Концепция контроля технического состояния тормозной системы автомобиля с абс в процессе эксплуатации

Тип работы:
Реферат
Предмет:
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ


Узнать стоимость

Детальная информация о работе

Выдержка из работы

А. А. Ревин
КОНЦЕПЦИЯ КОНТРОЛЯ ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ ТОРМОЗНОЙ СИСТЕМЫ АВТОМОБИЛЯ С АБС В ПРОЦЕССЕ ЭКСПЛУАТАЦИИ
Волгоградский государственный технический университет
(e-mail: revin@vstu. ru)
Рассмотрены возможности диагностирования технического состояния тормозной системы автомобиля с АБС в процессе эксплуатации. Представлена концепция совместного использования бортовых средств и стендов для диагностирования.
Ключевые слова: автомобиль, антиблокировочная система (АБС). диагностика, стенд.
Possibilities of diagnosing of a technical condition of brake system of the car with ABS while in service are considered. The concept of sharing of onboard means and stands for diagnosing is presented.
Keywords: the car, antiblocking system (ABS), diagnostics, the stend.
Активная безопасность автомобиля определяется не только его технической оснащенностью, но и исправностью технического состояния ее элементов в процессе эксплуатации. При этом очевидно, что от эффективной работы тормозной системы автомобиля зависит многое. Оснащение автомобилей антиблокировоч-ными системами (АБС) превысило 80% для выпускаемых в Европе легковых автомобилей. Однако, с представлениями о контроле технического состояния тормозной системы автомобиля с АБС еще многое неясно. Попытаемся разобраться в существующей проблеме.
Прежде всего — это отсутствие традиционных для водителя признаков исправности тормозной системы. При торможении юзом этими признаками часто являются следы, оставляемые на поверхности асфальта заторможенными колесами, которые свидетельствуют, во-первых, об эффективности функционирования тормозного привода (тормозной момент на колесах превысил (или нет) максимально возможный в данных условиях тормозной момент по сцеплению). Величина последнего находится по известной зависимости
-M-max Rz фгаях rд,
(1)
где — нормальная нагрузка на колесе- гд — динамический радиус колеса- фтах — максимальная величина коэффициента сцепления при оптимальном проскальзывании.
Во-вторых, по оставленным следам юза косвенно можно судить о неравномерности действия тормозных механизмов (н.д.т.м.). Существенное расхождение следов является побудительным мотивом для ТО тормозов или направления автомобиля на стендовую диагностику.
При наличии АБС в тормозной системе автомобиля отсутствие следов юза на поверхности дороги расценивается двояко. Это может свидетельствовать об эффективной работе АБС или о недостаточной эффективности функционирования элементов тормозного привода и его неспособности в принципе обеспечить величину максимального момента по сцеплению, что способствует затормаживанию колеса в до-критической по проскальзыванию области ф (5)-диаграммы.
Но и в первом случае не все так однозначно. Дело в том, что при функционировании АБС оценить степень использования максимального коэффициента сцепления и его соответствие требованиям нормативов водителю по своим
ощущениям практически не представляется возможным.
Известно, что контроль технического состояния при эксплуатации автомобиля проводится периодически при очередном ТО через определенный пробег или раз в год. Вместе с тем, отказ элементов тормозной системы автомобиля и особенно АБС влечет за собой тяжелые последствия. Так, по данным дорожной полиции стран Европы внезапный отказ АБС вызывал более тяжелые последствия ДТП, чем при торможении юзом.
Производители АБС оснащают системой самоконтроля, которая осуществляет проверку исправности электрических цепей и уровня сигнала. Так, обрыв цепи питания модулятора или датчика немедленно приведет к отключению АБС и подаче предупреждающего сигнала водителю. При этом очевидно, что данная система не исчерпывает возможные неисправности ее элементов. Помимо вышеперечисленных можно добавить, например, такие как изменение сечения каналов модулятора вследствие их засорения, задержка при срабатывании клапанов, угловая податливость статора датчика АБС, ослабление стягивающих тормозные колодки пружин и т. п. При этом система самодиагностики АБС сигнала о неисправности не подает.
Сказанное выше диктует острую необходимость совершенствования бортовых средств диагностики технического состояния элементов тормозной системы, способных в межконтроль-ный период эксплуатации получить, хотя бы в первом приближении, объективную информацию для водителя о состоянии тормозной системы в целом и качестве осуществляемого рабочего процесса. На данном этапе диагностирование должно осуществляться в первую очередь по параметрам эффективности и давать общую «интегральную» оценку, тем самым, восполняя для водителя отсутствие объективных визуальных критериев следов юза. Следовательно, в основу таких бортовых средств диагностики должна быть положена тормозная динамичность на базе реализованного замедления.
Дальнейшее развитие средств бортовой диагностики просматривается в создании интеллектуальных систем, построенных на основе разработанных структурно-следственных схем. На рисунке представлен пример структурноследственной схемы, разработанный для пневматического привода тормозов с АБС. Такой подход позволит выйти на коды предполагаемых неисправностей или отказа элементов системы. Вместе с тем, необходимо помнить, что в реальных условиях эксплуатации процесс тор-
Подсистема
Структурные
параметры
Причина
неисправности
Диагностические признаки 1-го уровня
ЭЛЕМЕНТЫ АБС
ВРЕМЯ СРАБАТЫ- УМЕНЬ- ИЗМЕНЕНИЕ ПОРОГА НА- УВЕЛИ-
ВАНИЯ КЛАПАНА ШЕНИЕ СТРОИКИ БЛОКА УПРАВЛЕНИЯ ЧЕНИЕ
МОДУЛЯТОРА ПОРОГА ПОРОГА

Перекос или деформация направляющих втулок
Перебои в подаче управляюще го сигнала
Ухудшение эффективности работы АБС, управляемости и устойчивости торможения автомобиля
Ухудшение управляемости и устойчивости торможения автомобиля, а при [?Х] & lt- 0,1 тормозной динамики
Увеличение периодов кратковременного юза
Ухудшение управляемости и устойчивости торможения автомобиля
Диагностические признаки 2-го уровня
Диагностические параметры
Увеличение сред- Увеличение
нереализованной общей про-
амплитуды колеба- должительно-
ний углового за- сти фазы за-
медления колеса тормаживания
Уменьшение Увеличение
среднереали- частоты
зованного уг- регулиро-
лового ускоре- вания АБС
ния колеса
Увеличение среднереали-зованного проскальзывания колеса
Уменьшение среднереали-зованного углового ускорения колеса
Увеличение среднереали-зованного углового замедления колеса
Среднереализованная амплитуда колебаний углового замедления колеса, продолжительности фазы затормаживания
Среднереализованное угловое ускорение колеса, частота регулирования АБС
Структурно-следственная схема для диагностирования элементов АБС автомобиля с пневматической тормозной системой
можения протекает при существенной вариации характеристик внешних условий, в частности, флуктуации коэффициента сцепления как в продольном, так и в поперечном направлениях, что не может не сказаться на точности диагноза.
Последнее обстоятельство обусловливает необходимость проведения контроля технического состояния элементов тормозной системы при фиксированных и воспроизводимых внешних условиях, что достигается при стендовой диагностике.
Существующие стенды, на которых возможно диагностирование автомобиля с АБС можно разделить на две большие группы: роликовые силовые и барабанные инерционные. Стенды площадочного типа опускаем из рассмотрения из-за необходимости обеспечения сравнительно высоких скоростей движения. В стендах первой группы обеспечивается максимально возможное сцепление шины с поверхностью ролика за счет нанесения на нее продольного рифления. Основной задачей при этом является проверка эффективности функционирования тормозных механизмов и системы в целом на основе оценки реализованных тормозных моментов.
Поэтому проверка тормозной системы автомобиля с АБС на таких стендах возможна лишь при введении дополнительных устройств (часто управляемых от ЭВМ), позволяющих обеспечить изменение проскальзывания колеса относительно ролика или последнего относительно привода.
При оценке качества функционирования АБС в лабораторных условиях важным обстоятельством является максимально возможное воссоздание реальных условий взаимодействия шины с поверхностью дороги. Последнее достигается, с одной стороны, путем адекватного реальному процессу распределения нормальных нагрузок в пятне контакта и, с другой — воссоздание коэффициента сцепления. Первое условие обусловливает как минимум полуторократное соотношение диаметров бегового барабана и колеса автомобиля, а второе — введение системы очистки барабана в пятне контакта от продуктов износа шин (например с помощью внесения в пятно контакта порошка каолина, как это реализовано на стенде для испытания износа шин на Волжском шинном заводе), а также внесения жидкости для имитации мокрой поверхности на цементных секторах барабана и т. п.
Все сказанное выше существенно усложняет конструкцию и увеличивает габариты стен-
да, переводя его в разряд исследовательских, что исключает массовое применение на СТОА и в АТП.
Получивший широкое распространение роликовый силовой тормозной стенд имеет ролики с нанесенным для обеспечения максимального сцепления с шиной продольным рифлением. Практически это исключает возможность близкого к реальному какого-либо воспроизведения дорожных условий сцепления шины. Однако в силовом стенде эта необходимость не требуется, поскольку основной задачей является оценка максимально возможной реализации тормозных моментов на колесах, а также различия тормозных сил на предмет их соответствия допустимым по требованию нормативов значениям. В связи с относительной компактностью и сравнительно низкой стоимостью данный тип стендов получил наибольшее распространение на СТОА и в АТП.
На первый взгляд подобная конструкция не позволяет осуществлять диагностирование тормозной системы автомобиля с АБС. Однако, выходом из сложившейся ситуации может явиться диагностирование с применением специального задатчика режимов, который имитирует сигналы датчика угловой скорости колеса или команд, подаваемых логическим блоком на модулятор АБС. При имитации сигналов датчика угловой скорости колеса на вход логического блока АБС подается синусоидальный сигнал переменной частоты с генератора. При определенном значении частоты логический блок АБС должен формировать сигнал управления на модулятор для растормаживания колеса, что отражается на осциллограмме стенда.
При проверке модулятора на его входы (соленоиды) подается тестовый управляющий сигнал «затормаживание — отсечка — расторма-живание — отсечка», что отразится на величине реализованного тормозного момента. Как в первом, так и во втором случаях при полностью обжатой водителем педали тормоза и вращающихся роликах стенда на полученной осциллограмме можно проследить величину запаздывания срабатывания клапанов и темпы изменения тормозных моментов при затормаживании и растормаживании.
Из сказанного выше можно сделать следующие выводы:
— с учетом особенностей функционирования тормозной системы автомобиля с АБС диагностирование должно производиться комплексно:
как средствами бортовой диагностики в меж-контрольный период, так и на снабженных задатчиком режимов силовых роликовых стендах при ГТО-
— применение АБС требует дальнейшее развитие бортовых средств диагностирования на основе разработки новых методов диагностирования с использованием многоуровневых структурно-следственных схем, в первую очередь по параметрам эффективности-
— углубленную поэлементную диагностику целесообразно проводить в стендовых условиях, с максимально возможным исключением влияющих на процесс случайных факторов. Для широкого внедрения процесса диагностирования в практику ТО автомобилей с АБС целесообразно использовать широко распространенное апробированное стендовое оборудование отечественного производства со сравнительно небольшой стоимостью и габаритными размерами, например, силовые роликовые
стенды ГАРО, при соответствующей их доработке [2].
— доработку силовых роликовых стендов целесообразно вести в направлении создания специальных задатчиков режимов, позволяющих при использовании стандартного оборудования стенда оценить время запаздывания срабатывания модулятора, темпы изменения тормозных моментов, пороги настройки логического блока АБС и т. п.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Ревин, А. А. Диагностирование пневматической тормозной системы автомобиля с АБС по параметрам рабочего процесса / А. А. Ревин, В. В. Котов, В. В. Еронта-ев // Известия вузов. — Машиностроение. — 2007. — № 7. -С. 26−31.
2. Ревин, А. А. Методология контроля технического состояния тормозной системы автомобиля с АБС / А. А. Ревин, И. С. Жуков // Известия ВолгГТУ: межвуз. сб. науч. ст. № 2(89) / ВолгГТУ. — Волгоград, 212. — (Серия «Наземные транспортные системы» — вып. 5). — С. 90−93.

ПоказатьСвернуть
Заполнить форму текущей работой