W pierwszych pięciu częściach tego cyklu opisano rodzaje i zadania układów hamulcowych, strukturę układów hamulcowych (sterowanych hydraulicznie, pneumatycznie i elektropneumatycznie), wymagania prawne dotyczące układów hamulcowych, parametry diagnostyczne i kryteria oceny stanu układów hamulcowych pojazdów oraz metody diagnozowania hydraulicznych układów hamulcowych. W tej części przedstawione zostaną metody diagnozowania układów hamulcowych sterowanych pneumatycznie.
Układem hamulcowym nazywamy zespół mechanizmów umożliwiających zmniejszanie prędkości jazdy oraz zatrzymanie pojazdu. Układ ten składa się z dwóch grup zespołów: mechanizmów hamulcowych i mechanizmów uruchamiających hamulce (mechanizmów sterujących).
Mechanizmy hamulcowe są bezpośrednio związane z kołami jezdnymi i służą do wytworzenia momentu tarcia w hamulcach. Pod względem konstrukcyjnym mechanizmy hamulcowe dzielimy na szczękowo-bębnowe i tarczowe. Oddzielną konstrukcyjnie grupę stanowią zwalniacze, które mogą być silnikowe lub podwoziowe. Wśród zwalniaczy podwoziowych występują dwie odmiany konstrukcyjne: zwalniacze hydrodynamiczne lub elektromagnetyczne. Zadaniem mechanizmu uruchamiającego hamulce jest przenoszenie i zwiększenie siły nacisku z pedału hamulca lub dźwigni (przy uruchamianiu ręcznym) do mechanizmu hamulcowego. Obecnie w samochodach ciężarowych, autobusach, przyczepach i naczepach powszechnie stosuje się pneumatyczne oraz elektropneumatyczne mechanizmy uruchamiające hamulce. W niektórych pojazdach samochodowych występują mechanizmy uruchamiające hamulce mieszane (np. hydropneumatyczne).
W hamulcach pneumatycznych siła, z jaką kierowca naciska na pedał hamulca, służy do sterowania czynnikiem roboczym (sprężone powietrze), który doprowadzony do siłowników wykonuje pracę potrzebną do zadziałania mechanizmów hamulcowych. Siła, z jaką kierowca naciska na pedał, zależy od sztywności sprężyny w zaworze sterującym, natomiast siła w rozpieraczach zależy od ciśnienia w instalacji oraz wymiarów siłownika. Takie rozwiązanie pozwala na uzyskanie dużych sił hamowania przy małym wysiłku kierowcy.
Elektropneumatyczne mechanizmy sterowania hamulców (EBS) pojawiły się pod koniec lat dziewięćdziesiątych ubiegłego wieku i są stosowane w nowszych odmianach pojazdów ciężarowych i autobusów. Zostały wprowadzone w celu skrócenia czasu uruchamiania hamulców oraz ułatwienia współpracy z układem zapobiegającym blokowaniu kół (ABS) podczas hamowania i układem zapobiegającym poślizgowi kół (ASR) podczas rozpędzania. Elektropneumatyczny mechanizm sterujący został zbudowany z wykorzystaniem wielu elementów dotychczasowej instalacji pneumatycznej pojazdu. Powstał układ hamulcowy o dwóch obwodach pneumatycznych z nadrzędnym elektronicznym układem sterującym (rys.1). Pneumatyczna instalacja hamulcowa pełni funkcję układu rezerwowego, w którym zastosowano przewody powietrzne o mniejszych średnicach i pominięto wiele urządzeń. Zadania pominiętych zespołów pneumatycznych zostały przejęte przez elektroniczny zespół sterujący układu hamulcowego i zawory elektropneumatyczne. Diagnozowaniu poddawane są kompletne układy hamulcowe pojazdów oraz pojedyncze zespoły. Badanie kompletnych układów powinno być wykonywane według ramowej instrukcji badań diagnostycznych lub instrukcji szczegółowych dla poszczególnych pojazdów. Podczas kontroli wykorzystuje się obowiązkowe złącza kontrolne umieszczone w pojazdach. Szczególne znaczenie ma okresowe sprawdzanie podstawowych parametrów decydujących o skutecznym hamowaniu pojazdu. Niezwykle istotne jest doskonalenie metod diagnozowania w kierunku redukcji kosztów i usprawnienia procesu pomiarowego.
Całościowe diagnozowanie układu hamulcowego sterowanego pneumatycznie obejmuje:
- sprawdzenie pracy sprężarki powietrza,
- kontrolę skoku siłowników hamulcowych,
- pomiary ciśnień w wybranych punktach układu w warunkach statycznych,
- pomiary czasu wzrostu ciśnienia w siłownikach hamulcowych przy dynamicznym uruchamianiu hamulca roboczego,
- kontrolę skuteczności i równomierności działania hamulców,
- sprawdzenie działania zwalniacza.
Diagnozowanie układów hamulcowych można podzielić na dwie zasadnicze części: diagnozowanie mechanizmów uruchamiających (sterujących) hamulce oraz określenie skuteczności działania układu hamulcowego. Sposoby diagnozowania poszczególnych rodzajów mechanizmów uruchamiających są zasadniczo odmienne, natomiast ocena skuteczności działania hamulców jest podobna dla wszystkich rodzajów układów hamulcowych pojazdów samochodowych. Do kontroli stanu technicznego układu hamulcowego sterowanego powietrznie wykorzystuje się następujące metody: diagnozowanie wstępne, badania układu hamulcowego metodami stacjonarnymi (stanowiskowe), metody trakcyjne oceny skuteczności działania (próby drogowe).
1. Diagnozowanie wstępne
Warunkiem poprawnego wykonania badań wstępnych, wynikającym z zasad kultury technicznej, jest czystość podwozia badanego pojazdu. Czynności wykonywane podczas diagnozowania wstępnego układu hamulcowego pojazdu uzależnione są przede wszystkim od rodzaju mechanizmu uruchamiającego hamulce.
Sprawdzenie wstępne układu hamulcowego sterowanego pneumatycznie obejmuje:
- oględziny zewnętrzne,
- ocenę szczelności instalacji powietrznej,
- kontrolę działania,
- ocenę luzu w mechanizmach hamulcowych.
Oględziny zewnętrzne
Podczas oględzin zewnętrznych należy sprawdzić stan sprężarki i pasków klinowych jej napędu, czystość filtrów, zbiorników i zaworów oraz stan cięgieł, złączy i przewodów. Zwrócić uwagę na zamocowanie zespołów i elementów oraz na kompletność układu.
Ocena szczelności instalacji powietrznej
W celu sprawdzenia szczelności instalacji powietrznej należy uruchomić silnik pojazdu i napełnić zbiorniki powietrza do maksymalnego ciśnienia, które zapewnia regulator. Następnie silnik należy zatrzymać i obserwować wskazania manometrów oraz lampek kontrolnych. Spadek ciśnienia nie może być zauważalny w czasie około 10 minut, jak również nie powinno być słychać w tym czasie wypływu powietrza do atmosfery. W dalszej kolejności należy nacisnąć na pedał hamulca i obserwować wskazania manometru, który po początkowym spadku ciśnienia wywołanym napełnianiem komór roboczych siłowników nie powinien wykazywać dalszego obniżania się ciśnienia w zbiornikach pojazdu w czasie co najmniej 3 minut.
Kontrola działania
Ogólną kontrolę działania hamulców wykonuje się po napełnieniu zbiorników do maksymalnego ciśnienia, które ustala regulator. Następnie należy kilkakrotnie naciskać na pedał hamulca i obserwować opory ruchu pedału, powracanie pedału do pozycji wyjściowej po zwolnieniu nacisku, przebieg zmian ciśnienia na manometrze połączonym z komorami roboczymi mechanizmu wspomagającego (dotyczy pojazdów z powietrznym wspomaganiem hamulców). W przypadku mechanizmów dwukomorowych ciśnienie w obu komorach powinno być jednakowe w stanie odhamowania, a przy maksymalnej intensywności hamowania ciśnienie w drugiej komorze powinno spadać do zera. W mechanizmie jednokomorowym ciśnienie powietrza w komorze roboczej powinno być równe zeru w stanie odhamowania i równe ciśnieniu w zbiornikach powietrza pojazdu po zahamowaniu. Należy sprawdzić również działanie hamulców awaryjnego i postojowego, hamulców dodatkowych (silnikowego, zwalniacza podwoziowego) oraz odbiorników dodatkowych. Oceny prawidłowości pracy sprężarki dokonuje się przez obserwację szybkości (czasu) wzrastania ciśnienia w zbiornikach powietrza. Przykładowe charakterystyki wybranych sprężarek samochodowych przedstawiono na rys.1. Należy również zwrócić uwagę na ewentualne nienormalne stuki w czasie jej pracy.
Regulator ciśnienia sprawdza się przez obserwację od chwili uruchomienia silnika lampek kontrolnych i wskazań manometru. Sprawdzeniu podlega:
- maksymalne ciśnienie w zbiornikach, przy którym regulator powoduje wydmuch powietrza do atmosfery,
- minimalne ciśnienie w zbiornikach, przy którym wydmuch do atmosfery zostaje przerwany i rozpoczyna się ponowny wzrost ciśnienia.
W obydwu przypadkach wartości ciśnień powinny być zgodne z zalecanymi przez producenta pojazdu.
Podczas jazdy próbnej należy kilkakrotnie uruchamiać pedał hamulca z różną intensywnością i zwracać uwagę na to, czy:
- pojazd nie wykazuje tendencji do zarzucania wskutek nierównomiernego włączania się mechanizmów hamulcowych poszczególnych kół,
- nie występuje blokowanie kół pojazdu.
Ocena luzu w mechanizmach hamulcowych
Ocenę luzu w mechanizmach hamulcowych (np. między szczękami i bębnem hamulcowym) dokonuje się w układach hamulcowych sterowanych pneumatycznie pośrednio przez pomiar skoku roboczego tłoczysk siłowników hamulcowych. Wartości skoku, potrzebne do skasowania luzów w mechanizmach hamulcowych oraz uzyskania odpowiednich sił hamowania, mają istotny wpływ na działanie całego układu. Pozytywny wynik wymienionych sprawdzeń wstępnych kwalifikuje układ hamulcowy z powietrznym mechanizmem uruchamiającym do dalszych badań diagnostycznych.
2. Badanie układu metodami stacjonarnymi (stanowiskowe)
Stanowiskowe metody badania układu hamulcowego sterowanego pneumatycznie obejmują:
- badania diagnostyczne instalacji powietrznej,
- ocenę skuteczności działania hamulców przez pomiar sił hamowania,
- sprawdzenie urządzenia przeciwblokującego (ABS),
- badania diagnostyczne zespołów powietrznych (po wymontowaniu z pojazdu).
2.1. Badania diagnostyczne instalacji powietrznej
W celu prawidłowego przeprowadzenia diagnozowania instalacji powietrznej konieczna jest znajomość charakterystyki technicznej układu hamulcowego pojazdu, zawierającej informacje o wartościach ciśnienia pracy, redukcji ciśnienia w automatycznym regulatorze siły hamowania, ciśnieniach zabezpieczających w poszczególnych obwodach, skokach siłowników i innych wielkościach.
Badania diagnostyczne instalacji powietrznej można podzielić na:
- statyczne badania diagnostyczne powietrznych układów przenoszących,
- pomiary czasu reakcji hamulców,
- sprawdzanie wydatku sprężarki (zamontowanej w pojeździe).
Statyczne badania diagnostyczne powietrznych układów przenoszących
Celem statycznych badań diagnostycznych układów przenoszących jest sprawdzenie współzależności sygnałów ciśnieniowych w różnych punktach układu i w różnych stanach zahamowania i odhamowania. Przyrządy do przeprowadzania takich badań oraz ich program sterujący powinny umożliwić wykrycie wszelkich nieprawidłowości zachodzących podczas współdziałania zespołów układu powietrznego w pojeździe przy powolnym (statycznym) uruchamianiu hamulców.
Statyczne badania diagnostyczne układów przenoszących obejmują sprawdzenie:
- wartości ciśnień w różnych punktach układu,
- szczelności układu na podstawie pomiaru czasu spadku ciśnienia w zbiorniku powietrza.
Warunki przeprowadzenia pomiarów oraz wartości wymagane parametrów diagnostycznych przedstawione zostały w części 4 artykułu.
W celu umożliwienia przeprowadzenia diagnozowania układy przenoszące powinny być wyposażone w tak zwane złącza kontrolne, umożliwiające – bez demontażu układu – podłączenie do nich manometrów lub czujników ciśnienia przyrządów diagnostycznych. Podczas podłączania ciśnienie w złączach kontrolnych nie powinno być większe od atmosferycznego. Zaleca się, aby złącza kontrolne usytuowane były przynajmniej w następujących miejscach:
- przy zbiornikach powietrza każdego z obwodów hamulca roboczego,
- za głównym zaworem hamulcowym w obu obwodach hamulca roboczego, przy najbardziej niekorzystnie usytuowanych siłownikach oraz w przypadku stosowania regulacji siły hamowania dodatkowo przed regulatorem i zaworem regulującym,
- w obwodzie hamulca awaryjnego przy siłownikach sprężynowych.
Jeżeli regulator siły hamowania jest sterowany z zawieszenia powietrznego, to wymagane jest dodatkowe złącze kontrolne w celu symulacji warunków obciążenia w czasie diagnozowania. Złącza powinny być zamontowane w taki sposób, aby były łatwo dostępne. Szczegółowy opis zabudowy i rozmieszczenia złączy wyjaśniają odpowiednie instrukcje fabryczne producentów złączy kontrolnych. Po zastosowaniu określonej procedury postępowania (zgodnej z instrukcją diagnostyczną instalacji powietrznej) oraz porównaniu otrzymanych wartości ciśnienia z danymi z charakterystyki układu hamulcowego można ocenić stan techniczny instalacji. Pozwala to na wskazanie zespołów nieprawidłowo funkcjonujących w celu ich wymontowania z pojazdu oraz dokonania regulacji, naprawy lub wymiany na sprawnie działające. W celu ułatwienia badań diagnostycznych pojazd powinien mieć umieszczoną w widocznym miejscu tabliczkę z podstawowymi informacjami o pneumatycznym układzie hamulcowym. Informacje te zawarte są również w innych dokumentach, np. instrukcjach obsługi i naprawy pojazdów, elektronicznym rejestrze danych itp. Pojazdy wyposażone w regulatory siły hamowania powinny mieć umieszczoną dodatkową tabliczkę z danymi charakteryzującymi to urządzenie. Do badania wartości ciśnień i szczelności układu stosuje się walizkowe zestawy manometryczne lub czujniki ciśnienia sprzężone z jednostką sterującą urządzenia rolkowego, co umożliwia odczytywanie wartości ciśnień na ekranie monitora jednostki sterującej.
Pomiary czasu reakcji hamulców
Pomiary czasu reakcji hamulców sterowanych powietrznie obowiązkowo wykonuje się podczas badań homologacyjnych nowych pojazdów. Często podczas eksploatacji pojazdu mogą wystąpić niedomagania układu powodujące wydłużenie czasu reakcji powyżej wymaganych granic. Najczęściej jest to spowodowane następującymi przyczynami:
- mechanicznymi zanieczyszczeniami w przewodach pneumatycznych oraz ich wgnieceniami ograniczającymi przekrój przepływu powietrza,
- niedomaganiami części ruchomych w zespołach instalacji między głównym zaworem hamulcowym i siłownikami prowadzącymi do dławienia przepływu powietrza,
- nadmiernym powiększeniem się skoku siłowników hamulcowych wskutek zużycia mechanizmów hamujących.
W związku z tym wskazane jest przeprowadzanie raz w roku kontroli czasu reakcji układu w ramach badań diagnostycznych instalacji powietrznej, aby wykryć w porę oddziaływanie ww. czynników. W wielu krajach wprowadzono przepisy zobowiązujące użytkowników pojazdów do takiej okresowej kontroli.
Badania czasu reakcji powietrznego układu przenoszącego obejmują pomiar:
- czasu reakcji powietrznego układu mierzonego w siłownikach hamulcowych pojazdu,
- czasu wzrostu ciśnienia w przewodzie sterującym,
- czasu reakcji hamulców przyczepy.
Do pomiarów diagnostycznych czasu reakcji układu stosowane są specjalne przyrządy, których konstrukcja dostosowana jest do wymagań wynikających z przepisów międzynarodowych. W niektórych urządzeniach rolkowych zastosowano wyposażenie dodatkowe i oprogramowanie umożliwiające wykonanie pomiaru czasu reakcji hamulców. Warunki pomiarów oraz wartości wymagane parametrów diagnostycznych zostały przedstawione w części 4. artykułu.
Sprawdzanie wydatku sprężarki zamontowanej w pojeździe
Wydatek sprężarki określany jest czasem napełniania zbiorników powietrza przy prędkości obrotowej silnika odpowiadającej maksymalnej mocy lub prędkości obrotowej ograniczonej regulatorem.
Czas napełniania zbiorników układu przenoszącego do wymaganych ciśnień może być określany na podstawie katalogowych czasów napełniania podanych dla sprężarek. Należy przyjąć, że przyrost czasu jest wprost proporcjonalny do przyrostu objętości zbiorników.
2.2. Ocena skuteczności działania układu przez pomiar sił hamowania
Odpowiednia skuteczność działania układu hamulcowego, wynikająca z warunków bezpieczeństwa ruchu drogowego, jest jednym z zasadniczych wymagań stawianych pojazdom mechanicznym. Skuteczność działania układu hamulcowego uwarunkowana jest rozwiązaniem konstrukcyjnym układu oraz jego stanem technicznym (zmiennym podczas eksploatacji). Natomiast skuteczność hamowania pojazdu w konkretnych warunkach drogowych ograniczona jest przyczepnością opon kół hamowanych do nawierzchni jezdni, zmienną w znacznym zakresie w zależności od rozkładu nacisków na osie pojazdu, od rodzaju i stanu bieżnika opon oraz nawierzchni jezdni. Skuteczność działania układu hamulcowego powinna być oceniana przy pełnym obciążeniu pojazdu oraz przy określonym nacisku na pedał (dźwignię) hamulca.
Diagnozowaniu poddawane są kompletne układy hamulcowe pojazdów oraz pojedyncze zespoły. Badanie kompletnych układów powinno być wykonywane według ramowej instrukcji badań diagnostycznych lub instrukcji szczegółowych dla poszczególnych pojazdów. Szczególne znaczenie ma okresowe sprawdzanie podstawowych parametrów decydujących o skutecznym hamowaniu pojazdu. Niezwykle istotne jest doskonalenie metod diagnozowania w kierunku redukcji kosztów i usprawnienia procesu pomiarowego.
Ocena skuteczności działania układu hamulcowego powinna być uzupełniona oceną stateczności ruchu hamowanego pojazdu. Ocena skuteczności działania układu hamulcowego i stateczności ruchu hamowanego pojazdu może być dokonana:
- pośrednio, podczas badań stanowiskowych przez pomiar sił hamowania na kołach przy określonej sile nacisku na pedał hamulca, niepowodującej zablokowania kół;
- bezpośrednio, w próbach drogowych, metodą pomiaru opóźnienia hamowania.
W stosunku do badań trakcyjnych metoda pomiaru sił hamowania ma następujące zalety:
- możliwość określenia sił hamowania na poszczególnych kołach, co znacznie ułatwia wyznaczenie parametrów charakteryzujących rozdział sił hamowania na poszczególnych osiach i między nimi;
- uniezależnienie możliwości badań od warunków drogowych i atmosferycznych, co ułatwia ich organizację;
- porównywalność wyników badań wykonanych w różnych odstępach czasu, co umożliwia ocenę intensywności zmian stanu technicznego układu hamulcowego eksploatowanego pojazdu.
Natomiast do wad metody pomiaru sił hamowania należy zaliczyć głównie to, że warunki, w jakich odbywają się pomiary sił hamowania, nie uwzględniają (lub uwzględniają w ograniczonym zakresie) takich zjawisk dynamicznych, zachodzących w procesie hamowania pojazdu, jak: zmiana nacisków osi, wzajemne prędkości elementów pary trącej i ich temperatury, czas hamowania, wpływ mas wirujących itp. Dlatego zmierzone wartości sił hamowania nie odpowiadają bezpośrednio sile rzeczywistej występującej podczas hamowania na drodze przy tym samym nacisku na pedał. Ponadto do pomiaru sił hamowania niezbędne jest posiadanie złożonych konstrukcyjnie urządzeń diagnostycznych. W warunkach stacjonarnych (na stanowiskach kontrolnych) siły hamowania można zmierzyć metodami: quasi-statycznymi, kinetycznymi i dynamicznymi. W stacjach kontroli i stacjach obsługi pojazdów najszersze zastosowanie znalazły dwie z tych metod:
- quasi-statyczna, polegająca na napędzaniu kół jezdnych jednej osi nieruchomego pojazdu za pomocą urządzenia rolkowego i pomiarze wartości sił hamowania,
- dynamiczna, polegająca na ocenie skuteczności działania hamulców na podstawie próby rzeczywistego hamowania pojazdu na stanowisku z określonej prędkości (rys. 2).
Zespół napędowy lewy wersji ciężarowej urządzenia rolkowego firmy Unimetal przedstawiono na rys. 3. Natomiast przykładowe usytuowanie uniwersalnego urządzenia rolkowego na stanowisku kontrolnym okręgowej stacji kontroli pojazdów przedstawiono na rys. 4.
Zasady postępowania podczas kontroli skuteczności działania hamulców pojazdów uregulowane są obowiązującymi przepisami. W rozporządzeniu ministra infrastruktury o zakresie i sposobie przeprowadzania badań technicznych pojazdów opisano sposób badania skuteczności i równomierności działania hamulców obowiązujący w stacjach kontroli pojazdów.
2.3. Sprawdzanie urządzenia przeciwblokującego
Kontrola działania hamulcowych układów przeciwblokujących (ABS) w okresie eksploatacji sprowadza się do:
- bieżącej kontroli stanu układów elektronicznych przez system autodiagnostyki,
- stosowania przyrządów kontrolnych (testerów) do zlokalizowania usterek układu.
Zadaniem systemu autodiagnostyki jest kontrolowanie parametrów elektrycznych elementów układu ABS, porównywanie ich z wartościami zadanymi w programie, zapamiętywanie niezgodności parametrów mierzonych z zadanymi i sygnalizowanie tego faktu na tablicy wskaźników za pomocą lampki kontrolnej. Zaświecenie się lampki oznacza konieczność przetestowania układu ABS. Jeżeli lampka świeci w sposób ciągły, świadczy to o trwałym uszkodzeniu układu. Natomiast, jeżeli lampka świeci się okresowo, świadczy to o chwilowych usterkach układu, trudnych do zlokalizowania. System autodiagnostyki realizowany jest przez odpowiednie oprogramowanie modułu sterującego, które umożliwia: kontrolę poprawności przetwarzania informacji przez moduł sterujący, ocenę poprawności sygnałów wejściowych z czujników prędkości obrotowej kół oraz kontrolę zdatności obwodów elektrycznych modulatora ciśnienia. Jeżeli zostaną stwierdzone nieprawidłowości, to moduł sterujący wyłącza układ ABS, a układ hamulcowy działa w sposób konwencjonalny. Testery diagnostyczne do kontroli układu przeciwblokującego mierzą parametry elektryczne poszczególnych elementów urządzenia ABS. Za pomocą testera można dokładnie sprawdzić układy elektryczne i elektroniczne w logicznej kolejności prowadzącej do wykrycia niezdatnego elementu. Natomiast części mechaniczne i zawory systemu ABS przeważnie nie są kontrolowane. Spotykane testery do sprawdzania układów przeciwblokujących są często opracowane przez producentów ABS i umożliwiają wówczas diagnozowanie układu danego producenta. Obecnie dostępne są również testery uniwersalne, umożliwiające sprawdzenie układów elektronicznych pojazdu, w tym urządzenia ABS.
2.4. Badania diagnostyczne zespołów powietrznych (po wymontowaniu z pojazdu)
Badania diagnostyczne zespołów instalacji powietrznej przeprowadza się w celu sprawdzenia prawidłowości ich działania, a co za tym idzie, przydatności do zamontowania w układach powietrznych pojazdów. Pomagają one także w zlokalizowaniu uszkodzenia, co umożliwia skierowanie niezdatnych zespołów do naprawy lub złomowania. Badania diagnostyczne umożliwiają także ocenę prawidłowości działania i w razie potrzeby dokonanie regulacji w przypadku zespołów, których prawidłowa praca wymaga właściwego ustawienia parametrów regulacyjnych lub zgodności działania z wymaganą charakterystyką (tzn. prawidłowej zależności wartości ciśnienia w jednym przyłączu od wartości ciśnienia w innym). Najczęściej wymontowane z pojazdu zespoły powietrzne poddaje się kontroli w zakładach naprawczych w celu zakwalifikowania ich do naprawy i sprawdzenia po naprawie. Niekiedy badania zespołów (połączone najczęściej z ich regulacją) wykonuje się na stacjach obsługi pojazdów. Do przeprowadzania kompleksowych badań diagnostycznych zespołów powietrznych służą uniwersalne stanowiska, które dzięki swemu bogatemu wyposażeniu umożliwiają szczegółową ocenę prawidłowości ich działania. Stanowiska uniwersalne umożliwiają przeprowadzenie badań funkcjonalnych zespołów. Zgodnie z warunkami technicznymi są to z reguły:
- szczelność, sprawdzana przez obserwację spadku ciśnienia w zbiorniku pomiarowym stanowiska podłączonym do badanego zespołu,
- czułość działania, określona wielkością ciśnienia odpowiadającego początkowi zadziałania zespołu,
- stopniowalność (ciągłości działania), oceniana możliwością uzyskania małych przyrostów ciśnienia w przyłączu wyjściowym zaworu przy zmianach ciśnienia w przyłączu sterującym,
- charakterystyka statyczna, wyrażona zależnością zmian ciśnienia na wyjściu z zaworu od zmian ciśnienia w przyłączu (lub przyłączach) sterującym, przy stałym poziomie ciśnienia zasilania.
Dla każdego zespołu, który ma być badany na uniwersalnym stanowisku diagnostycznym, należy opracować instrukcję diagnostyczną. Powinna ona zawierać procedurę badań oraz sposób podłączenia zespołu do stanowiska, a także wymagane wartości i tolerancje mierzonych parametrów. Sposób postępowania podczas badań zespołów powietrznych oraz wymagane wartości parametrów diagnostycznych podawane są w materiałach wydawanych przez producentów zespołów i pojazdów oraz w wydawnictwach książkowych (np. charakterystyki techniczne zespołów, katalogi wyrobów, instrukcje obsługi i naprawy pojazdów).
3. Metody trakcyjne oceny skuteczności działania hamulców
Diagnostyczne badania trakcyjne układu hamulcowego mają za zadanie ocenę prawidłowości działania hamulców w przeciętnych warunkach eksploatacji. Kryterium prawidłowości działania hamulców w warunkach drogowych może być ocena: opóźnienia hamowania, zachowania się pojazdu w czasie hamowania (utrzymania prostoliniowego toru ruchu). Pomiar opóźnienia hamowania jest wykonywany przy prędkości początkowej około 30 km/h i przy stałym nacisku na pedał hamulca. Po wjechaniu na odcinek pomiarowy należy gwałtownie zahamować w wyniku jednokrotnego naciśnięcia na pedał hamulca, przy czym sprzęgło może być włączone. Dokładność pomiarów opóźnienia hamowania powinna wynosić co najmniej ± 3%. Ponadto w czasie badań drogowych układu hamulcowego należy uwzględnić następujące zalecenia:
- kierowany do kontroli samochód powinien mieć nominalną wartość ciśnienia powietrza w ogumieniu z dopuszczalną odchyłką nieprzekraczającą ± 0,01 MPa dla samochodów osobowych i motocykli oraz ± 0,02 MPa dla pozostałych pojazdów,
- za wynik ostateczny należy przyjmować wartość średnią z dwu kolejnych pomiarów w obu kierunkach pomiarowego odcinka drogi,
- nawierzchnia odcinka pomiarowego powinna być równa, sucha, betonowa lub asfaltowa o pochyłości nieprzekraczającej 1,5%,
- prędkość wiatru podczas pomiarów nie powinna przekraczać 3 m/s,
- pojazd powinien być całkowicie obciążony, z równomiernie rozmieszczonym ładunkiem,
- temperatura otoczenia powinna zawierać się w granicach 0÷30OC.
W warunkach drogowych badanie skuteczności hamowania wykonuje się za pomocą specjalnych przyrządów – opóźnieniomierzy.
dr inż. Kazimierz Sitek
Literatura
1. Biedrzycki L., Opasewicz W.: Powietrzne układy hamulcowe. Budowa i diagnostyka. Poradnik Serwisowy nr 6/2003.
2. Rozporządzenie Ministra Infrastruktury z 18.09.2009 r. w sprawie zakresu i sposobu przeprowadzania badań technicznych pojazdów oraz wzorów dokumentów stosowanych przy tych badaniach (Dz.U. Nr 155 z 2009 r., z późn. zm.).
3. Sitek K.: Diagnostyka samochodowa. Układy odpowiedzialne za bezpieczeństwo jazdy. Wydawnictwo AUTO, Warszawa 1999.
Mechanizmy hamulcowe są bezpośrednio związane z kołami jezdnymi i służą do wytworzenia momentu tarcia w hamulcach. Pod względem konstrukcyjnym mechanizmy hamulcowe dzielimy na szczękowo-bębnowe i tarczowe. Oddzielną konstrukcyjnie grupę stanowią zwalniacze, które mogą być silnikowe lub podwoziowe. Wśród zwalniaczy podwoziowych występują dwie odmiany konstrukcyjne: zwalniacze hydrodynamiczne lub elektromagnetyczne. Zadaniem mechanizmu uruchamiającego hamulce jest przenoszenie i zwiększenie siły nacisku z pedału hamulca lub dźwigni (przy uruchamianiu ręcznym) do mechanizmu hamulcowego. Obecnie w samochodach ciężarowych, autobusach, przyczepach i naczepach powszechnie stosuje się pneumatyczne oraz elektropneumatyczne mechanizmy uruchamiające hamulce. W niektórych pojazdach samochodowych występują mechanizmy uruchamiające hamulce mieszane (np. hydropneumatyczne).
W hamulcach pneumatycznych siła, z jaką kierowca naciska na pedał hamulca, służy do sterowania czynnikiem roboczym (sprężone powietrze), który doprowadzony do siłowników wykonuje pracę potrzebną do zadziałania mechanizmów hamulcowych. Siła, z jaką kierowca naciska na pedał, zależy od sztywności sprężyny w zaworze sterującym, natomiast siła w rozpieraczach zależy od ciśnienia w instalacji oraz wymiarów siłownika. Takie rozwiązanie pozwala na uzyskanie dużych sił hamowania przy małym wysiłku kierowcy.
Elektropneumatyczne mechanizmy sterowania hamulców (EBS) pojawiły się pod koniec lat dziewięćdziesiątych ubiegłego wieku i są stosowane w nowszych odmianach pojazdów ciężarowych i autobusów. Zostały wprowadzone w celu skrócenia czasu uruchamiania hamulców oraz ułatwienia współpracy z układem zapobiegającym blokowaniu kół (ABS) podczas hamowania i układem zapobiegającym poślizgowi kół (ASR) podczas rozpędzania. Elektropneumatyczny mechanizm sterujący został zbudowany z wykorzystaniem wielu elementów dotychczasowej instalacji pneumatycznej pojazdu. Powstał układ hamulcowy o dwóch obwodach pneumatycznych z nadrzędnym elektronicznym układem sterującym (rys.1). Pneumatyczna instalacja hamulcowa pełni funkcję układu rezerwowego, w którym zastosowano przewody powietrzne o mniejszych średnicach i pominięto wiele urządzeń. Zadania pominiętych zespołów pneumatycznych zostały przejęte przez elektroniczny zespół sterujący układu hamulcowego i zawory elektropneumatyczne. Diagnozowaniu poddawane są kompletne układy hamulcowe pojazdów oraz pojedyncze zespoły. Badanie kompletnych układów powinno być wykonywane według ramowej instrukcji badań diagnostycznych lub instrukcji szczegółowych dla poszczególnych pojazdów. Podczas kontroli wykorzystuje się obowiązkowe złącza kontrolne umieszczone w pojazdach. Szczególne znaczenie ma okresowe sprawdzanie podstawowych parametrów decydujących o skutecznym hamowaniu pojazdu. Niezwykle istotne jest doskonalenie metod diagnozowania w kierunku redukcji kosztów i usprawnienia procesu pomiarowego.Całościowe diagnozowanie układu hamulcowego sterowanego pneumatycznie obejmuje:
- sprawdzenie pracy sprężarki powietrza,
- kontrolę skoku siłowników hamulcowych,
- pomiary ciśnień w wybranych punktach układu w warunkach statycznych,
- pomiary czasu wzrostu ciśnienia w siłownikach hamulcowych przy dynamicznym uruchamianiu hamulca roboczego,
- kontrolę skuteczności i równomierności działania hamulców,
- sprawdzenie działania zwalniacza.
Diagnozowanie układów hamulcowych można podzielić na dwie zasadnicze części: diagnozowanie mechanizmów uruchamiających (sterujących) hamulce oraz określenie skuteczności działania układu hamulcowego. Sposoby diagnozowania poszczególnych rodzajów mechanizmów uruchamiających są zasadniczo odmienne, natomiast ocena skuteczności działania hamulców jest podobna dla wszystkich rodzajów układów hamulcowych pojazdów samochodowych. Do kontroli stanu technicznego układu hamulcowego sterowanego powietrznie wykorzystuje się następujące metody: diagnozowanie wstępne, badania układu hamulcowego metodami stacjonarnymi (stanowiskowe), metody trakcyjne oceny skuteczności działania (próby drogowe).
1. Diagnozowanie wstępne
Warunkiem poprawnego wykonania badań wstępnych, wynikającym z zasad kultury technicznej, jest czystość podwozia badanego pojazdu. Czynności wykonywane podczas diagnozowania wstępnego układu hamulcowego pojazdu uzależnione są przede wszystkim od rodzaju mechanizmu uruchamiającego hamulce.
Sprawdzenie wstępne układu hamulcowego sterowanego pneumatycznie obejmuje:
- oględziny zewnętrzne,
- ocenę szczelności instalacji powietrznej,
- kontrolę działania,
- ocenę luzu w mechanizmach hamulcowych.
Oględziny zewnętrzne
Podczas oględzin zewnętrznych należy sprawdzić stan sprężarki i pasków klinowych jej napędu, czystość filtrów, zbiorników i zaworów oraz stan cięgieł, złączy i przewodów. Zwrócić uwagę na zamocowanie zespołów i elementów oraz na kompletność układu.
Ocena szczelności instalacji powietrznej
W celu sprawdzenia szczelności instalacji powietrznej należy uruchomić silnik pojazdu i napełnić zbiorniki powietrza do maksymalnego ciśnienia, które zapewnia regulator. Następnie silnik należy zatrzymać i obserwować wskazania manometrów oraz lampek kontrolnych. Spadek ciśnienia nie może być zauważalny w czasie około 10 minut, jak również nie powinno być słychać w tym czasie wypływu powietrza do atmosfery. W dalszej kolejności należy nacisnąć na pedał hamulca i obserwować wskazania manometru, który po początkowym spadku ciśnienia wywołanym napełnianiem komór roboczych siłowników nie powinien wykazywać dalszego obniżania się ciśnienia w zbiornikach pojazdu w czasie co najmniej 3 minut.
Kontrola działania
Ogólną kontrolę działania hamulców wykonuje się po napełnieniu zbiorników do maksymalnego ciśnienia, które ustala regulator. Następnie należy kilkakrotnie naciskać na pedał hamulca i obserwować opory ruchu pedału, powracanie pedału do pozycji wyjściowej po zwolnieniu nacisku, przebieg zmian ciśnienia na manometrze połączonym z komorami roboczymi mechanizmu wspomagającego (dotyczy pojazdów z powietrznym wspomaganiem hamulców). W przypadku mechanizmów dwukomorowych ciśnienie w obu komorach powinno być jednakowe w stanie odhamowania, a przy maksymalnej intensywności hamowania ciśnienie w drugiej komorze powinno spadać do zera. W mechanizmie jednokomorowym ciśnienie powietrza w komorze roboczej powinno być równe zeru w stanie odhamowania i równe ciśnieniu w zbiornikach powietrza pojazdu po zahamowaniu. Należy sprawdzić również działanie hamulców awaryjnego i postojowego, hamulców dodatkowych (silnikowego, zwalniacza podwoziowego) oraz odbiorników dodatkowych. Oceny prawidłowości pracy sprężarki dokonuje się przez obserwację szybkości (czasu) wzrastania ciśnienia w zbiornikach powietrza. Przykładowe charakterystyki wybranych sprężarek samochodowych przedstawiono na rys.1. Należy również zwrócić uwagę na ewentualne nienormalne stuki w czasie jej pracy.
Regulator ciśnienia sprawdza się przez obserwację od chwili uruchomienia silnika lampek kontrolnych i wskazań manometru. Sprawdzeniu podlega:
- maksymalne ciśnienie w zbiornikach, przy którym regulator powoduje wydmuch powietrza do atmosfery,
- minimalne ciśnienie w zbiornikach, przy którym wydmuch do atmosfery zostaje przerwany i rozpoczyna się ponowny wzrost ciśnienia.
W obydwu przypadkach wartości ciśnień powinny być zgodne z zalecanymi przez producenta pojazdu.
Podczas jazdy próbnej należy kilkakrotnie uruchamiać pedał hamulca z różną intensywnością i zwracać uwagę na to, czy:
- pojazd nie wykazuje tendencji do zarzucania wskutek nierównomiernego włączania się mechanizmów hamulcowych poszczególnych kół,
- nie występuje blokowanie kół pojazdu.
Ocena luzu w mechanizmach hamulcowych
Ocenę luzu w mechanizmach hamulcowych (np. między szczękami i bębnem hamulcowym) dokonuje się w układach hamulcowych sterowanych pneumatycznie pośrednio przez pomiar skoku roboczego tłoczysk siłowników hamulcowych. Wartości skoku, potrzebne do skasowania luzów w mechanizmach hamulcowych oraz uzyskania odpowiednich sił hamowania, mają istotny wpływ na działanie całego układu. Pozytywny wynik wymienionych sprawdzeń wstępnych kwalifikuje układ hamulcowy z powietrznym mechanizmem uruchamiającym do dalszych badań diagnostycznych.
2. Badanie układu metodami stacjonarnymi (stanowiskowe)
Stanowiskowe metody badania układu hamulcowego sterowanego pneumatycznie obejmują:
- badania diagnostyczne instalacji powietrznej,
- ocenę skuteczności działania hamulców przez pomiar sił hamowania,
- sprawdzenie urządzenia przeciwblokującego (ABS),
- badania diagnostyczne zespołów powietrznych (po wymontowaniu z pojazdu).
2.1. Badania diagnostyczne instalacji powietrznej
W celu prawidłowego przeprowadzenia diagnozowania instalacji powietrznej konieczna jest znajomość charakterystyki technicznej układu hamulcowego pojazdu, zawierającej informacje o wartościach ciśnienia pracy, redukcji ciśnienia w automatycznym regulatorze siły hamowania, ciśnieniach zabezpieczających w poszczególnych obwodach, skokach siłowników i innych wielkościach.
Badania diagnostyczne instalacji powietrznej można podzielić na:
- statyczne badania diagnostyczne powietrznych układów przenoszących,
- pomiary czasu reakcji hamulców,
- sprawdzanie wydatku sprężarki (zamontowanej w pojeździe).
Statyczne badania diagnostyczne powietrznych układów przenoszących
Celem statycznych badań diagnostycznych układów przenoszących jest sprawdzenie współzależności sygnałów ciśnieniowych w różnych punktach układu i w różnych stanach zahamowania i odhamowania. Przyrządy do przeprowadzania takich badań oraz ich program sterujący powinny umożliwić wykrycie wszelkich nieprawidłowości zachodzących podczas współdziałania zespołów układu powietrznego w pojeździe przy powolnym (statycznym) uruchamianiu hamulców.
Statyczne badania diagnostyczne układów przenoszących obejmują sprawdzenie:
- wartości ciśnień w różnych punktach układu,
- szczelności układu na podstawie pomiaru czasu spadku ciśnienia w zbiorniku powietrza.
Warunki przeprowadzenia pomiarów oraz wartości wymagane parametrów diagnostycznych przedstawione zostały w części 4 artykułu.
W celu umożliwienia przeprowadzenia diagnozowania układy przenoszące powinny być wyposażone w tak zwane złącza kontrolne, umożliwiające – bez demontażu układu – podłączenie do nich manometrów lub czujników ciśnienia przyrządów diagnostycznych. Podczas podłączania ciśnienie w złączach kontrolnych nie powinno być większe od atmosferycznego. Zaleca się, aby złącza kontrolne usytuowane były przynajmniej w następujących miejscach:
- przy zbiornikach powietrza każdego z obwodów hamulca roboczego,
- za głównym zaworem hamulcowym w obu obwodach hamulca roboczego, przy najbardziej niekorzystnie usytuowanych siłownikach oraz w przypadku stosowania regulacji siły hamowania dodatkowo przed regulatorem i zaworem regulującym,
- w obwodzie hamulca awaryjnego przy siłownikach sprężynowych.
Jeżeli regulator siły hamowania jest sterowany z zawieszenia powietrznego, to wymagane jest dodatkowe złącze kontrolne w celu symulacji warunków obciążenia w czasie diagnozowania. Złącza powinny być zamontowane w taki sposób, aby były łatwo dostępne. Szczegółowy opis zabudowy i rozmieszczenia złączy wyjaśniają odpowiednie instrukcje fabryczne producentów złączy kontrolnych. Po zastosowaniu określonej procedury postępowania (zgodnej z instrukcją diagnostyczną instalacji powietrznej) oraz porównaniu otrzymanych wartości ciśnienia z danymi z charakterystyki układu hamulcowego można ocenić stan techniczny instalacji. Pozwala to na wskazanie zespołów nieprawidłowo funkcjonujących w celu ich wymontowania z pojazdu oraz dokonania regulacji, naprawy lub wymiany na sprawnie działające. W celu ułatwienia badań diagnostycznych pojazd powinien mieć umieszczoną w widocznym miejscu tabliczkę z podstawowymi informacjami o pneumatycznym układzie hamulcowym. Informacje te zawarte są również w innych dokumentach, np. instrukcjach obsługi i naprawy pojazdów, elektronicznym rejestrze danych itp. Pojazdy wyposażone w regulatory siły hamowania powinny mieć umieszczoną dodatkową tabliczkę z danymi charakteryzującymi to urządzenie. Do badania wartości ciśnień i szczelności układu stosuje się walizkowe zestawy manometryczne lub czujniki ciśnienia sprzężone z jednostką sterującą urządzenia rolkowego, co umożliwia odczytywanie wartości ciśnień na ekranie monitora jednostki sterującej.Pomiary czasu reakcji hamulców
Pomiary czasu reakcji hamulców sterowanych powietrznie obowiązkowo wykonuje się podczas badań homologacyjnych nowych pojazdów. Często podczas eksploatacji pojazdu mogą wystąpić niedomagania układu powodujące wydłużenie czasu reakcji powyżej wymaganych granic. Najczęściej jest to spowodowane następującymi przyczynami:
- mechanicznymi zanieczyszczeniami w przewodach pneumatycznych oraz ich wgnieceniami ograniczającymi przekrój przepływu powietrza,
- niedomaganiami części ruchomych w zespołach instalacji między głównym zaworem hamulcowym i siłownikami prowadzącymi do dławienia przepływu powietrza,
- nadmiernym powiększeniem się skoku siłowników hamulcowych wskutek zużycia mechanizmów hamujących.
W związku z tym wskazane jest przeprowadzanie raz w roku kontroli czasu reakcji układu w ramach badań diagnostycznych instalacji powietrznej, aby wykryć w porę oddziaływanie ww. czynników. W wielu krajach wprowadzono przepisy zobowiązujące użytkowników pojazdów do takiej okresowej kontroli.
Badania czasu reakcji powietrznego układu przenoszącego obejmują pomiar:
- czasu reakcji powietrznego układu mierzonego w siłownikach hamulcowych pojazdu,
- czasu wzrostu ciśnienia w przewodzie sterującym,
- czasu reakcji hamulców przyczepy.
Do pomiarów diagnostycznych czasu reakcji układu stosowane są specjalne przyrządy, których konstrukcja dostosowana jest do wymagań wynikających z przepisów międzynarodowych. W niektórych urządzeniach rolkowych zastosowano wyposażenie dodatkowe i oprogramowanie umożliwiające wykonanie pomiaru czasu reakcji hamulców. Warunki pomiarów oraz wartości wymagane parametrów diagnostycznych zostały przedstawione w części 4. artykułu.
Sprawdzanie wydatku sprężarki zamontowanej w pojeździe
Wydatek sprężarki określany jest czasem napełniania zbiorników powietrza przy prędkości obrotowej silnika odpowiadającej maksymalnej mocy lub prędkości obrotowej ograniczonej regulatorem.
Czas napełniania zbiorników układu przenoszącego do wymaganych ciśnień może być określany na podstawie katalogowych czasów napełniania podanych dla sprężarek. Należy przyjąć, że przyrost czasu jest wprost proporcjonalny do przyrostu objętości zbiorników.
2.2. Ocena skuteczności działania układu przez pomiar sił hamowania
Odpowiednia skuteczność działania układu hamulcowego, wynikająca z warunków bezpieczeństwa ruchu drogowego, jest jednym z zasadniczych wymagań stawianych pojazdom mechanicznym. Skuteczność działania układu hamulcowego uwarunkowana jest rozwiązaniem konstrukcyjnym układu oraz jego stanem technicznym (zmiennym podczas eksploatacji). Natomiast skuteczność hamowania pojazdu w konkretnych warunkach drogowych ograniczona jest przyczepnością opon kół hamowanych do nawierzchni jezdni, zmienną w znacznym zakresie w zależności od rozkładu nacisków na osie pojazdu, od rodzaju i stanu bieżnika opon oraz nawierzchni jezdni. Skuteczność działania układu hamulcowego powinna być oceniana przy pełnym obciążeniu pojazdu oraz przy określonym nacisku na pedał (dźwignię) hamulca.
Diagnozowaniu poddawane są kompletne układy hamulcowe pojazdów oraz pojedyncze zespoły. Badanie kompletnych układów powinno być wykonywane według ramowej instrukcji badań diagnostycznych lub instrukcji szczegółowych dla poszczególnych pojazdów. Szczególne znaczenie ma okresowe sprawdzanie podstawowych parametrów decydujących o skutecznym hamowaniu pojazdu. Niezwykle istotne jest doskonalenie metod diagnozowania w kierunku redukcji kosztów i usprawnienia procesu pomiarowego.
Ocena skuteczności działania układu hamulcowego powinna być uzupełniona oceną stateczności ruchu hamowanego pojazdu. Ocena skuteczności działania układu hamulcowego i stateczności ruchu hamowanego pojazdu może być dokonana:
- pośrednio, podczas badań stanowiskowych przez pomiar sił hamowania na kołach przy określonej sile nacisku na pedał hamulca, niepowodującej zablokowania kół;
- bezpośrednio, w próbach drogowych, metodą pomiaru opóźnienia hamowania.
W stosunku do badań trakcyjnych metoda pomiaru sił hamowania ma następujące zalety:
- możliwość określenia sił hamowania na poszczególnych kołach, co znacznie ułatwia wyznaczenie parametrów charakteryzujących rozdział sił hamowania na poszczególnych osiach i między nimi;
- uniezależnienie możliwości badań od warunków drogowych i atmosferycznych, co ułatwia ich organizację;
- porównywalność wyników badań wykonanych w różnych odstępach czasu, co umożliwia ocenę intensywności zmian stanu technicznego układu hamulcowego eksploatowanego pojazdu.
Natomiast do wad metody pomiaru sił hamowania należy zaliczyć głównie to, że warunki, w jakich odbywają się pomiary sił hamowania, nie uwzględniają (lub uwzględniają w ograniczonym zakresie) takich zjawisk dynamicznych, zachodzących w procesie hamowania pojazdu, jak: zmiana nacisków osi, wzajemne prędkości elementów pary trącej i ich temperatury, czas hamowania, wpływ mas wirujących itp. Dlatego zmierzone wartości sił hamowania nie odpowiadają bezpośrednio sile rzeczywistej występującej podczas hamowania na drodze przy tym samym nacisku na pedał. Ponadto do pomiaru sił hamowania niezbędne jest posiadanie złożonych konstrukcyjnie urządzeń diagnostycznych. W warunkach stacjonarnych (na stanowiskach kontrolnych) siły hamowania można zmierzyć metodami: quasi-statycznymi, kinetycznymi i dynamicznymi. W stacjach kontroli i stacjach obsługi pojazdów najszersze zastosowanie znalazły dwie z tych metod:
- quasi-statyczna, polegająca na napędzaniu kół jezdnych jednej osi nieruchomego pojazdu za pomocą urządzenia rolkowego i pomiarze wartości sił hamowania,
- dynamiczna, polegająca na ocenie skuteczności działania hamulców na podstawie próby rzeczywistego hamowania pojazdu na stanowisku z określonej prędkości (rys. 2).
Zespół napędowy lewy wersji ciężarowej urządzenia rolkowego firmy Unimetal przedstawiono na rys. 3. Natomiast przykładowe usytuowanie uniwersalnego urządzenia rolkowego na stanowisku kontrolnym okręgowej stacji kontroli pojazdów przedstawiono na rys. 4.
Zasady postępowania podczas kontroli skuteczności działania hamulców pojazdów uregulowane są obowiązującymi przepisami. W rozporządzeniu ministra infrastruktury o zakresie i sposobie przeprowadzania badań technicznych pojazdów opisano sposób badania skuteczności i równomierności działania hamulców obowiązujący w stacjach kontroli pojazdów.
2.3. Sprawdzanie urządzenia przeciwblokującego
Kontrola działania hamulcowych układów przeciwblokujących (ABS) w okresie eksploatacji sprowadza się do:
- bieżącej kontroli stanu układów elektronicznych przez system autodiagnostyki,
- stosowania przyrządów kontrolnych (testerów) do zlokalizowania usterek układu.
Zadaniem systemu autodiagnostyki jest kontrolowanie parametrów elektrycznych elementów układu ABS, porównywanie ich z wartościami zadanymi w programie, zapamiętywanie niezgodności parametrów mierzonych z zadanymi i sygnalizowanie tego faktu na tablicy wskaźników za pomocą lampki kontrolnej. Zaświecenie się lampki oznacza konieczność przetestowania układu ABS. Jeżeli lampka świeci w sposób ciągły, świadczy to o trwałym uszkodzeniu układu. Natomiast, jeżeli lampka świeci się okresowo, świadczy to o chwilowych usterkach układu, trudnych do zlokalizowania. System autodiagnostyki realizowany jest przez odpowiednie oprogramowanie modułu sterującego, które umożliwia: kontrolę poprawności przetwarzania informacji przez moduł sterujący, ocenę poprawności sygnałów wejściowych z czujników prędkości obrotowej kół oraz kontrolę zdatności obwodów elektrycznych modulatora ciśnienia. Jeżeli zostaną stwierdzone nieprawidłowości, to moduł sterujący wyłącza układ ABS, a układ hamulcowy działa w sposób konwencjonalny. Testery diagnostyczne do kontroli układu przeciwblokującego mierzą parametry elektryczne poszczególnych elementów urządzenia ABS. Za pomocą testera można dokładnie sprawdzić układy elektryczne i elektroniczne w logicznej kolejności prowadzącej do wykrycia niezdatnego elementu. Natomiast części mechaniczne i zawory systemu ABS przeważnie nie są kontrolowane. Spotykane testery do sprawdzania układów przeciwblokujących są często opracowane przez producentów ABS i umożliwiają wówczas diagnozowanie układu danego producenta. Obecnie dostępne są również testery uniwersalne, umożliwiające sprawdzenie układów elektronicznych pojazdu, w tym urządzenia ABS.2.4. Badania diagnostyczne zespołów powietrznych (po wymontowaniu z pojazdu)
Badania diagnostyczne zespołów instalacji powietrznej przeprowadza się w celu sprawdzenia prawidłowości ich działania, a co za tym idzie, przydatności do zamontowania w układach powietrznych pojazdów. Pomagają one także w zlokalizowaniu uszkodzenia, co umożliwia skierowanie niezdatnych zespołów do naprawy lub złomowania. Badania diagnostyczne umożliwiają także ocenę prawidłowości działania i w razie potrzeby dokonanie regulacji w przypadku zespołów, których prawidłowa praca wymaga właściwego ustawienia parametrów regulacyjnych lub zgodności działania z wymaganą charakterystyką (tzn. prawidłowej zależności wartości ciśnienia w jednym przyłączu od wartości ciśnienia w innym). Najczęściej wymontowane z pojazdu zespoły powietrzne poddaje się kontroli w zakładach naprawczych w celu zakwalifikowania ich do naprawy i sprawdzenia po naprawie. Niekiedy badania zespołów (połączone najczęściej z ich regulacją) wykonuje się na stacjach obsługi pojazdów. Do przeprowadzania kompleksowych badań diagnostycznych zespołów powietrznych służą uniwersalne stanowiska, które dzięki swemu bogatemu wyposażeniu umożliwiają szczegółową ocenę prawidłowości ich działania. Stanowiska uniwersalne umożliwiają przeprowadzenie badań funkcjonalnych zespołów. Zgodnie z warunkami technicznymi są to z reguły:
- szczelność, sprawdzana przez obserwację spadku ciśnienia w zbiorniku pomiarowym stanowiska podłączonym do badanego zespołu,
- czułość działania, określona wielkością ciśnienia odpowiadającego początkowi zadziałania zespołu,
- stopniowalność (ciągłości działania), oceniana możliwością uzyskania małych przyrostów ciśnienia w przyłączu wyjściowym zaworu przy zmianach ciśnienia w przyłączu sterującym,
- charakterystyka statyczna, wyrażona zależnością zmian ciśnienia na wyjściu z zaworu od zmian ciśnienia w przyłączu (lub przyłączach) sterującym, przy stałym poziomie ciśnienia zasilania.
Dla każdego zespołu, który ma być badany na uniwersalnym stanowisku diagnostycznym, należy opracować instrukcję diagnostyczną. Powinna ona zawierać procedurę badań oraz sposób podłączenia zespołu do stanowiska, a także wymagane wartości i tolerancje mierzonych parametrów. Sposób postępowania podczas badań zespołów powietrznych oraz wymagane wartości parametrów diagnostycznych podawane są w materiałach wydawanych przez producentów zespołów i pojazdów oraz w wydawnictwach książkowych (np. charakterystyki techniczne zespołów, katalogi wyrobów, instrukcje obsługi i naprawy pojazdów).3. Metody trakcyjne oceny skuteczności działania hamulców
Diagnostyczne badania trakcyjne układu hamulcowego mają za zadanie ocenę prawidłowości działania hamulców w przeciętnych warunkach eksploatacji. Kryterium prawidłowości działania hamulców w warunkach drogowych może być ocena: opóźnienia hamowania, zachowania się pojazdu w czasie hamowania (utrzymania prostoliniowego toru ruchu). Pomiar opóźnienia hamowania jest wykonywany przy prędkości początkowej około 30 km/h i przy stałym nacisku na pedał hamulca. Po wjechaniu na odcinek pomiarowy należy gwałtownie zahamować w wyniku jednokrotnego naciśnięcia na pedał hamulca, przy czym sprzęgło może być włączone. Dokładność pomiarów opóźnienia hamowania powinna wynosić co najmniej ± 3%. Ponadto w czasie badań drogowych układu hamulcowego należy uwzględnić następujące zalecenia:
- kierowany do kontroli samochód powinien mieć nominalną wartość ciśnienia powietrza w ogumieniu z dopuszczalną odchyłką nieprzekraczającą ± 0,01 MPa dla samochodów osobowych i motocykli oraz ± 0,02 MPa dla pozostałych pojazdów,
- za wynik ostateczny należy przyjmować wartość średnią z dwu kolejnych pomiarów w obu kierunkach pomiarowego odcinka drogi,
- nawierzchnia odcinka pomiarowego powinna być równa, sucha, betonowa lub asfaltowa o pochyłości nieprzekraczającej 1,5%,
- prędkość wiatru podczas pomiarów nie powinna przekraczać 3 m/s,
- pojazd powinien być całkowicie obciążony, z równomiernie rozmieszczonym ładunkiem,
- temperatura otoczenia powinna zawierać się w granicach 0÷30OC.
W warunkach drogowych badanie skuteczności hamowania wykonuje się za pomocą specjalnych przyrządów – opóźnieniomierzy.
dr inż. Kazimierz Sitek
Literatura
1. Biedrzycki L., Opasewicz W.: Powietrzne układy hamulcowe. Budowa i diagnostyka. Poradnik Serwisowy nr 6/2003.
2. Rozporządzenie Ministra Infrastruktury z 18.09.2009 r. w sprawie zakresu i sposobu przeprowadzania badań technicznych pojazdów oraz wzorów dokumentów stosowanych przy tych badaniach (Dz.U. Nr 155 z 2009 r., z późn. zm.).
3. Sitek K.: Diagnostyka samochodowa. Układy odpowiedzialne za bezpieczeństwo jazdy. Wydawnictwo AUTO, Warszawa 1999.
Komentarze (0)