Подбор диагностического оборудования при реконструкции муниципального унитарного предприятия "Волгоградское пассажирское автотранспортное предприятие №7"

Указанные недостатки отсутствуют у стендов с беговыми роликами (барабанами), получивших широкое распространение во всем мире. На рис. 3.2 приведена принципиальная схема тормозного стенда инерционного типа.

Конструктивно он выполнен из двух пар барабанов, соединенных во избежание проскальзывания колес цепными передачами. Привод осуществляется от электродвигателя мощностью 55 - 90 кВт через редуктор и электромагнитные муфты, при отключении которых блоки барабанов становятся самостоятельными динамическими системами. Беговые барабаны соединены с маховыми массами.

Физический смысл проверки эффективности тормозов на инерционном стенде заключается в следующем. Если в реальных условиях на дороге с помощью тормозных механизмов гасится кинетическая энергия поступательно движущегося автомобиля, то на стенде, где автомобиль неподвижен, за счет действия тормозов гасится энергия вращения барабанов и маховых масс, с которой «движущаяся дорога подкатывается под автомобиль». Для обеспечения имитации реальных условий маховые массы подбираются таким образом, чтобы момент инерции их и беговых барабанов при заданной скорости вращения обеспечивал кинетическую энергию, соответствующую кинетической энергии поступательно движущейся массы автомобиля, приходящейся на одну ось.

Рис. 3.2 - Схема тормозного стенда инерционного типа с беговыми барабанами:

1 - маховик; 2 - барабаны стенда: .3 - цепная передача; 4 - электромагнитная муфта, 5 - редуктор; 6 - электродвигатель

Преимуществами тормозных стендов инерционного типа являются высокая степень точности и достоверности определения показателей (за счет обеспечения высокой стабильности коэффициента сцепления между колесами автомобиля и барабанами стенда), возможность испытаний тормозов в режимах, приближающихся к реальным, чем обеспечивается высокая информативность проверки. Однако стенды инерционного типа металлоемки (с инерционными массами до 5 т) и энергоемки. Наиболее целесообразно применение стендов данного типа при проведении приемочного контроля автомобилей с целью комплексной оценки их тормозных свойств [6].

Наибольшее распространение получили в настоящее время тормозные стенды силового типа, принципиальная схема которых показана на рис. 3.3.

Рис. 3.3 - Схема роликового тормозного стенда силового типа:

1 - рама; 2 - ролик; 3 - цепная передача; 4 - вал; 5 - мотор-редуктор; 6 - блокировочный ролик; 7 - автомобильное колесо; 8 - датчик давления.

Так же, как и инерционные, они выполнены в виде двух пар роликов, соединенных цепными передачами. Каждая пара роликов имеет автономный привод от соединенного с ним жестким валом электродвигателя мощностью 4 - 13 кВт с встроенным редуктором (мотор-редуктором). Вследствие использования редукторов планетарного типа, имеющих высокие передаточные отношения (32 - 34), обеспечивается невысокая скорость вращения роликов при испытаниях тормозов, соответствующая 2 - 4 км/ч скорости автомобиля. На роликах стенда нанесены насечка или специальное асфальтобетонное покрытие, обеспечивающее стабильность сцепления колес с роликами. Для обеспечения компактности конструкции и удобства монтажа блоки роликов установлены в общей раме. Стенд должен быть укомплектован датчиком усилия на тормозной педали и обеспечивать возможность определения максимальной тормозной силы и времени срабатывания тормозного привода. Преимуществами тормозных стендов силового типа являются их достаточно высокая точность, а низкая скорость вращения роликов при испытании тормозов определяет их высокую технологичность. К недостаткам стендов относится их металло- и энергоемкость. Наиболее удобны эти стенды при проведении операционного контроля, когда с их использованием определяется эффективность тормозов, проводятся при необходимости регулировочные работы и повторной проверкой оценивается качество выполненных регулировок. Для стендов силового типа имеются разработки по применению автоматизации процесса диагностирования, что в значительной мере повышает информативность и достоверность результатов диагностирования.

3.2 Оборудование для диагностирования рулевого управления

3.2.1 Оборудование для измерения люфта в рулевом управлении

Рулевое управление в целом проверяют прибором модели К-187. Прибор К-187 переносного типа, включает в себя динамометр со шкалой и люфтомер, который крепится на рулевом колесе; стрелка люфтомера крепится на рулевой колонке. Он позволяет определить суммарный люфт (по углу поворота рулевого колеса), а также общую силу трения, для чего передние колеса вывешивают, чтобы устранить трение шин в пятне контакта, и специальным динамометром измеряют усилие поворота рулевого колеса.

При обслуживании рулевых систем, снабженных гидроусилителем, дополнительно применяют установку модели К465М, которая позволяет определить утечку масла, давление гидравлического, насоса, производительность насоса. Износ шкворневого узла переднего моста грузового автомобиля проверяют прибором модели Т-1 [5].

Так же существуют более точные и удобные в эксплуатации приборы для измерения суммарного люфта в рулевом управлении, разработанные отечественными учеными. Например, динамометр с гидравлическим люфтомером на диске для диагностирования рулевого управления [4].

Измерительный элемент этого прибора - герметичная прозрачная ампула с жидкостью и оставленным в ней пузырьком воздуха. Опытный образец представлен на рис. 3.4.

Прибор выполнен из трех соединенных в один блок конструктивных частей: динамометра, люфтомера и присоединительного устройства.

Динамометр двухстороннего действия оснащен двумя динамометрическими рукоятками 1 со шкалами 2 и фиксаторными кольцами 7. Его пружины размещены в цилиндрическом корпусе, закрытом крышками 12.

Люфтомер скомпонован на диске 6 и представляет собой герметичную прозрачную ампулу 5, заполненную низкозамерзающей жидкостью (спиртом) с оставленным пузырьком воздуха 4. Указанная ампула проградуирована и совмещена со шкалой 3 люфтомера, состоящей из двух частей - соответственно с началом отсчета слева направо и справа налево. Диск 6 установлен во втулке 8 с возможностью вращения как влево, так и вправо. Осевое перемещение диска 6 ограничено двумя установочными винтами 11.

Рис. 3.4 - Прибор для проверки рулевого управления ДЛ-Г (динамометр-люфтомер гидромеханический):

1 - динамометрическая рукоятка; 2 - шкала динамометра; 3 - шкала люфтомера; 4 - пузырек воздуха; 5 - ампула; 6 - диск люфтомера; 7 - фиксаторное кольцо; 8 - втулка диска; 9 - кронштейн; 10 - нажимной винт; 11 - установочный винт; 12 - крышка динамометра.

Присоединительное устройство состоит из Г-образного кронштейна 9 с запрессованной в него гайкой, в которую ввинчен нажимной винт 10. Для компоновки прибора в один узел втулка 8 жестко присоединена к цилиндру динамометра сверху, а кронштейн 9 также присоединен к этому корпусу, но снизу.

Принцип работы динамометра-люфтомера. Прибор закрепляют винтом 10 к нижней или верхней точке обода рулевого колеса. При этом желательно, чтобы плоскость диска 6 была параллельна плоскости вращения указанного обода. Фиксаторные кольца 7 прижимают к крышкам 12. Прибор готов к работе.

Усилие на ободе рулевого колеса (силу трения) проверяют повертыванием обода за динамометрические рукоятки 1 из одного крайнего положения в другое. Происходит деформация пружин и вследствие этого - перемещение рукояток, а также - смещение фиксаторных колец по указанным рукояткам. Когда рукоятки отпускают, они возвращаются в исходное положение, а кольца удерживаются на них благодаря силе трения. По положению визирной линии на кольце 7 относительно штрихов шкалы 2 на рукоятке 1 находят результат измерения - максимальное усилие на ободе рулевого колеса.

Для измерения суммарного люфта повертывают рулевое колесо сначала, например, по часовой стрелке, прикладывая к рукоятке 1 заданное (нормированное) усилие и в этом положении устанавливают нуль на люфтомере, вращая диск 6. При этом левый край пузырька 4 воздуха совмещают с нулевой отметкой шкалы люфтомера - крайней риской на ампуле 5. После чего повертывают рулевое колесо в противоположном направлении, прикладывая к другой рукоятке такое же усилие. При вращении рулевого колеса ампула совершает переносное движение, а пузырек воздуха перемещается в ее полости под действием подъемной силы. Поэтому результаты измерений не зависят как от угла наклона обода рулевого колеса к горизонтальной плоскости, так и от диаметра указанного обода. По перемещению пузырька 4 относительно соответствующей шкалы люфтомера - рисок на ампуле 5 определяют люфт рулевого колеса.

При необходимости повторяют измерение с началом поворота обода рулевого колеса в противоположном направлении. Диагностирование завершено. Ослабляют винт 10 и снимают прибор с обода.

3.2.2 Оборудование для измерения углов установки колес

Проездные платформенные или реечные стенды для проверки углов установки колес, схема которых приведена на рисунке 3.5, предназначены для экспресс-диагностирования геометрического положения автомобильного колеса по наличию или отсутствию в пятне контакта боковой силы.

Рис. 3.5 - Средства контроля углов установки колес в динамическом режиме: а - проездной платформенный стенд; б - схема проездного реечного стенда;

в - схема стенда с беговыми барабанами; 1 - платформа поперечного перемещения; 2 - рейка поперечного перемещения; 3 - ведущий барабан; 4 - ведомый барабан осевого перемещения.

Когда углы установки колес не соответствуют требованиям, в пятне контакта возникает боковая сила, которая воздействует на платформу (рейку) и смещает её в поперечном направлении. Смещение регистрируется на измерительном устройстве. Какой угол установки колес надо регулировать, данные стенды не указывают. При необходимости дальнейшее обслуживание автомобиля выполняют на стендах, работающих в статическом режиме .

Платформенные стенды устанавливают под одну колею автомобиля, реечные - под две. Автомобиль проезжает через стенд со скоростью примерно 5 км/ч.

Стенды с беговыми барабанами предназначены для измерения боковых сил в местах контакта управляемых колес автомобиля с опорной поверхностью барабана. Для измерения боковых сил автомобиль устанавливают на стенде и включают электродвигатели бaрабанов. При помощи рулевого колеса, наблюдая за приборами, добиваются равенства боковых сил на обоих колесах. Если показания не соответствуют норме, регулируют схождение. В случае, если требуемого результата достичь не удалось, дальнейшее обслуживание автомобиля выполняют на стендах, работающих в статическом режиме.

Стенды с беговыми барабанами в основном предназначены для автомобилей, у которых предусмотрена регулировка только схождения. Эти стенды металлоемкие и дорогостоящие, поэтому использовать их целесообразно только на крупных АТП [9].

Стенды, (приборы) для контроля углов установки колес в статическом режиме позволяют измерять углы: продольного и поперечного наклона оси шкворня, развала, соотношения углов поворота, схождения. Эти стенды получили наибольшее распространение из-за простоты конструкции и невысокой стоимости. Функциональные возможности стендов примерно одинаковые, основные различия - в принципе измерения.

Измерение по уровню. На колесо автомобиля крепят прибор и по жидкостным уровням выставляют его «горизонт» (рис. 3.6, а). Поворачивая колеса вправо и влево, определяют, какой наклон получили уровни. Величина этих наклонов зависит от фактических значений углов установки колес. Отечественный прибор данного типа - М2142. Принцип уровня (или отвеса) заложен в измерительные системы большинства современных конструкций. Отклонение колеса от этих базовых положений считывается визуально, а в некоторых конструкциях автоматически и выдается на перфокарту или дисплей.

Рис. 3.6 - Средства контроля углов установки колес в статическом режиме:

1 - прибор с уровнями; 2 - измерительная головка с направляющими; 3 - измерительные стержни; 4 - контактный диск для крепления на колесе; .5 - проектор; 6 - источник светового луча с измерительной шкалой; 7 - зеркальный отражатель.

Измерение контактным способом. На автомобильное колесо строго параллельно его плоскости вращения крепят металлический диск. К нему по направляющим подводят прибор с подвижными измерительными стержнями. По величине утапливания стержней определяют значения углов установки колес (рис. 3.6, б). Выпускаемый в настоящее время стенд такого типа К622 предназначен для легковых автомобилей, но легко может быть модернизирован для грузовых и технологически удобен для измерения углов схождения и развала на поточных линиях технического обслуживания.

Измерение по проецируемому лучу. На автомобильное колесо крепят проектор, посылающий на экран узкий световой или лазерный луч (рис. 3.6, в). Изменяя положение колеса по соответствующим шкалам, поочередно измеряют углы установки колеса, а также геометрию базы автомобиля. Представителем стендов этого типа является модель K111 для легковых автомобилей и K62I - для грузовых.

Измерение по отраженному лучу. На автомобильное колесо крепят трехгранный зеркальный отражатель, центральное зеркало которого должно быть параллельно плоскости качения колеса. На зеркало посылают луч с визирным символом (рис. 3.6, г). Изменяя положение колеса, по положению визира на соответствующих шкалах поочередно определяют углы установки колеса. Стенды данного типа получили наибольшее распространение на АТП (модель 1119М), так как надежны, имеют высокую точность измерения, просты в работе и обслуживании. Для измерения только угла схождения применяют специальную линейку (модель 2182), которая универсальна и пригодна для всех автомобилей. Использование линейки оправдано только при отсутствии другого оборудования, так как обеспечиваемая ею точность примерно в 2 - 4 раза ниже, чем стационарных стендов, что недостаточно для современных автомобилей [6].

3.3 Диагностическое оборудование, предлагаемое на рынке

3.3.1 Тормозные стенды

В настоящее время на рынке предлагается достаточно широкая номенклатура тормозных диагностических стендов. Наибольшее распространение получили стенды силового типа. Присутствуют как стационарные, так и подкатные модели стендов. В условиях МУП «ВПАТП-7» при достаточно большой производственной программе ТО, а так же для удобства диагностирования тормозного управления перед выездом на линию, следует установить стационарный тормозной стенд.

Стенд СТС-10У-СП-11

Стенд СТС-10У-СП-11 - стационарный универсальный стенд контроля тормозных систем легковых и грузовых автомобилей, автобусов и автопоездов с нагрузкой на ось до 10 т. Результаты измерений обрабатываются на персональном компьютере и выводятся на экран. Измеряет нагрузку на ось, тормозную силу на каждом колесе, усилие на органах управления, выводит тормозные диаграммы. Определяет расчетные параметры по ГОСТ Р 51709-2001: удельную тормозную силу, относительную разность тормозных сил колес оси, асинхронность времени срабатывания тормозного привода звеньев автопоезда. Дополнительно может измерять время срабатывания тормозной системы. В таблице 3.1 приведены основные технические параметры стенда.

Таблица 3.1 - Технические параметры стенда Стенд СТС-10У-СП-11

Рис. 1 - Размещение оборудования в рабочем положении

1 - устройство опорное правое; 2 - устройство опорное левое; 3 - шкаф силовой; 4 - шкаф приборный; 5 - фотоприёмник; 6 - стойка управления; 7 - розетка для подключения стойки управления

Стенд СТМ-8000

Стенд предназначен для контроля эффективности тормозных систем легковых, грузовых автомобилей, автобусов, а так же многоосных полноприводных автомобилей с осевой нагрузкой до 8000 кг, шириной колеи 960-2800 мм.

Стенд может применяться на станциях технического обслуживания АТС, автопредприятиях, станциях государственного технического осмотра для контроля тормозных систем в эксплуатации, при выпуске на линии, а так же при ежегодном техническом осмотре с применением средств диагностирования. Основные технические параметры стенда приведены в таблице 3.2.

Стенд обеспечивает определение следующих параметров:

- масса оси;

- усилие на органе управления;

- относительная разность тормозных сил одной оси;

- удельная тормозная сила;

- время срабатывания тормозной системы;

- овальность колес диагностируемой оси.

Таблица 3.2 - технические характеристики стенда СТМ-8000

Стенд Cartec BDE 3504-10t (spec CeSi)

Стенд Cartec BDE 3504-10t (spec CeSi) - компьютерный роликовый тормозной стенд для грузовых автомобилей, автобусов и автопоездов с нагрузкой на ось до 10 т. Ролики стенда имеют керамо-кремниевое покрытие, имитирующее дорожное полотно. Стенд имеет два следящих ролика. Стенд включается только тогда, когда оба следящих ролика опущены вниз (т.е. автомобиль находится на тормозном стенде), это предотвращает случайный запуск и обеспечивает дополнительную безопасность. В комплекте со стендом поставляется фундаментальная рама, значительно облегчающая подготовку фундамента диагностической линии и снижающая вероятность ошибок при установке оборудования.

Для воссоздания на стенде условий испытаний, наиболее близких к реальным дорожным условиям, автомобили необходимо диагностировать в груженном состоянии. Для этих целей в комплекте оборудования стенда имеется устройство для имитации нагрузки на автомобиль. Оно состоит из двух гидроцилиндров, устанавливаемых в смотровой канаве и прикрепляемых посредством цепей к раме или оси автомобиля. Усилие, создаваемое гидроцилиндрами, прижимает колеса автомобиля к роликам и таким образом имитирует загрузку автомобиля. В таблице 3.3 приведены технические характеристики стенда.

Стенд измеряет следующие параметры:

- масса оси;

- усилие на органе управления;

- относительная разность тормозных сил одной оси;

- удельная тормозная сила;

- время срабатывания тормозной системы;

- овальность колес диагностируемой оси;

- усилие свободного вращения колес.

Таблица 3.3 - Технические характеристики стенда Cartec BDE 3504-10t

Результаты сравнительного анализа рассмотренных стендов приведены в таблице 3.4.

Таблица 3.4 - Сравнительные характеристики тормозных стендов

Проведя сравнение трех выбранных тормозных стендов, можно заключить, что стенд фирмы Cartec, в отличие от других рассмотренных, помимо требуемых по ГОСТ Р 51709-2001 параметров тормозных систем дополнительно определяет овальность тормозных барабанов диагностируемой оси и усилие свободного вращения колес. Так же важна возможность имитации загрузки автомобиля, что позволяет оценить работу тормозной системы автобуса при движении его с пассажирами. Поэтому данный стенд является наиболее предпочтительным для установки в МУП «ВПАТП-7».

3.3.2 Стенды регулировки углов установки колес

Рассмотрим диагностические стенды для регулировки углов установки колес, пользующиеся наибольшим спросом на рынке диагностического оборудования.

Стенд КДС-5К Т

Компьютерный диагностический стенд КДС-5К Т предназначен для регулировки углов установки управляемых колёс грузовых автомобилей и автобусов. Параметры, измеряемые стендом, пределы и погрешности измерений приведены в таблице 3.5.

Таблица 3.5 - Характеристики стенда КДС-5К Т

Результаты измерений до и после регулировки выводятся на дисплей и печатающее устройство.

Цена стенда КДС-5К Т составляет 270 тысяч рублей.

Стенд Техно Вектор 4108

Компьютерный стенд регулировки углов установки колес, предназначенный для любых автомобилей с диаметром обода от 12 до 24 дюймов. Характеристики параметров, измеряемых стендом, приведены в таблице 3.6.

Таблица 3.6 - Характеристики стенда Техно Вектор 4108

Результаты измерений до и после регулировки выводятся на дисплей и печатающее устройство.

Цена стенда составляет 250 тысяч рублей.

Стенд Hunter PA100 - компьютерный стенд с инфракрасными датчиками для регулировки углов установки колес. В комплекте со стендом поставляются самоцентрирующиеся захваты на колеса, рассчитанные на диаметр обода от 10 до 24 дюймов. Инфракрасные датчики позволяют измерять углы схождения с точностью до 1'. Особенность данного стенда - отсутствие жесткого диска. Программное обеспечение построено на платформе операционной системы Linux, в качестве носителя используется флеш-карта, в следствие чего стенд практически невозможно вывести из строя программным путем. Наименование и точность измеряемых стендом параметров приведены в таблице 3.7.

Таблица 3.7 - Характеристики стенда Hunter PA100

Цена стенда составляет 295 тысяч рублей.

Из трех рассмотренных диагностических стендов наиболее предпочтительным вариантом является стенд фирмы Hunter, так как он обеспечивает достаточно высокую точность измерения всех необходимых параметров в сочетании с более высокой надежностью, что обеспечивается инфракрасной связью датчиков, устанавливаемых на колеса, в отличие от лазерных или кордовых, а так же наличием стойкой к сбоям операционной системы.

Заключение

Актуальность темы данной работы обусловлена сложившейся неблагоприятной обстановкой на дорогах города, большим количеством ДТП. В сорока процентах случаев одной из причин ДТП является неудовлетворительное техническое состояние систем автомобиля, отвечающих за активную безопасность. В ДТП с участием автобусов опасности подвергается здоровье гораздо большего числа людей, чем с участием легковых автомобилей. Поэтому в условиях ПАТП особенно важно уделять повышенное внимание техническому состоянию систем активной безопасности подвижного состава.

В первом разделе работы были рассмотрены требования ГОСТ Р 51709-2001 к техническому состоянию систем тормозного и рулевого управления и методы их проверки. Методы проверки тормозных систем на диагностических стендах являются предпочтительными по отношению к проверкам в дорожных условиях, так как дорожные испытания сложно организовать в условиях ограниченной территории ПАТП, и их результаты не дают полной информации о состоянии системы в целом и отдельных ее узлов.

Во втором разделе проведен анализ оснащенности МУП «ВПАТП-7» оборудованием для диагностирования тормозного и рулевого управления. Необходимое диагностическое оборудование отсутствует, а имеющее сильно устарело. Свободные производственные площади зоны ТО-2 позволяют разместить стенды для диагностирования систем тормозного и рулевого управления.

В третьем разделе проведен анализ рынка диагностического оборудования, выбраны некоторые из подходящих диагностических стендов. Произведен сравнительный анализ стендов, выбраны оптимальные для установки в МУП «ПАТП-7» модели.

Применение данных стендов как для ТО, так и для диагностики перед выездом на линию, повысит производительность работ по техническому обслуживанию и снизит риск возникновения ДТП из-за неисправности систем тормозного и рулевого управления.

Данная тема является объемной, в рамках бакалаврской работы не может быть раскрыта в полной мере. Изучение данной темы может быть продолжено далее для более полного освещения затронутых вопросов.

Список использованной литературы

1. ГОСТ Р 51709 - 2001. Автотранспортные средства: требования безопасности к техническому состоянию и методы проверки. - М.: Изд-во стандартов, 2001. - 73 с.

2. Контрольно-счетная палата Волгограда [Электронный ресурс], 2009.

3. Осипов, А.Г. Новые устройства, повышающие достоверность диагностирования тормозных систем АТС / А.Г. Осипов // Автомобильная промышленность - М., 2009. - № 9. - С. 27 - 30.

4. Пат. 2161787 Российская Федерация. Динамометр с гидравлическим люфтомером на диске для диагностирования рулевого управления / В.Н.Хабардин, С.В.Хабардин, А.В.Хабардин; опубл. 17.06.01, Бюл. № 1. - 6с.: ил.

5. Спичкин, Г.В. Практикум по диагностированию автомобилей [Электронный ресурс] / Г.В. Спичкин, А.М. Третьяков. - М.: Высш. шк., 1986.

6. Теория авто: все об устройстве автомобиля [Электронный ресурс], 2010. -

7. Техническая эксплуатация автомобилей: конспект лекций [Электронный ресурс], 2009.

8. Технология технического обслуживания автобусов ЛиАЗ-525625 с двигателем Caterpillar-3116. - ООО «Ликинский автобус», 2004. - 276 с.

9. Устройство автомобиля [Электронный ресурс], 2007