеп от перемещения с роликов стенда под действием тормозных сил (в автореферате не указано).

Прицеп устанавливается на ролики тормозного стенда, а нагружатель - на устройство управления прицепа, закрепляясь на сцепной головке прицепа и на дышле прицепа с помощью специально изготовленного упора.

С помощью электродвигателей приводят во вращение ролики тормозного стенда, открывают кран подачи сжатого воздуха в пневмоцилиндр нагружателя. Шар нагружателя воздействует на сцепную головку прицепа, перемещая ее. Создаваемое усилие передается на тормозные механизмы колес прицепа через имеющиеся на нем передающие элементы. Диаметр, используемого в нагружателе цилиндра 50 мм, а штока - 20 мм. Создаваемое усилие при давлении 0,7 МПа равно 1075 Н.

Значения тормозных сил, создаваемых при этом на колесах прицепа, измеряются тормозным стендом и запоминаются. По результатам тормозных сил определяется удельная тормозная сила и относительная разность тормозных сил колес прицепа.

Особенностью работы нагружателя Спиридонова Д.С. является то, что большая часть составных элементов устройства индивидуально изготовлена для конкретного прицепа и жестко соединена с ним болтовым или сварочным соединением. Большинство из них невозможно применить для другой конструкции дышла прицепа или подвески. К таким специально подобранным элементам относится упор, закрепленный на дышле, соединительная скоба, силовая пластина прицепа. Крепление такого рода к транспортному средству в условиях технического осмотра запрещено. Кроме того, при такой схеме нагружения невозможно обеспечить фиксацию одноосного прицепа от возможного выкатывания с роликов стенда за счет тормозных сил.

Следует отметить, что согласно приказу Минпромторга 1008 от 5.11.2011, допустимая трудоемкость при проверке инерционного тормоза прицепа должна составлять не более 10 чел·мин, что, естественно, выполнить при использовании таких конструктивных решений, использованных при монтаже нагружателя, невозможно.

И еще одна особенность. Кроме сцепных устройств шарового типа, на прицепах может использоваться система «крюк-петля». Для рассматриваемой схемы проверка прицепов с такими сцепными устройствами становится невозможной.

Следует отметить, что технические характеристики данного устройства также не согласуются с требованиями нормативных документов. Так по Техническому Регламенту максимальное усилие, которое должно обеспечивать нагружающее устройство, составляет 3500 Н (0,1 максимально допустимой массы прицепа для прицепа категории O₂ с максимальной массой 3500 кг). По Требованиям к диагностическому оборудованию (приказ Минпропромторга 1677) предельная величина усилия, прикладываемого к сцепной головке, должна составлять 3700 Н, что значительно превышает возможности, заложенные в рассмотренном устройстве.

Из этого следует, что функциональные возможности нагружателя Спиридонова Д.С. ограничены, автор этой работы не ставил своей целью использование изделия в условиях технического диагностирования. Задача заключалась в разработке математической модели и проведении исследований процесса торможения прицепа.

Все указанные недостатки устраняются предлагаемым решением. Ставится задача расширения функциональных возможностей нагружателя.

Технический результат - повышение эффективности проверки инерционных тормозных систем за счет того, что нагружатель может использоваться для всех многообразных конструкций прицепов. Не требуется специальных элементов для его установки на прицепе и на диагностической линии. Заложена возможность перестановки деталей для перехода от проверки сцепных устройств шарового типа к устройству «крюк-петля» и имеется возможность создавать усилие на сцепной головке, необходимое для проверки инерционного тормоза прицепов массой до 3500 кг.

Этот технический результат достигается тем, что в нагружателе для проверки инерционной тормозной системы прицепа на тормозном стенде, содержащем управляющий цилиндр, нагрузочное устройство, взаимодействующее со сцепным элементом прицепа, управляющий цилиндр нагружателя установлен в раме, вершина которой соединена при помощи опорного устройства с тягово-сцепным элементом автомобиля, а на ее концах закреплены средства удержания прицепа, воспринимающие реактивные силы.

Установка управляющего цилиндра в раме и наличие разных типов съемных нагружающих и опорных устройств дает возможность использовать нагружатель для всех конструкций сцепных устройств прицепов, видов инерционных тормозов, конструкций дышла прицепа.

Предлагаемый нагружатель приведен на чертежах: на фиг.1 - вид сверху, на фиг.2 - вид сбоку (для наглядности рама не показана).

Нагружатель для проверки инерционной тормозной системы прицепа на тормозном стенде содержит управляющий цилиндр - пневмоцилиндр 1, к которому подводится система сжатого воздуха (в случае модификации с гидроцилиндром ее может не быть), включающая компрессор 2, ресивер 3, кран управления давлением 4, манометр 5. Шток 6 пневмоцилиндра 1 соединен с нагрузочным устройством 7, представляющим собой шар или крюк, воздействующий на сцепной элемент прицепа. Управляющий цилиндр 1 нагружателя установлен в раме 8. Вершина рамы 8 соединена с опорным устройством 9, устанавливаемым на элемент сцепного устройства 10 автомобиля 11. На обеих сторонах рамы 8 выполнены отверстия для крепления стяжных ремней 12.

Проверка инерционной системы прицепа осуществляется следующим образом.

Устанавливают прицеп 13 на ролики 14 тормозного стенда. Устанавливают нагружатель в разрыве между испытуемым прицепом 13 и автомобилем-тягачем 11, с одной стороны на элемент сцепного устройства 10 автомобиля-тягача 11, а с другой - соединяют с элементом сцепного устройства 15 прицепа 13. Фиксация прицепа 13 относительно нагружателя для восприятия реактивных сил осуществляется с помощью стяжных ремней 12, крепящихся к любым силовым элементам прицепа. Предотвращение выкатывания прицепа с роликов стенда обеспечивается наличием автомобиля-тягача большой массы.

Запускают электродвигатели вращения роликов 14 тормозного стенда. К управляющему цилиндру 1 подводится воздух от компрессора (давление в гидроцилиндре создается вручную, элементы поз.2, 3 и 4 исключаются).

Под действием сжатого воздуха (жидкости) шток 6 выдвигается, создавая усилие на элементе сцепного устройства 15 прицепа 13. Через передающие звенья, установленные на прицепе и являющиеся частью прицепа, усилие передается на тормозные механизмы колес.

При использовании, например, цилиндра с поршнем диаметром 80 мм и сжатого воздуха под давлением 0,8 МПа, максимально возможное усилие на сцепной головке составит 4000 Н, что соответствует нормативным требованиям.

Уровень требуемого давления, создаваемого в управляющем цилиндре при проверке тормозных свойств прицепа, может определяться по прилагаемому графику (фиг.3) в зависимости от массы прицепа, используемого диаметра цилиндра и рабочей среды (воздух, гидравлическая жидкость). График составляется с учетом юстировки по эталонному динамометру в зависимости от модификации цилиндра.

Значения тормозных сил, создаваемых на колесах прицепа, измеряются тормозным стендом и запоминаются. При блокировании хотя бы одного колеса прицепа происходит автоматическая остановка роликов стенда и запоминание значений тормозных сил. Значения тормозных сил заносятся в программу стенда. По результатам тормозных сил определяется удельная тормозная сила и относительная разность тормозных сил колес и выносится заключение об исправности тормозной системы данного прицепа.

Таким образом, предлагаемая конструкция нагружателя позволила использовать разные виды силовых цилиндров, создающие большое усилие при надежном их креплении и универсальности устройства, позволяя их использовать в различных системах тягово-сцепных устройств, с уровнем трудоемкости менее 7 чел·мин.

Кроме того, при использовании элементов сцепки автопоезда соблюдается соосность соединения нагружателя и сцепного устройства, а также обеспечивается требуемый уровень безопасности за счет крепления нагружателя к конструктивным элементам автомобиля и прицепа.

Нагружатель для проверки инерционной тормозной системы прицепа на тормозном стенде, содержащий управляющий цилиндр, нагрузочное устройство, взаимодействующее со сцепным элементом прицепа, отличающийся тем, что управляющий цилиндр нагружателя установлен в раме, вершина которой соединена при помощи опорного устройства с тягово-сцепным элементом автомобиля, а на ее концах закреплены средства удержания прицепа, воспринимающие реактивные силы.