Тормозной стенд: виды, характеристики, принцип работы. Стенд для проверки тормозной системы автомобилей

Тормозная система автомобиля представляет собой сложный комплекс узлов и агрегатов, обеспечивающих одну из самых ответственных функций – своевременную остановку движения. Поэтому диагностика тормозов имеет большое значение в процессе эксплуатации транспортного средства. Подручными средствами в гаражных условиях выполнить качественную проверку данной системы не получится в силу технических ограничений. Но грамотное использование тормозного стенда позволит не только выявить очевидные неисправности устройства, но и произвести ремонт с заменой отдельных компонентов.

Общая конструкция стенда

Большинство моделей данного оборудования выполняются в виде платформенной базы с функциональными компонентами, электротехнической основой и цифровыми средствами контроля рабочего процесса. Конструкцию формируют металлические панели, удерживающие площадку для стоянки транспортного средства. Движение в наиболее распространенных барабанных моделях обеспечивает роликовая установка. Функциональные компоненты представляют собой стойку управления, светофор, комплекс датчиков, регулирующие положение штативы и программное обеспечение. В качестве опционального дополнения некоторые изготовители предлагают снабжать тормозной стенд аппаратами для создания отчетов (печатающие устройства), фундаментным каркасом, ограждающими конструкциями, информационными табло и другими приспособлениями. Специалисты в этом плане рекомендуют основное внимание уделять средствам, повышающим эргономику обращения с оборудованием.

Основные характеристики стенда

При выборе в первую очередь внимание уделяется параметрам конструкции. В частности, средние габариты составляют 3000 х 700 мм – соответственно, размеры по длине и ширине. Стойки управления имеют 600 х 400 мм в тех же параметрах, а также более 1000 мм по высоте. Далее определяется подходящая грузоподъемность. Сам по себе стенд для проверки тормозной системы автомобилей весит около 1 т, но в зависимости от модели может выдерживать груз до 10 т. То есть некоторые конструкции позволяют обслуживать и легковушки, и небольшие грузовики. Скорость движения обычно варьируется в пределах 2-4 км/ч – эти показатели можно рассматривать как начальную скорость торможения, имитируемую на платформе.

Не менее важен и спектр величин усилия на каждом колесе при обслуживании тормозным стендом. Характеристику по этому показателю можно представить так: 0-25 кН с погрешностью 3-5 %. Поскольку современные стенды работают с электротехническими аппаратами диагностики, следует продумать и оптимальное напряжение. Крупноформатные площадки для автосервисов подключаются к трехфазным сетям на 380 В, но если подбирается специализированный стенд для легковушки, то с большей вероятностью можно будет ограничиться линией на 220 В.

Принцип работы

После установки автомобиля на площадке оператор запускает оборудование. Далее в процесс включаются тензорезисторные датчики, которые фиксируют показатели реактивных моментов торможения. Регистрация усилия происходит на фоне поступления электрического сигнала, возникающего от мотора-редуктора. Пример действия системы можно продемонстрировать на роликовом агрегате. Как работает тормозной стенд этого типа? В ходе проскальзывания шин по барабанным установкам происходит отключение электропривода платформы, если момент противодействия колеса обеспечит нужное усилие. Если диски покажут установленные ранее значения проскальзывания, оба ролика на оси отключатся.

Важно отметить, что колеса могут проверяться в разных условиях. Как и на практике эксплуатации машины, поверхность контакта может быть сухой, мокрой или скользкой. Для каждого состояния роликовой поверхности присваиваются определенные показатели нормативов, при которых диски должны дать оптимальное тормозное усилие. Конкретные значения для гидравлических и пневматических систем фиксируются датчиками. Помимо этого, стенд тормозной может замерять усилие при прокручивании незаторможенного колеса. Данный показатель позволяет оценить состояние подшипников, уровень сопротивления в трансмиссии и величину зазоров между дисками и колодками.

Роликовые модели стендов

Данная версия раскручивает колеса без необходимости включения двигателя. Барабанные установки сами приводятся в действие электроприводом, имитируя взаимодействие колес и дорожного полотна. В момент торможения датчики регистрируют остановку колодок с их замасливанием, после чего проверяют уровень биения дисков, выявляя подклинивания и прочие дефекты. Информация о произведенных испытаниях отражается на дисплее контролирующего устройства. Весь процесс диагностики может происходить в автоматическом режиме. От оператора требуется лишь завести автомобиль на роликовый тормозной стенд, а затем активировать нужный режим испытаний. К достоинствам такого оборудования относят возможность комплексной проверки тормозной системы с детальным анализом отдельных узлов, точность и экономность экспертизы.

Платформенные стенды

В плане конструкционного устройства это простейшие модели тормозных диагностических установок. Типовые версии представляют собой две плоские платформы с промежутком, равным колее расположения колес у целевого автомобиля. В сложном исполнении может предусматриваться и большее количество испытательных сегментов, что позволяет одновременно испытывать несколько машин. Например, в двухплатформенной модификации производится поочередная диагностика передней и задней оси. В дальнейшем система так же формирует отчет, на основе которого может выполняться замена тормозных дисков или коррекция определенных настроек. Как правило, полученные данные позволяют определить область проведения текущего ремонта. К примеру, на основании отчета механик может обновить смазку подшипников, заменить манжеты, предохранители или прокладки.

Особенности обкаточно-тормозных моделей

После ремонтных мероприятий система ДВС и тормозные агрегаты должны проходить период испытаний. Это своего рода обкатка с реальной нагрузкой в естественных условиях. Поскольку не всегда удается проводить подобные тесты на дороге, для них используют обкаточно-тормозной стенд, обеспечивающий оптимальную приработку деталей и узлов. В состав оборудования входит привод, нагрузочное устройство и асинхронный электродвигатель. В процессе обкатки, кроме функции тормоза, оцениваются показатели расхода топлива, стабильность снабжения агрегатов технической жидкостью, давление в системе смазки и т.д. После завершения рабочего сеанса формируется протокол с зафиксированными эксплуатационными показателями.

Современный функционал

Новейшие модели стендов широко обеспечиваются чувствительными электронными устройствами разного назначения. Уже в базовую комплектацию могут входить датчики опорных роликов, сенсоры редуктора, детекторы тормозного усилия и общий контроллер. Стойка управления, в свою очередь, позволяет организовывать автоматизированный рабочий режим, в котором оборудование сможет обслуживать технику в поточном режиме. Важно подчеркнуть, что системы пускателей не только реализуют диагностические задачи, но и выполняют защитные функции. Без участия оператора автоматизированный тормозной стенд для легковых автомобилей обеспечивает самоблокировку, отключает кнопки панели управления, активирует защитные реле и т.д. Но и диспетчер при необходимости может вмешиваться в процесс, подавая команды через удаленный пульт. Такая конфигурация взаимодействия с оборудованием применяется в профессиональных модификациях стендов.

Техобслуживание оборудования

При постоянной эксплуатации в сервисных центрах и мастерских требуется ежедневная ревизия стенда. Она включает профилактические, технические и диагностические мероприятия, направленные на выявление неисправностей, замену расходников и мелкие ремонтные операции. Например, частая замена тормозных дисков предполагает высокие нагрузки на платформы и барабанные устройства. Поэтому некоторые изготовители рекомендуют выполнять проверку конструкции и несущей базы после каждого испытательного сеанса. В зависимости от эксплуатационных нагрузок и характеристик самого стенда, капитальный ремонт может требоваться раз в месяц, полгода или год. Комплексное обслуживание включает работы по зачистке поверхностей, удаление следов ржавчины, а также проверку комплектности, надежности фиксирующих узлов и технического состояния конструкции.

В заключение

В выборе подходящего стенда учитывается множество факторов. Кроме характеристик целевого транспорта, следует также оценить условия эксплуатации оборудования. Как минимум, рассчитывается площадка для установки тормозного стенда и средства его энергоснабжения. Не стоит исключать и возможность будущего опционального дополнения конструкции. Расположением стойки контроллера дело редко ограничивается. Многофункциональные управляющие блоки, в частности, могут существенно расширить спектр диагностических операций, но также потребуют дополнительных мощностей и свободного пространства.

Виды стендов и методы испытания тормозных систем

Согласно действующим стандартам применяют два основных метода диагностирования тормозных систем — дорожный и стендовый. Для них установлены следующие контролируемые параметры:

• при проведении дорожных испытаний — тормозной путь; установившееся замедление; устойчивость при торможении; время срабатывания тормозной системы; уклон дороги, на котором должно неподвижно удерживаться транспортное средство
• при проведении стендовых испытаний — общая удельная тормозная сила; коэффициент неравномерности (относительная неравномерность) тормозных сил колес оси, а для автопоезда еще дополнительно коэффициент совместимости звеньев автопоезда и асинхронность времени срабатывания тормозного привода

Существует несколько видов стендов и приборов, использующих различные методы и способы измерения тормозных качеств:

• статические силовые
• инерционные платформенные
• инерционные роликовые
• силовые роликовые стенды
• приборы для измерения замедления автомобиля при дорожных испытаниях

Статические силовые стенды

Статические силовые стенды для диагностирования тормозов автомобиля представляют собой роликовые или платформенные устройства, предназначенные для проворачивания «срыва» заторможенного колеса и измерения прикладываемой при этом силы. Такие стенды могут иметь гидравлический, пневматический или механический привод. Измерение тормозной силы возможно при вывешенном колесе или при его опоре на гладкие беговые барабаны. Недостатком статического способа диагностирования тормозов является неточность результатов, вследствие чего не воспроизводятся условия реального динамического процесса торможения.

Инерционные платформенные стенды

Принцип действия инерционного платформенного стенда основан на измерении сил инерции (от поступательно и вращательно движущихся масс), возникающих при торможении автомобиля и приложенных в местах контакта колес с динамометрическими платформами. Такие стенды иногда используются на предприятиях автотехобслуживания для входного контроля тормозных систем или экспресс-диагностирования транспортных средств.

Инерционные роликовые стенды

Инерционные роликовые стенды имеют ролики, которые могут иметь привод от электродвигателя или от двигателя автомобиля. В последнем случае ведущие колеса автомобиля приводят во вращение ролики стенда, а от них с помощью механической передачи — и передние (ведомые) колеса.

После установки автомобиля на инерционный стенд линейную скорость колес доводят до 50…70 км/ч и резко тормозят, одновременно разобщая все каретки стенда путем выключения электромагнитных муфт. При этом в местах контакта колес с роликами (лентами) стенда возникают силы инерции, противодействующие тормозным силам. Через некоторое время вращение барабанов стенда и колес автомобиля прекращается. Пути, пройденные каждым колесом автомобиля за это время (или угловое замедление барабана), будут эквивалентны тормозным путям и тормозным силам.

Тормозной путь определяют по частоте вращения роликов стенда, фиксируемой счетчиком, или по продолжительности их вращения, измеряемой секундомером, а замедление — угловым деселерометром.

Метод, реализуемый инерционным роликовым стендом, создает условия торможения автомобиля, максимально приближенные к реальным. Но в силу высокой стоимости стенда, недостаточной безопасности, трудоемкости и больших затрат времени, необходимого для диагностирования, стенды такого типа нерационально использовать при проведении диагностирования на автопредприятиях и при гостехосмотре.

Силовые роликовые стенды

Силовые роликовые стенды с использованием сил сцепления колеса с роликом позволяют измерять тормозные силы в процессе его вращения со скоростью 2.10 км/ч. Вращение колес осуществляется роликами стенда от электродвигателя. Тормозные силы определяют по реактивному моменту, возникающему на статоре мотор-редуктра стенда при торможении колес.

Роликовые тормозные стенды позволяют получать достаточно точные результаты проверки тормозных систем. При каждом повторении испытания они способны создать условия (прежде всего скорость вращения колес), абсолютно одинаковые с предыдущими, что обеспечивается точным заданием начальной скорости торможения внешним приводом. Кроме того, при испытании на силовых роликовых тормозных стендах предусмотрено измерение так называемой «овальности» — оценка неравномерности тормозных сил за один оборот колеса, т.е. исследуется вся поверхность торможения.

При испытании на роликовых тормозных стендах, когда усилие передается извне (от тормозного стенда), физическая картина торможения не нарушается. Тормозная система должна поглотить поступающую извне энергию даже несмотря на то, что автомобиль не обладает кинетической энергией.

Есть еще одно важное условие — безопасность испытаний. Самые безопасные испытания — на силовых роликовых тормозных стендах, поскольку кинетическая энергия испытуемого автомобиля на стенде равна нулю. В случае отказа тормозной системы при дорожных испытаниях или на площадочных тормозных стендах вероятность аварийной ситуации очень высока.

Следует отметить, что по совокупности своих свойств именно силовые роликовые стенды являются наиболее оптимальным решением как для диагностических линий станций техобслуживания, так и для диагностических станций, проводящих гостехосмотр.

Современные силовые роликовые стенды для проверки тормозных систем могут определять следующие параметры:

• по общим параметрам транспортного средства и состоянию тормозной системы — сопротивление вращению незаторможенных колес; неравномерность тормозной силы за один оборот колеса; массу, приходящуюся на колесо; массу, приходящуюся на ось
• по рабочей и стояночной тормозным системам — наибольшую тормозную силу; время срабатывания тормозной системы; коэффициент неравномерности (относительную неравномерность) тормозных сил колес оси; удельную тормозную силу; усилие на органе управления

Данные контроля выводятся на дисплей в виде цифровой или графической информации. Результаты диагностирования могут выводиться на печать и храниться в памяти компьютера в базе данных диагностируемых автомобилей.

Рис. Данные контроля тормозной системы автомобиля: 1 — индикация проверяемой оси; ПО — рабочий тормоз передней оси; СТ — стояночная тормозная система; ЗО — рабочий тормоз задней оси

Результаты проверки тормозных систем могут выводиться также на приборную стойку.

Динамику процесса торможения можно наблюдать в графической интерпретации. График показывает тормозные силы (по вертикали) относительно усилия на педали тормоза (по горизонтали). На нем отражены зависимости тормозных сил от усилия нажатия на педаль тормоза как для левого колеса (верхняя кривая), так и для правого (нижняя кривая).

Рис. Приборная стойка тормозного стенда

Рис. Графическое отображение динамики процесса торможения

С помощью графической информации можно наблюдать также разницу в тормозных силах левого и правого колес. На графике показано соотношение тормозных сил левого и правого колес. Кривая торможения не должна выходить за границы нормативного коридора, которые зависят от конкретных нормативных требований. Наблюдая характер изменения графика, оператор-диагност может сделать заключение о состоянии тормозной системы.

Рис. Значения тормозных сил левого и правого колес