СПОСОБ ОЦЕНКИ ТОРМОЗНОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ И УСТОЙЧИВОСТИ АВТОМОБИЛЯ, ОБОРУДОВАННОГО АНТИБЛОКИРОВОЧНОЙ СИСТЕМОЙ, СПОСОБ ОЦЕНКИ РАБОТОСПОСОБНОСТИ АНТИБЛОКИРОВОЧНОЙ СИСТЕМЫ АВТОМОБИЛЯ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ СПОСОБОВ

Название	СПОСОБ ОЦЕНКИ ТОРМОЗНОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ И УСТОЙЧИВОСТИ АВТОМОБИЛЯ, ОБОРУДОВАННОГО АНТИБЛОКИРОВОЧНОЙ СИСТЕМОЙ, СПОСОБ ОЦЕНКИ РАБОТОСПОСОБНОСТИ АНТИБЛОКИРОВОЧНОЙ СИСТЕМЫ АВТОМОБИЛЯ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ СПОСОБОВ
Разработчик (Авторы)	Федотов А.И., Портнягин Е.М.
Вид объекта патентного права	Изобретение
Регистрационный номер	2365516
Дата регистрации	08.04.2008
Правообладатель	Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Иркутский государственный технический университет"
Медаль имени А.Нобеля

Описание изобретения

Изобретение относится к средствам диагностирования тормозных систем автомобилей. Способ оценки тормозной эффективности и устойчивости автомобиля заключается в определении бесконтактным способом угловой скорости колес автомобиля с фиксацией на электронно-вычислительной машине посредством аналого-цифрового преобразователя и определении с помощью электронно-вычислительной машины средней за процесс тормозной силы , средней удельной тормозной силы на каждом колесе автомобиля , средней удельной тормозной силы всего автомобиля  и коэффициента неравномерности тормозных сил колес правого и левого бортов автомобиля K_H. Способ оценки работоспособности антиблокировочной системы заключается в определении бесконтактным способом угловой скорости колес автомобиля и определении с помощью электронно-вычислительной машины мгновенных значений проскальзывания Si и среднего за процесс значения проскальзывания. Устройство содержит маховики, датчики определения угловых скоростей колес автомобиля, установленные на стенде между опорными роликами, связанные с электронно-вычислительной машиной посредством аналого-цифрового преобразователя. Маховики одной платформы и маховики другой платформы между собой кинематически связаны посредством конического редуктора и карданного вала. Кинематическая связь между маховиком и соответствующими ему опорными роликами осуществлена при помощи цепной передачи и цепной муфты. Технический результат заключается в повышении качества и скорости определения диагностических параметров тормозных систем, оснащенных АБС. 3 н.п. ф-лы, 8 ил.

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к диагностированию тормозных систем автомобилей.

Известен способ оценки тормозной эффективности и устойчивости автомобилей при торможении - ГОСТ Р 51709 - 2001 "Автотранспортные средства. Требования безопасности к техническому состоянию и методы проверки".

Настоящий стандарт регламентирует следующие параметры оценки тормозной эффективности и устойчивости автомобиля при торможении на стендах: усилие на органе управления, удельная тормозная сила, относительная разность тормозных сил колес одной оси. При проверках в дорожных условиях стандарт регламентирует: усилие на органе управления, тормозной путь, установившееся замедление, время срабатывания тормозной системы. Кроме того, автомобиль при торможении в дорожных условиях с начальной скоростью не менее 40 км/ч не должен ни одной своей частью выходить из нормативного коридора движения шириной 3 метра.

Согласно указанному стандарту автомобили, оборудованные антиблокировочной системой (АБС), проверяют в дорожных условиях. Такие автомобили при торможении с начальной скоростью не менее 40 км/ч должны двигаться в пределах нормативного коридора движения без видимых следов увода и заноса, а их колеса не должны оставлять следов юза на дорожном покрытии до момента отключения АБС при достижении скорости движения, соответствующей порогу отключения АБС. Функционирование сигнализаторов АБС должно соответствовать ее исправному состоянию.

Общими признаками с заявляемым способом оценки тормозной эффективности и устойчивости автомобиля, оборудованного АБС, являются измерение в процессе диагностирования усилия на органе управления (тормозной педали), тормозных сил и весовой нагрузки, а также последующее вычисление удельной тормозной силы.

Недостатком изложенных в стандарте требований к проверке тормозных систем, оснащенных АБС, является отсутствие четко определенных параметров оценки тормозной эффективности и устойчивости автомобиля при торможении. Работоспособность тормозных систем, оснащенных АБС, определяется визуально.

Другой недостаток заключается в следующем. Относительная разность тормозных сил колес одной оси автомобиля вычисляется по следующей формуле:

где F_Тп, F_Тл - максимальные тормозные силы на правом и левом колесах проверяемой оси автомобиля соответственно [Н];

F_Тmах - наибольшая из указанных тормозных сил [Н].

Однако значения максимальных тормозных сил колес оси F_Тп и F_Тл возможно зафиксировать либо при максимальных значениях каждой из указанных сил (фиг.1), либо при достижении максимального значения силы на одном из колес F_Тп или F_Тл, а значение силы на противоположном колесе фиксируется при максимальном значении силы на первом колесе (фиг.2). ГОСТ Р 51709-2001 "Автотранспортные средства. Требования безопасности к техническому состоянию и методы проверки" не регламентирует, каким именно образом определяются значения максимальных тормозных сил колес оси F_Тп и F_Тл.

За прототип заявляемых способа оценки тормозной эффективности и устойчивости автомобиля, оборудованного АБС, и способа оценки работоспособности АБС автомобиля принят способ диагностирования тормозных систем автомобилей с установкой на ролики стенда посредством устройства для контроля эффективности торможения автотранспортного средства (Патент РФ №2279361, МПК 7 В60Т 17/22, G01L 5/28, опубликован 10.07.2006, Бюл. №19), наиболее близкий по технической сущности и достигаемому результату.

Общими признаками с заявляемым способом оценки тормозной эффективности и устойчивости автомобиля, оборудованного АБС, и заявляемым способом оценки работоспособности АБС автомобиля являются: установка автомобиля на опорные ролики испытательного стенда, задание тестового режима диагностирования путем разгона инерционных масс стенда и установленных на опорные ролики стенда колес автомобиля до начальной скорости торможения, торможение и измерение в процессе торможения тормозных сил, угловых скоростей опорных роликов и времени торможения с последующей оценкой состояния тормозной системы и АБС автомобиля.

Недостатком способа прототипа является определение угловых скоростей колес автомобиля через угловые скорости следящих роликов, которые, обладая определенной инерционностью, не успевают отслеживать изменение угловой скорости колес, тем самым вносят погрешность в измерения.

Известен инерционный роликовый тормозной стенд с приводом от ведущих колес автомобиля (Техническая эксплуатация автомобилей: Учебник для вузов / Под ред. Г.В.Крамаренко. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Транспорт, 1983. С.146, рис.6.34а). Он содержит опорные ролики, механически связанные между собой, и четыре маховика, расположенные на валах опорных роликов.

Общими признаками известного стенда с заявленным изобретением являются: опорные ролики, связанные между собой, и маховики.

Качество определения диагностических параметров с использованием известного стенда невысоко из-за того, что у него нет устройств, измеряющих тормозные силы на колесах автомобиля, а также устройств для измерения угловых скоростей колес. Несмотря на наличие маховиков и их посекционное расположение, использование схемы с жесткими связями между ними не позволяет достичь технического результата, заключающегося в повышении качества измерения диагностических параметров.

Во-первых, тормозной момент, действующий на одном из колес диагностируемого автомобиля, через силовую цепь перераспределяется на все маховики. Перераспределение тормозных моментов приводит к увеличению нагрузки и ее неравномерности в приводах опорных роликов, влиянию левых и правых колес одной оси друг на друга, снижению точности определения тормозных сил на каждом колесе автомобиля. Между маховиками и роликами нет узлов измерения тормозного момента или силы, а их измерение производится путем косвенной оценки через путь, проходимый колесом или угловое замедление опорного ролика. Отсутствие узлов следящей системы не позволяет произвести измерения проскальзывания колес относительно опорных поверхностей роликов.

Во-вторых, в случае разобщения всех кареток стенда путем выключения электромагнитных муфт, становится невозможным диагностирование различных тормозных систем, оборудованных АБС, а также большинства полноприводных автомобилей (исключение составят автомобили, не имеющие блокировочных устройств).

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату и принятым за прототип является испытательный стенд с приводом от ведущих колес автомобиля (Патент РФ №2279361, МПК 7 В60Т 17/22, G01L 5/28, опубликован 10.07.2006, Бюл. №19), содержащий четыре маховика, кинематически связанные с опорными роликами, устройства для измерения крутящих моментов, весовые устройства, устройство для определения усилия на тормозной педали, устройство для определения времени торможения колес, связанные с аналого-цифровым преобразователем, соединенным с компьютером, подвижную и неподвижную платформы, а также следящие ролики.

Общими признаками с заявляемым стендом являются: четыре маховика, кинематически связанные с опорными роликами, на валах которых установлены устройства для измерения крутящих моментов, пропорциональных тормозным силам на колесах автомобиля, весовые устройства для определения удельных тормозных сил на каждом колесе, устройство для определения усилия на тормозной педали, устройство для определения времени торможения колес, связанные с аналого-цифровым преобразователем, соединенным с компьютером, выполненный с возможностью приведения его в действие с помощью испытуемого автомобиля и изменения расстояния между передней и задней платформами.

К недостаткам прототипа необходимо отнести наличие следящего ролика, а именно его инерционность, то есть, другими словами, следящий ролик не успевает реагировать на изменение угловой скорости колеса, тем самым является источником погрешности в измерении угловой скорости колеса. Кроме того, следящий ролик - дополнительный узел в конструкции стенда, как следствие, дополнительная металлоемкость и дополнительные затраты на его изготовление.

Существенное влияние на измерение крутящих моментов, пропорциональных тормозным силам на колесах автомобиля, оказывают маховики, которые напрямую кинематически жестко связаны с валами опорных роликов. При торможении колеса автомобиля стараются остановить опорные ролики, а раскрученные во время разгона маховики, накопив определенное количество кинетической энергии, напротив, поддерживают вращение опорных роликов. В результате этого валы последних испытывают напряжения скручивания, которые и регистрируют датчики крутящих моментов. Недостаток заключается в том, что не только колеса автомобиля скручивают валы опорных роликов, но и маховики участвуют в этом, чего быть не должно, поскольку датчик должен регистрировать напряжение скручивания, создаваемое тормозным моментом колес.

Еще один конструктивный недостаток - наличие регулирующего вала, который служит для жесткой кинематической связи всех маховиков стенда, а также для натяжения клиноременной передачи, связывающей маховики передней и задней платформ. Вал выполнен с возможностью вертикального перемещения в направляющих для реализации функции натяжения клиноременной передачи. Натяжение осуществляется за счет веса регулирующего вала, то есть вал должен быть достаточно большого веса, чтобы обеспечить требуемое натяжение, но тем самым увеличится металлоемкость стенда и возрастет его себестоимость. Кроме всего прочего, для перемещения регулирующего вала под стендом необходимо пространство - это конструктивно сложно и требует большой трудоемкости при монтаже.

Изобретение направлено на решение задачи по созданию экспрессной технологии диагностирования тормозных систем автомобилей, оснащенных АБС, и технологии, позволяющей быстро устанавливать работоспособность их АБС.

Технический результат заявляемой группы изобретений заключается в повышении качества и скорости определения диагностических параметров тормозных систем, оснащенных АБС, и работоспособности их АБС за счет снижения погрешности измерения угловой скорости вращения колес путем непосредственного и бесконтактного ее определения, устранения влияния маховиков на скручивание валов опорных роликов и, как следствие, уменьшения погрешности измерения тормозных моментов. Кроме этого, технический результат заявляемой группы изобретений заключается в получении численной оценки тормозной эффективности и устойчивости автомобиля при торможении с АБС и ее работоспособности, а также в снижении металлоемкости конструктивного выполнения за счет исключения металлоемкого регулирующего вала.

Технический результат достигается тем, что в способе оценки тормозной эффективности и устойчивости автомобиля, оборудованного АБС, включающем установку автомобиля колесами на опорные ролики испытательного стенда, задание тестового режима диагностирования путем разгона инерционных масс стенда и установленных на опорные ролики стенда колес диагностируемой оси до начальной скорости торможения, торможение и измерение в процессе торможения тормозных сил, угловых скоростей опорных роликов, колес автомобиля и времени торможения с последующей оценкой состояния тормозной системы автомобиля, согласно изобретению перед оценкой состояния тормозной системы автомобиля бесконтактным способом измеряют угловую скорость колес автомобиля, фиксируя ее на электронно-вычислительной машине (ЭВМ) посредством аналого-цифрового преобразователя (АЦП), и определяют с помощью ЭВМ среднюю за процесс тормозную силу, среднюю удельную тормозную силу на каждом колесе автомобиля, среднюю удельную тормозную силу всего автомобиля, коэффициент неравномерности, а оценку состояния тормозной системы автомобиля ведут по этим определяемым ЭВМ показателям процесса торможения автомобиля.

Заявляемый способ оценки тормозной эффективности и устойчивости автомобиля, оборудованного АБС, предусматривает определение следующих интегральных параметров для оценки тормозной эффективности и устойчивости автомобиля с АБС при торможении.

1. Средняя за процесс тормозная сила , представляет собой математически среднюю величину всех N мгновенных значений тормозной силы (фиг.3)

,

где F_Тi - мгновенное значение тормозной силы;

N - количество мгновенных значений тормозной силы за процесс торможения.

2. Средняя удельная тормозная сила на одном колесе , всего автомобиля 

где m_A - масса автомобиля;

g - ускорение свободного падения;

Rz - часть веса автомобиля, приходящаяся на одно колесо;

 - средняя тормозная сила на одном колесе;

 - средняя тормозная сила всего автомобиля.

3. Оценка устойчивости автомобиля при торможении производится при помощи коэффициента неравномерности тормозных сил колес правого и левого бортов автомобиля К_Н

где  - удельная тормозная сила левого борта автомобиля;

 - удельная тормозная сила правого борта автомобиля;

 - максимальная из указанных удельных тормозных сил.

Оценить состояние тормозной системы автомобиля возможно, сравнив определенные выше интегральные показатели с нормативными. При совпадении интегральных показателей с нормативными делают вывод об удовлетворительном состоянии тормозной системы, то есть об удовлетворительной тормозной эффективности и устойчивости. При несовпадении интегральных показателей с нормативными делают вывод об неудовлетворительном состоянии тормозной системы, то есть об неудовлетворительной тормозной эффективности и устойчивости.

Технический результат достигается тем, что в способе оценки работоспособности антиблокировочной системы автомобиля, включающем установку автомобиля колесами на опорные ролики испытательного стенда, задание тестового режима диагностирования путем разгона инерционных масс стенда и установленных на опорные ролики стенда колес автомобиля до начальной скорости торможения, торможение и измерение в процессе торможения угловых скоростей опорных роликов и колес автомобиля с последующей оценкой состояния системы, согласно изобретению перед оценкой работоспособности АБС автомобиля бесконтактным способом измеряют угловую скорость колес автомобиля и определяют с помощью ЭВМ мгновенные значения проскальзывания S_i и среднее за процесс значение проскальзывания  по следующему выражению:

где S_i - мгновенное значение проскальзывания;

N - количество мгновенных значений проскальзывания за процесс торможения,

строят зависимость мгновенных значений проскальзывания S_i от времени (фиг.4), разбивают ось проскальзывания на нормативные зоны, соответствующие данному типу диагностируемой АБС (фиг.5), а оценку работоспособности АБС автомобиля ведут путем сравнения среднего значения проскальзывания  с разбитой на зоны шкалой, при этом

об удовлетворительной работе АБС судят по попаданию среднего значения проскальзывания  в интервал нормативных значений проскальзывания, соответствующих удовлетворительной работе испытуемого типа АБС - зоны "5" или "4" (фиг.5);

о недостаточно удовлетворительной работе АБС судят по попаданию среднего значения проскальзывания  в интервал нормативных значений проскальзывания, соответствующих недостаточно удовлетворительной работе испытуемого типа АБС - зона "3" (фиг.5), о неудовлетворительной работе АБС судят по попаданию среднего значения проскальзывания  в интервал нормативных значений проскальзывания, соответствующих неудовлетворительной работе испытуемого типа АБС - зона "2" (фиг.5),

о полной неработоспособности АБС судят при среднем значении проскальзывания , равном единице, независимо от испытуемого типа АБС - зона " 1" (фиг.5).

Технический результат достигается тем, что испытательный стенд, содержащий четыре маховика, кинематически связанные с опорными роликами, на валах которых установлены устройства для измерения крутящих моментов, пропорциональных тормозным силам на колесах автомобиля, весовые устройства для определения удельных тормозных сил на каждом колесе, устройство для определения усилия на тормозной педали, устройство для определения времени торможения колес, связанные с аналого-цифровым преобразователем, соединенным с компьютером, выполненный с возможностью приведения его в действие с помощью испытуемого автомобиля и изменения расстояния между передней и задней платформами, согласно изобретению дополнительно содержит датчики определения угловых скоростей колес автомобиля, установленные на стенде между опорными роликами, связанные с электронно-вычислительной машиной посредством аналого-цифрового преобразователя, при этом маховики одной платформы между собой и с маховиками другой платформы кинематически связаны посредством конического редуктора и карданного вала, кинематическая связь между маховиком и соответствующими ему опорными роликами осуществлена при помощи цепной передачи и цепной муфты.

Основными отличиями устройства для осуществления заявляемого способа от устройства по прототипу является следующее.

1. Следящие ролики заменены бесконтактными датчиками частот вращения колес автомобиля. Данная замена позволяет уйти от погрешности измерения частоты вращения колеса посредством следящего ролика вследствие его инерционности.
2. Как следствие, из-за отсутствия следящих роликов появляется возможность уменьшить межцентровое расстояние между опорными роликами, следовательно, приблизить условия диагностирования на стенде к реальным, то есть уменьшить погрешность измерений, кроме того, уменьшить габаритные размеры стенда.
3. Маховики стенда кинематически связаны с опорными роликами через цепную передачу и цепную муфту, которая, передавая крутящий момент, не передает скручивание вала, тем самым уменьшается погрешность определения тормозного момента, пропорционального скручиванию вала.
4. Клиноременные передачи с регулирующим валом между передней и задней платформами заменены на конический редуктор и карданную передачу.

Из уровня техники широко известно определение с помощью ЭВМ средних за какой-либо процесс величин и определение различных интегральных показателей, например, при определении среднего (интегрального) значения коэффициента сцепления за процесс торможения (Федотов А.И. Повышение эффективности работы антиблокировочных систем при колебаниях нормальной нагрузки на колесах автомобиля: дис. канд. техн. наук: 05.05.03 / Федотов Александр Иванович. - Москва, 1986. - С.83-85).

Из уровня техники известно и использование различных шкал и номограмм, например шкалы для оценки температуры (температурные шкалы) (Димов Ю.В. Метрология, стандартизация и сертификация: учебник для вузов. - 2-е изд. - СПб.: Питер, 2006. - С.344), номограмма для определения длины рычага регулятора тормозных сил (Аппараты пневматического тормозного привода автотранспортных средств. Руководство по эксплуатации: 100-3500010 РЭ. - Рославль.: Киновия, 2001. - С.40).

Известно также из уровня техники использование бесконтактных датчиков частоты вращения (угловых скоростей) (Ермаков В.В., Иванов Д.В. Бесконтактные датчики частоты вращения и линейных перемещений / В.В. Ермаков, Д.В. Иванов // Автомобильная промышленность. - 2004. - №3. С.17-20).

В заявляемой группе изобретений в новой совокупности признаков использование известных признаков позволяет достичь нового технического результата - повышения качества и скорости определения диагностических параметров тормозных систем, оснащенных АБС, и обеспечения экспрессности оценки работоспособности АБС за счет снижения погрешности измерения угловой скорости вращения колес путем непосредственного и бесконтактного ее определения, устранения влияния маховиков на скручивание валов опорных роликов и, как следствие, уменьшения погрешности измерения тормозных моментов. Следовательно, объекты заявляемой группы изобретений соответствуют условию патентоспособности «изобретательский уровень».

Анализ способа-аналога (ГОСТ Р 51709-2001 "Автотранспортные средства. Требования безопасности к техническому состоянию и методы проверки") поясняется графическими зависимостями - фиг.1 и фиг.2, где

на фиг.1 представлено определение значений максимальных тормозных сил колес оси F_Тп и F_Тл при максимальных значениях каждой из указанных сил;

на фиг.2 - определение значений максимальных тормозных сил колес оси F_Тп и F_Тл при достижении максимального значения силы на одном из колес F_Тп или F_Тл.

Изобретение поясняется чертежами, где

на фиг.3 - определение средней за процесс тормозной силы как математически среднего значения всех текущих значений тормозной силы за процесс установившегося торможения;

на фиг.4 - определение среднего за процесс проскальзывания колес автомобиля относительно поверхности опорных роликов как математически среднего значения всех мгновенных значений проскальзывания за процесс установившегося торможения;

на фиг.5 - зоны расположения среднего за процесс проскальзывания колес автомобиля относительно поверхности опорных роликов для постановки оценки работоспособности АБС;

на фиг.6 - схема заявляемого стенда (вид сверху);

на фиг.7 - функциональная блок-схема алгоритма оценки тормозной эффективности и устойчивости автомобиля, оборудованного АБС;

на фиг.8 - функциональная блок-схема алгоритма оценки работоспособности АБС автомобиля.

Заявляемый испытательный стенд состоит из передней подвижной 1 и задней неподвижной 2 платформ, на каждой из которых установлены опорные ролики 3, соединенные между собой цепными передачами 4. Опорные ролики 3 жестко соединены с маховиками 5 посредством цепных передач 6 и цепных муфт 7. На валах опорных роликов 3 между последними и соответствующими им маховиками 5 установлены устройства 8 для измерения крутящих моментов, пропорциональных тормозным силам на колесах автомобиля. Связь между опорными роликами 3 передней подвижной 1 и задней неподвижной 2 платформ обеспечивается через маховики 5 посредством конического редуктора 9 и карданного вала 10. Изменение длины карданного вала 10 при изменении расстояния между передней подвижной 1 и задней неподвижной 2 платформами стенда, зависящего от базы диагностируемого автомобиля, осуществляется за счет раздвижения шлицевой части карданного вала 10. Определение угловых скоростей (замедлений) опорных роликов 3 осуществляется устройствами 11 для определения угловых скоростей опорных роликов, установленными на валах опорных роликов 3, а угловых скоростей (замедлений) колес автомобиля - устройствами 12 для бесконтактного определения угловых скоростей колес автомобиля, установленными на стенде между опорными роликами с внешней стороны колес автомобиля. Определение удельной тормозной силы на каждом колесе осуществляется по параметрам, полученным при помощи весовых устройств 13 и устройств 8 для измерения крутящих моментов. Определение усилия на тормозной педали осуществляется с помощью устройства 14 для определения усилия на тормозной педали, монтируемого на тормозной педали. Определение времени торможения колес осуществляется при помощи датчиков для определения времени торможения колес, установленных в устройстве 14 (для определения времени начала воздействия на тормозную педаль, т.е. начала торможения) и в устройствах 12, для определения угловых скоростей колес автомобиля (для определения времени блокирования колеса, т.е. конец торможения). Преобразование сигналов датчиков всех используемых на стенде измерительных устройств в информацию о процессе торможения колес автомобиля осуществляется аналого-цифровым преобразователем (АЦП) 15, связанным с ЭВМ 16.

Способ оценки тормозной эффективности и устойчивости автомобиля, оборудованного АБС, при использовании заявляемого испытательного стенда осуществляется следующим образом.

Колеса автомобиля устанавливают на опорные ролики 3. Центровку осей автомобиля и стенда обеспечивают подвижной платформой 1. Ведущие колеса автомобиля приводят во вращение опорные ролики 3 одной из платформ, которые передают крутящий момент через маховики 5, конические редукторы 9 и карданный вал 10 опорным роликам 3 другой платформы. Колеса автомобиля разгоняют до начальной скорости испытаний (50…70 км/ч), после чего производится их торможение. Тормозные силы, возникающие в процессе торможения, действуют на опорные ролики 3 и их валы. В то же время раскрученные маховики 5 передают реактивные моменты на валы опорных роликов 3, в результате чего последние испытывают крутящие напряжения. Величины крутящих напряжений валов опорных роликов 3 определяются устройствами 8 для измерения крутящих моментов, пропорциональных тормозным силам на колесах автомобиля, и передаются на АЦП 15 и связанную с ним ЭВМ 16. Параллельно весовые устройства 13 определяют весовые нагрузки на каждом колесе и передают соответствующие сигналы на АЦП 15 и далее на ЭВМ 16, которая вычисляет удельную тормозную силу на каждом колесе автомобиля. Величины усилий на тормозной педали, фиксируемые устройством 14, также передаются на АЦП 15 и далее на ЭВМ 16. Устройства для определения времени торможения колес 14 и 12 фиксируют время начала воздействия на тормозную педаль и время, соответствующее блокированию каждого из колес автомобиля. На основании полученных данных ЭВМ 16 вычисляет интегральные показатели процесса торможения:

среднее за процесс значение тормозной силы при торможении с АБС, среднее значение удельной тормозной силы на каждом колесе и всего автомобиля, коэффициент неравномерности.

Функциональная блок-схема алгоритма оценки тормозной эффективности и устойчивости автомобиля, оборудованного АБС, представлена на фиг.7.

Способ оценки работоспособности АБС автомобиля при использовании заявляемого испытательного стенда осуществляется следующим образом.

Колеса автомобиля устанавливают на опорные ролики 3. Центровку осей автомобиля и стенда обеспечивают подвижной платформой 1. Ведущие колеса автомобиля приводят во вращение опорные ролики 3 одной из платформ, которые передают крутящий момент через маховики 5, конические редукторы 9 и карданный вал 10 опорным роликам 3 другой платформы. Колеса автомобиля разгоняют до начальной скорости испытаний (50…70 км/ч), после чего производится их торможение. В это время устройства для измерения угловых скоростей опорных роликов 11 измеряют угловые скорости опорных роликов 3, а аналогичные устройства 12 - угловые скорости колес автомобиля. На основании полученных значений угловых скоростей опорных роликов и колес автомобиля ЭВМ 16 вычисляется проскальзывание колес автомобиля относительно опорных поверхностей роликов 3. На основании полученных данных ЭВМ 16 вычисляет интегральный показатель работоспособности АБС, среднее за процесс значение проскальзывания.

Функциональная блок-схема алгоритма оценки работоспособности АБС автомобиля представлена на фиг.8.

Формула изобретения

1. Способ оценки тормозной эффективности и устойчивости автомобиля, оборудованного антиблокировочной системой, включающий установку автомобиля колесами на опорные ролики испытательного стенда, задание тестового режима диагностирования путем разгона инерционных масс стенда и установленных на опорные ролики стенда колес автомобиля до начальной скорости торможения, торможение и измерение в процессе торможения тормозных сил, угловых скоростей опорных роликов, колес автомобиля и времени торможения с последующей оценкой состояния тормозной системы автомобиля, отличающийся тем, что перед оценкой состояния тормозной системы автомобиля бесконтактным способом измеряют угловую скорость колес автомобиля с фиксацией на электронно-вычислительной машине посредством аналого-цифрового преобразователя и определяют с помощью электронно-вычислительной машины среднюю за процесс тормозную силу среднюю удельную тормозную силу на каждом колесе автомобиля среднюю удельную тормозную силу всего автомобиля  и коэффициент неравномерности тормозных сил колес правого и левого бортов автомобиля К_H по следующим выражениям:
   
   где F_Ti - мгновенное значение тормозной силы;
   N - количество мгновенных значений тормозной силы за процесс торможения,
    
   где m_А - масса автомобиля;
   g - ускорение свободного падения;
   R_Z - часть веса автомобиля, приходящаяся на одно колесо;
   F_T - средняя тормозная сила на одном колесе,  - средняя тормозная сила всего автомобиля,
   ,
   где  - удельная тормозная сила на колесах левого борта автомобиля;
    - удельная тормозная сила на колесах правого борта автомобиля;
    - максимальная из указанных удельных тормозных сил, а оценку состояния тормозной системы автомобиля ведут по этим рассчитанным электронно-вычислительной машиной показателям процесса торможения автомобиля, сравнивая их с нормативными, делая вывод об удовлетворительной тормозной эффективности и устойчивости автомобиля при их соответствии и о неудовлетворительной тормозной эффективности и устойчивости при их несоответствии.
2. Способ оценки работоспособности антиблокировочной системы автомобиля, включающий установку автомобиля колесами на опорные ролики испытательного стенда, задание тестового режима диагностирования путем разгона инерционных масс стенда и установленных на опорные ролики стенда колес автомобиля до начальной скорости торможения, торможение и измерение в процессе торможения угловых скоростей опорных роликов и колес автомобиля с последующей оценкой состояния системы, отличающийся тем, что перед оценкой работоспособности антиблокировочной системы автомобиля бесконтактным способом измеряют угловую скорость колес автомобиля и определяют с помощью электронно-вычислительной машины мгновенные значения проскальзывания S_i, и среднее за процесс проскальзывание по следующему выражению:
   ,
   где S_i- мгновенное значение проскальзывания;
   N - количество мгновенных значений проскальзывания за процесс торможения,
   строят зависимость мгновенных значений проскальзывания S_i от времени, разбивают шкалу проскальзывания на нормативные зоны, соответствующие данному типу диагностируемой антиблокировочной системы, а оценку работоспособности антиблокировочной системы автомобиля ведут путем сравнения среднего значения проскальзывания  с разбитой на зоны шкалой, при этом об удовлетворительной работе антиблокировочной системы судят по попаданию среднего значения проскальзывания  в интервал нормативных значений проскальзывания, соответствующих удовлетворительной работе испытуемого типа АБС, о недостаточно удовлетворительной работе антиблокировочной системы судят по попаданию среднего значения проскальзывания  в интервал нормативных значений проскальзывания, соответствующих недостаточно удовлетворительной работе испытуемого типа антиблокировочной системы, о неудовлетворительной работе антиблокировочной системы судят по попаданию среднего значения проскальзывания  в интервал нормативных значений проскальзывания, соответствующих неудовлетворительной работе испытуемого типа антиблокировочной системы, о полной неработоспособности антиблокировочной системы судят при среднем значении проскальзывания , равным единице независимо от испытуемого типа антиблокировочной системы.
3. Испытательный стенд, содержащий четыре маховика, кинематически связанные с опорными роликами, на валах которых установлены устройства для измерения крутящих моментов, пропорциональных тормозным силам на колесах автомобиля, весовые устройства для определения удельных тормозных сил на каждом колесе, устройство для определения усилия на тормозной педали, устройство для определения времени торможения колес, связанные с аналого-цифровым преобразователем, соединенным с компьютером, выполненный с возможностью приведения его в действие с помощью испытуемого автомобиля и изменения расстояния между передней и задней платформами, отличающийся тем, что стенд дополнительно содержит датчики определения угловых скоростей колес автомобиля, установленные на стенде между опорными роликами, связанные с электронно-вычислительной машиной посредством аналого-цифрового преобразователя, при этом маховики одной платформы и маховики другой платформы кинематически связаны между собой посредством конического редуктора и карданного вала, кинематическая связь между маховиком и соответствующими ему опорными роликами осуществлена при помощи цепной передачи и цепной муфты.

Изобретение "СПОСОБ ОЦЕНКИ ТОРМОЗНОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ И УСТОЙЧИВОСТИ АВТОМОБИЛЯ, ОБОРУДОВАННОГО АНТИБЛОКИРОВОЧНОЙ СИСТЕМОЙ, СПОСОБ ОЦЕНКИ РАБОТОСПОСОБНОСТИ АНТИБЛОКИРОВОЧНОЙ СИСТЕМЫ АВТОМОБИЛЯ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ СПОСОБОВ" (Федотов А.И., Портнягин Е.М.) отмечено юбилейной наградой (25 лет Российской Академии Естествознания)
Медаль Альфреда Нобеля

Оформление наградных документов и заказ каталога