W poprzednich 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 technicznego tych układów oraz metody ich diagnozowania. W tej części zostaną przedstawione wybrane urządzenia do kontroli układów hamulcowych, tj. przyrządy do diagnozowania wstępnego i do badania instalacji powietrznej pojazdu.
1. Przyrządy do diagnozowania wstępnego
Do badań wstępnych układu hamulcowego stosuje się następujące przyrządy: przyrządy pomiarowe ogólnego przeznaczenia, przyrządy do badania temperatury wrzenia lub zawartości wody w płynie hamulcowym oraz przyrządy o specjalistycznym przeznaczeniu.
1.1. Przyrządy pomiarowe ogólnego przeznaczenia
Do tej grupy zalicza się liniały i sprawdziany do pomiaru skoku pedału hamulca (jałowego, rezerwowego) lub skoku tłoczyska siłownika oraz szczelinomierze do pomiaru luzu w mechanizmach hamulcowych.
1.2. Przyrządy do badania temperatury wrzenia lub zawartości wody w płynie hamulcowym
Do oceny jakości płynu hamulcowego służą specjalne przyrządy, które za pomocą trzech diod podają ogólny stan płynu lub wskazują procentową zawartość wody albo dokonują pomiaru temperatury wrzenia płynu – dotyczy to układów hamulcowych sterowanych hydraulicznie.
Przyrządy dokonujące pomiaru zawartości wody wykorzystują zjawisko zmiany parametrów elektrycznych płynu hamulcowego w zależności od zawartości wody. Przyrząd zasilany jest z własnych baterii. Pomiar polega na zanurzeniu elektrod sondy w zbiorniczku płynu. Po kilkunastu sekundach zapali się odpowiednia dioda określająca w procentach zawartość wody w płynie hamulcowym. Kolor świecącej diody informuje o jakości płynu. Zaletą przyrządu jest niska cena i krótki czas pomiaru wynoszący mniej niż dwie minuty (włącznie z przemywaniem i suszeniem elektrod). Natomiast wadą jest fakt, że pomiar zawartości wody nie jest w pełni miarodajny (zależnie od składu chemicznego płynu ta sama zawartość wody powoduje spadek temperatury wrzenia o różne wartości).
W przyrządach dokonujących pomiaru temperatury wrzenia płynu hamulcowego pobiera się porcję płynu do sondy pomiarowej i podgrzewa do temperatury wrzenia. Temperatura wrzenia jest lepszym parametrem oceny jakości płynu hamulcowego aniżeli zawartość wody (wynik nie jest zależny od klasy płynu hamulcowego, jego producenta ani od tego, że jest on mieszaniną kilku płynów). Pomiar polega na zanurzeniu sondy przyrządu w zbiorniczku z płynem hamulcowym. Płyn samoczynnie wpływa do przestrzeni grzewczej. Po około 60 s od włączenia grzałki nastąpi wrzenie płynu. Temperaturę wrzenia odczytuje się na wskaźniku cyfrowym. Całkowity czas pomiaru wynosi około 3 minut.
Przykładowo na rys. 1 przedstawiono wybrane przyrządy do pomiaru temperatury wrzenia płynu hamulcowego: BFT 320 firmy Continental Teves, YWB 214 firmy TRW oraz BFT 2000 firmy Maha. Zakres pomiarowy temperatury wrzenia wynosi od 1000C do 3000C. Niektóre z testerów są wyposażone w drukarkę i złącze do transmisji danych do komputera.
1.3. Przyrządy o specjalistycznym przeznaczeniu
Do tej grupy należą na przykład przyrządy do odpowietrzania obwodu hydraulicznego.
2. Przyrządy do badania instalacji powietrznej
Badania diagnostyczne instalacji powietrznych obejmują sprawdzenie wartości ciśnień w różnych punktach układu, szczelności obwodów na podstawie pomiaru czasu spadku ciśnienia w zbiorniku powietrza oraz niekiedy również pomiar czasu reakcji hamulców.
Przed przystąpieniem do badań diagnostycznych należy:
- sprawdzić i uzupełnić stan oleju w sprężarce, oczyścić filtr powietrza,
- sprawdzić i ewentualnie wyregulować naciąg paska klinowego napędu sprężarki,
- odwodnić zbiorniki sprężonego powietrza, spuścić olej z odolejacza, przemyć filtry (regulatora i przewodowe), w okresie zimowym napełnić alkoholem odmrażacz,
- sprawdzić stan cięgien, przewodów, łączników itp.,
- sprawdzić i ewentualnie wyregulować skok siłowników hamulcowych.
Wykryte usterki należy usunąć. Podczas badań pojazd samochodowy lub przyczepa (naczepa) powinny być nieobciążone i ustawione na twardym, wypoziomowanym podłożu. Czynności diagnostyczne należy wykonywać przy napełnionych zbiornikach powietrza do wartości ciśnienia roboczego. Badanie przyczep i naczep powinno odbywać się po sprzęgnięciu z pojazdem przystosowanym do holowania, chyba że szczegółowe warunki badań przewidują inaczej. Pojazd holujący powinien przejść uprzednio badania diagnostyczne z wynikiem pozytywnym.
W celu prawidłowego przeprowadzenia diagnozowania konieczna jest znajomość charakterystyki układu hamulcowego pojazdu zawierającej informację o wartościach ciśnienia pracy, redukcji ciśnienia w automatycznym regulatorze siły hamowania, ciśnieniach zabezpieczanych w poszczególnych obwodach, skokach siłowników i innych wielkościach.
Podstawowy program badań diagnostycznych dotyczy układów przenoszących, złożonych, to znaczy dwuobwodowych ze sterowaniem przyczepy dwuprzewodowym, z hamulcem awaryjnym i postojowym (siłowniki sprężynowe). W przypadku badania prostszych układów hamulcowych zakres czynności diagnostycznych będzie zawierał mniej punktów do wykonania.
W przypadku braku złączy kontrolnych w układzie przenoszącym pojazdu jako punkty pomiarowe należy wykorzystać odpowiednie złącza kontrolne, stanowiące wyposażenie dodatkowe przyrządów diagnostycznych. Złącza te – po rozkręceniu łączników w pojeździe – należy zamontować na okres badań w odpowiednich punktach układu. Do podłączenia złączy kontrolnych można też wykorzystać przyłącza w zespołach hamulcowych technologicznie zaślepione (niewykorzystane w danym układzie), po uprzednim wykręceniu korków zaślepiających. Po zakończeniu badań należy z powrotem szczelnie zaślepić odpowiednie otwory oraz połączyć układ tak, jak przed rozpoczęciem badań.
Przyrządy do badania instalacji powietrznej pojazdu samochodowego i przyczepy (naczepy) można podzielić na:
- przenośne, manometryczne zestawy diagnostyczne,
- bezprzewodowe czujniki ciśnienia z radiowym przesyłem danych do jednostki sterującej urządzenia rolkowego do badania hamulców,
- przyrządy do badania czasu reakcji hamulców.
Do badania wartości ciśnień w wybranych punktach układu i szczelności obwodów pneumatycznych (pomiar czasu spadku ciśnienia w zbiorniku powietrza) stosuje się walizkowe zestawy manometryczne (np. firm Grau, Haldex, PIMOT, Wabco) lub w najnowszych stanowiskach rolkowych do badania hamulców wykorzystuje się bezprzewodowe czujniki ciśnienia sprzężone z centralną jednostką sterującą (komputerem), co umożliwia odczytywanie wartości ciśnień na ekranie monitora.
2.1. Manometryczne zestawy diagnostyczne
W praktyce stosuje się przenośne przyrządy typu walizkowego, których wyposażenie stanowią manometry, przewody elastyczne oraz złączki do podłączania manometrów w określonych punktach układu pneumatycznego. Pozwalają one na statyczny pomiar ciśnień w punktach kontrolnych układu oraz umożliwiają ocenę szczelności instalacji (pomiar spadków ciśnień w określonym czasie).
Do badań tego typu można zastosować przenośny zestaw diagnostyczny firmy Wabco (rys. 2). Najbardziej rozwinięta forma zestawu (walizka diagnostyczna) umożliwia jednoczesną obserwację przebiegu ciśnień w całym układzie powietrznym zespołu pojazdów.
Innym rozwiązaniem są walizkowe zestawy diagnostyczne typu DZD-1 oraz WZD-1 (rys. 3) wykonane w Przemysłowym Instytucie Motoryzacji. Przykładowo zestaw WZD-1 jest wyposażony w trzy manometry o zakresie pomiarowym 0-1,6 MPa (klasa dokładności 1) oraz dwa reduktory ciśnienia o zakresie pomiarowym 0,04-1,0 MPa. Przyrząd umożliwia również diagnozowanie i regulowanie automatycznych regulatorów siły hamowania. Oprócz zestawów diagnostycznych dla kompletnych układów powietrznych istnieją także urządzenia o węższym zakresie zastosowania. Do diagnozowania na pojeździe niektórych zespołów powietrznych niezbędne jest specjalne oprzyrządowanie. Przykładem tego typu wyposażenia może być urządzenie do sprawdzania i regulacji automatycznych regulatorów siły hamowania sterowanych zależnie od ciśnienia w miechach zawieszenia powietrznego. Przedstawione urządzenia oraz zastosowanie odpowiedniego programu sprawdzania przebiegu sygnałów ciśnieniowych w układzie pneumatycznym pojazdu w warunkach statycznych powinny umożliwić wykrycie wszelkich niesprawności zachodzących podczas współpracy zespołów układu przy powolnym uruchamianiu hamulców. Przed przystąpieniem do badań należy zapoznać się z rozmieszczeniem złączy kontrolnych w podwoziu pojazdu oraz zaznajomić się z instrukcją badań diagnostycznych. Przykładowe instrukcje badań diagnostycznych instalacji powietrznej pojazdu samochodowego przedstawiono w dostępnej literaturze. Program pomiarów diagnostycznych przedstawiony w wymienionych instrukcjach w zasadzie odpowiada zakresowi obowiązkowych czynności kontrolnych zawartemu w rozporządzeniu ministra infrastruktury o zakresie i sposobie przeprowadzania badań technicznych pojazdów oraz w odpowiedniej dyrektywie Unii Europejskiej. Diagnostykę układu hamulcowego sterowanego powietrznie przeprowadza się na postoju po podłączeniu za pomocą przewodów elastycznych ciśnieniomierzy do charakterystycznych punktów układu i sprawdzeniu ciśnienia powietrza (spadku ciśnienia w czasie) według procedury dostosowanej do schematu układu. Ze względów bezpieczeństwa podłączenia należy dokonywać do złącz kontrolnych, w których nie występuje nadciśnienie. Odpowietrzenie w kolejnych punktach kontrolnych układu uzyskuje się przez odpowiednie ustawienie zaworów (np. zamknięty lub otwarty zawór odcinający, naciśnięty lub zwolniony pedał głównego zaworu hamulcowego), przez opróżnienie zbiorników ze sprężonego powietrza (za pomocą zaworów odwadniających lub korków spustowych) lub przez wielokrotne włączanie i wyłączanie odbiorników powietrza przy unieruchomionym silniku. Na przykład podłączenia przewodów do złącz za głównym zaworem hamulcowym należy dokonywać w stanie odhamowania. Celowe jest rozpoczęcie diagnozowania od podłączenia manometrów do złącz kontrolnych zbiorników opróżnionych ze sprężonego powietrza (np. przez wielokrotne naciskanie pedału hamulca przy niepracującym silniku) i sprawdzenie podczas pracy silnika czasu napełniania zbiorników do górnej wartości ciśnienia pracy (ciśnienie wyłączania regulatora). Po zatrzymaniu silnika, przez obserwację spadku ciśnienia w zbiornikach, ocenia się szczelność układu (podczas próby szczelności). Wynik uzyskany w stanie odhamowania świadczy o szczelności obwodów przed głównym zaworem hamulcowym. Próba prowadzona od takiej samej wartości początkowej ciśnienia w stanie zahamowanym (naciśnięty do oporu pedał hamulca) daje informacje o szczelności całych obwodów, do siłowników włącznie. Podczas tych prób można także sprawdzić prawidłowość pracy regulatora ciśnienia (ciśnienie włączania i wyłączania). Po porównaniu przebiegu zmian ciśnienia wskazanych przez manometry podłączone przed i za głównym zaworem hamulcowym można ocenić prawidłowość pracy tego zespołu. Podobnie ocenia się prawidłowość redukcji ciśnienia przez automatyczny regulator siły hamowania lub zawór korygujący i działanie innych zespołów. Zgodnie z wymaganiami dla hamulców powietrznych pojazd powinien być zaopatrzony w tabliczkę zawierającą charakterystykę automatycznego regulatora siły hamowania, na przykład w postaci zależności redukcji ciśnienia od położenia dźwigni regulatora sterowanego od ugięcia resorów.
Jeżeli zastosuje się procedurę określoną w instrukcji obsługi pojazdu lub instrukcji diagnostycznej układu powietrznego i porówna otrzymane wartości ciśnienia z danymi z charakterystyk wzorcowych, można ocenić stan techniczny układu. Umożliwia to lokalizację zespołów źle funkcjonujących, wymontowanie ich z pojazdu w celu dokonania regulacji, naprawy lub wymiany.
Przeprowadzanie diagnozowania układu powietrznego hamulców powinno odbywać się okresowo. Wskazane jest planowanie diagnostyki przed zimą, gdy rozpoczyna się najcięższy okres pracy układu powietrznego.
2.2. Bezprzewodowe mierniki ciśnienia
Bezprzewodowe mierniki ciśnienia w instalacji powietrznej pojazdu (z radiowym przesyłem danych do jednostki sterującej urządzenia rolkowego do badania hamulców) umożliwiają odczytywanie wartości ciśnień bezpośrednio na ekranie monitora. Takie rozwiązanie pozwala na usprawnienie procesu pomiarowego przez połączenie w jednym cyklu diagnozowania układu powietrznego z pomiarem sił hamowania na kołach poszczególnych osi pojazdu.
Przykładowo na rys. 4 przedstawiono bezprzewodowy miernik ciśnienia w instalacji powietrznej pojazdu oferowany przez firmę Unimetal. Bezprzewodowy miernik ciśnienia powietrza składa się z przetwornika ciśnienia, nadajnika radiowego, odbiornika radiowego oraz przewodów ze złączami. Natomiast na rys. 5 pokazano komplet firmy Beissbarth składający się z kilku mierników ciśnienia.
2.3. Przyrządy do badania czasu reakcji hamulców
Do pomiarów czasu reakcji hamulców stosuje się specjalistyczne urządzenia, których konstrukcja jest dostosowana do obowiązujących wymagań (Regulamin nr 13 Europejskiej Komisji Gospodarczej ONZ). Przyrządy takie są produkowane przez firmy wytwarzające zespoły powietrznych układów hamulcowych takie, jak: Grau, Haldex, Knorr-Bremse, Wabco. W Polsce tylko nieliczne ośrodki dysponują takimi urządzeniami. Pomiary czasu reakcji hamulców są obowiązkowe podczas badań homologacyjnych nowych pojazdów. Rozporządzenie ministra infrastruktury dot. zakresu i sposobu przeprowadzania badań technicznych pojazdów nie przewiduje pomiarów czasu reakcji hamulców podczas badań okresowych. Należy jednak uznać za pożyteczne wykonywanie takich pomiarów, zwłaszcza w pojazdach o znacznym przebiegu.
W dalszej części przykładowo przedstawiono przyrząd do badania czasu reakcji hamulców firmy Wabco (rys. 6). Przyrząd przystosowany jest do pomiarów czasu w układach ze sterowaniem dwuprzewodowym.
Urządzenie składa się z następujących zasadniczych elementów:
- miernika czasu reakcji,
- symulatora pojazdu ciągnącego,
- czujnika ciśnienia w siłownikach lub innych punktach układu,
- włącznika pomiaru czasu mocowanego na pedale głównego zaworu hamulcowego,
- wyposażenia dodatkowego (przewodów, złącz itp.).
Miernik czasu reakcji wyposażony jest w dwa cyfrowe zegary elektryczne, które są uruchamiane jednocześnie. Zatrzymanie zegarów następuje przez dwa oddzielnie zwierane styki. W ten sposób można mierzyć różne przedziały czasu mające ten sam punkt wyjściowy. Zegar z lewej strony mierzy czas uruchamiania pedału lub czas impulsu sterującego na wejściu do zaworu hamowania przyczepy (gdy badana jest przyczepa). Zegar z prawej strony mierzy czas impulsu ciśnieniowego w siłownikach samochodu lub przyczepy, złączu sterującym lub zasilającym. Mogą być dodatkowo wykonane pomiary czasu reakcji w każdym innym punkcie układu, zwłaszcza w czasie poszukiwania przyczyn zbyt długich czasów reakcji i możliwości ich skrócenia. Symulator pojazdu ciągnącego odtwarza w przewodzie sterującym przyczepy wzorcowy impuls ciśnienia z pojazdu samochodowego. W skład symulatora wchodzi zbiornik powietrza, zawór, dysza, manometr, przewody i złącza. Czujnik ciśnienia, w specjalnej ochronnej osłonie, dostosowany do łączenia ze złączami kontrolnymi układu, może być nastawiany za pomocą przełącznika zakresów na określone wartości ciśnienia (10%, 75% ciśnienia asymptotycznego), przy których wyłącza się zegar mierzący czas impulsu ciśnienia w układzie. Włącznik pomiaru czasu włącza oba zegary urządzenia z chwilą dotknięcia do pedału hamulca. Zegar czasu pełnego skoku pedału wyłączany jest impulsem specjalnego zderzaka połączonego z podłogą kabiny kierowcy. Czujnik ciśnienia pozwala na wyłączenie zegara mierzącego czas impulsu ciśnienia w układzie (czas reakcji). Warunki badań czasu reakcji hamulców opisano w części 4 artykułu. Ponadto, przed przystąpieniem do pomiarów, pojazd powinien przejść z wynikiem pozytywnym statyczne badania diagnostyczne układu przenoszącego. Istotnym warunkiem jest utrzymanie przy powtarzaniu pomiarów jednakowego ciśnienia w zbiornikach.
Podczas badań mierzone są następujące czasy:
- czas uruchamiania (odpowiadający pełnemu skokowi pedału hamulca) lub czas impulsu sterującego na wejściu do zaworu hamowania przyczepy (gdy badana jest przyczepa),
- czas impulsu ciśnieniowego w siłownikach samochodu lub przyczepy, w złączu sterującym oraz w złączu zasilającym.
Na początku każdego pomiaru powinno być zapewnione jednakowe ciśnienie w zbiornikach pojazdu o wartości równej ciśnieniu włączania regulatora. Czas reakcji w funkcji czasu uruchamiania pedału należy mierzyć kilkakrotnie. Zmierzone wartości należy przedstawić na wykresie. Jako wynik badań przyjmuje się czas reakcji odpowiadający czasowi uruchamiania 0,2 s (wyznacza się z wykresu po wykonaniu interpolacji). W przypadku pojazdów przystosowanych do ciągnięcia przyczep (naczep) czas reakcji powinien być mierzony na końcu przewodu podłączonego do złącza sterującego (długość 2,5 m i średnica wewnętrzna 13 mm). Ciśnienie w złączu zasilającym podczas tych pomiarów powinno wynosić 6,5 bara.
Czas reakcji przyczepy powinien być mierzony bez pojazdu silnikowego, z zastosowaniem symulatora, do którego podłącza się złącza przewodów sterującego i zasilającego przyczepy.
Innym przykładem zestawu diagnostycznego jest przyrząd WZD-1E (rys. 3) opracowany przez Przemysłowy Instytut Motoryzacji, dla którego przewidziano możliwość współpracy z komputerem. W skład zestawu wchodzą czujniki ciśnienia oraz czujniki początku i końca nacisku na pedał hamulca. Za pomocą przyrządu można otrzymać charakterystyki dynamiczne (zależność przebiegu ciśnienia w czasie) i charakterystyki statyczne w poszczególnych punktach układu pneumatycznego pojazdu.
Program pomiarowy rejestruje co 10 ms sygnały z wybranych analogowych czujników pomiarowych i wyświetla odpowiednie wartości w oknach umieszczonych po prawej stronie ekranu monitora. Diagnosta, naciskając przycisk POMIAR, powoduje zapisanie wyników pomiaru w pamięci komputera i wyświetlenie ich w postaci graficznej. Osie wykresu związane są z odpowiednimi czujnikami ustalonymi w oknach wyboru, znajdujących się w górnym lewym rogu ekranu. W dodatkowym oknie, umieszczonym w prawym górnym rogu, ukazują się odpowiednie wartości cyfrowe czasu (t) oraz zarejestrowanych wcześniej sygnałów. Po naciśnięciu jednego z przycisków: (t1) lub (t2), następuje zapamiętanie odpowiednich czasów. Wyliczony czas reakcji układu jest różnicą między (t2) i (t1). Oprócz tego można wprowadzić sygnały skokowe początku i końca nacisku na pedał hamulca.
dr inż. Kazimierz Sitek
Literatura artykułu dostępna w redakcji.
Ze względu na specyfikę badań i wykorzystywane parametry diagnostyczne urządzenia pomiarowe do badania układu hamulcowego pojazdów można ogólnie podzielić na:
- przyrządy do badań wstępnych,
- urządzenia do diagnozowania układu hamulcowego w warunkach stacjonarnych (przyrządy do badania instalacji powietrznej, urządzenia do pomiaru sił hamowania, urządzenia do badania hamulca najazdowego przyczepy, przyrządy do sprawdzania urządzeń przeciwblokujących, uniwersalne stanowiska do badań zespołów wymontowanych z pojazdu),
- przyrządy do badania układu hamulcowego w czasie prób drogowych.
1. Przyrządy do diagnozowania wstępnego
Do badań wstępnych układu hamulcowego stosuje się następujące przyrządy: przyrządy pomiarowe ogólnego przeznaczenia, przyrządy do badania temperatury wrzenia lub zawartości wody w płynie hamulcowym oraz przyrządy o specjalistycznym przeznaczeniu.
1.1. Przyrządy pomiarowe ogólnego przeznaczenia
Do tej grupy zalicza się liniały i sprawdziany do pomiaru skoku pedału hamulca (jałowego, rezerwowego) lub skoku tłoczyska siłownika oraz szczelinomierze do pomiaru luzu w mechanizmach hamulcowych.
1.2. Przyrządy do badania temperatury wrzenia lub zawartości wody w płynie hamulcowym
Do oceny jakości płynu hamulcowego służą specjalne przyrządy, które za pomocą trzech diod podają ogólny stan płynu lub wskazują procentową zawartość wody albo dokonują pomiaru temperatury wrzenia płynu – dotyczy to układów hamulcowych sterowanych hydraulicznie.
Przyrządy dokonujące pomiaru zawartości wody wykorzystują zjawisko zmiany parametrów elektrycznych płynu hamulcowego w zależności od zawartości wody. Przyrząd zasilany jest z własnych baterii. Pomiar polega na zanurzeniu elektrod sondy w zbiorniczku płynu. Po kilkunastu sekundach zapali się odpowiednia dioda określająca w procentach zawartość wody w płynie hamulcowym. Kolor świecącej diody informuje o jakości płynu. Zaletą przyrządu jest niska cena i krótki czas pomiaru wynoszący mniej niż dwie minuty (włącznie z przemywaniem i suszeniem elektrod). Natomiast wadą jest fakt, że pomiar zawartości wody nie jest w pełni miarodajny (zależnie od składu chemicznego płynu ta sama zawartość wody powoduje spadek temperatury wrzenia o różne wartości).
W przyrządach dokonujących pomiaru temperatury wrzenia płynu hamulcowego pobiera się porcję płynu do sondy pomiarowej i podgrzewa do temperatury wrzenia. Temperatura wrzenia jest lepszym parametrem oceny jakości płynu hamulcowego aniżeli zawartość wody (wynik nie jest zależny od klasy płynu hamulcowego, jego producenta ani od tego, że jest on mieszaniną kilku płynów). Pomiar polega na zanurzeniu sondy przyrządu w zbiorniczku z płynem hamulcowym. Płyn samoczynnie wpływa do przestrzeni grzewczej. Po około 60 s od włączenia grzałki nastąpi wrzenie płynu. Temperaturę wrzenia odczytuje się na wskaźniku cyfrowym. Całkowity czas pomiaru wynosi około 3 minut.
Przykładowo na rys. 1 przedstawiono wybrane przyrządy do pomiaru temperatury wrzenia płynu hamulcowego: BFT 320 firmy Continental Teves, YWB 214 firmy TRW oraz BFT 2000 firmy Maha. Zakres pomiarowy temperatury wrzenia wynosi od 1000C do 3000C. Niektóre z testerów są wyposażone w drukarkę i złącze do transmisji danych do komputera.
1.3. Przyrządy o specjalistycznym przeznaczeniu
Do tej grupy należą na przykład przyrządy do odpowietrzania obwodu hydraulicznego.
2. Przyrządy do badania instalacji powietrznej
Badania diagnostyczne instalacji powietrznych obejmują sprawdzenie wartości ciśnień w różnych punktach układu, szczelności obwodów na podstawie pomiaru czasu spadku ciśnienia w zbiorniku powietrza oraz niekiedy również pomiar czasu reakcji hamulców.
Przed przystąpieniem do badań diagnostycznych należy:
- sprawdzić i uzupełnić stan oleju w sprężarce, oczyścić filtr powietrza,
- sprawdzić i ewentualnie wyregulować naciąg paska klinowego napędu sprężarki,
- odwodnić zbiorniki sprężonego powietrza, spuścić olej z odolejacza, przemyć filtry (regulatora i przewodowe), w okresie zimowym napełnić alkoholem odmrażacz,
- sprawdzić stan cięgien, przewodów, łączników itp.,
- sprawdzić i ewentualnie wyregulować skok siłowników hamulcowych.
Wykryte usterki należy usunąć. Podczas badań pojazd samochodowy lub przyczepa (naczepa) powinny być nieobciążone i ustawione na twardym, wypoziomowanym podłożu. Czynności diagnostyczne należy wykonywać przy napełnionych zbiornikach powietrza do wartości ciśnienia roboczego. Badanie przyczep i naczep powinno odbywać się po sprzęgnięciu z pojazdem przystosowanym do holowania, chyba że szczegółowe warunki badań przewidują inaczej. Pojazd holujący powinien przejść uprzednio badania diagnostyczne z wynikiem pozytywnym.
W celu prawidłowego przeprowadzenia diagnozowania konieczna jest znajomość charakterystyki układu hamulcowego pojazdu zawierającej informację o wartościach ciśnienia pracy, redukcji ciśnienia w automatycznym regulatorze siły hamowania, ciśnieniach zabezpieczanych w poszczególnych obwodach, skokach siłowników i innych wielkościach.
Podstawowy program badań diagnostycznych dotyczy układów przenoszących, złożonych, to znaczy dwuobwodowych ze sterowaniem przyczepy dwuprzewodowym, z hamulcem awaryjnym i postojowym (siłowniki sprężynowe). W przypadku badania prostszych układów hamulcowych zakres czynności diagnostycznych będzie zawierał mniej punktów do wykonania.
W przypadku braku złączy kontrolnych w układzie przenoszącym pojazdu jako punkty pomiarowe należy wykorzystać odpowiednie złącza kontrolne, stanowiące wyposażenie dodatkowe przyrządów diagnostycznych. Złącza te – po rozkręceniu łączników w pojeździe – należy zamontować na okres badań w odpowiednich punktach układu. Do podłączenia złączy kontrolnych można też wykorzystać przyłącza w zespołach hamulcowych technologicznie zaślepione (niewykorzystane w danym układzie), po uprzednim wykręceniu korków zaślepiających. Po zakończeniu badań należy z powrotem szczelnie zaślepić odpowiednie otwory oraz połączyć układ tak, jak przed rozpoczęciem badań.
Przyrządy do badania instalacji powietrznej pojazdu samochodowego i przyczepy (naczepy) można podzielić na:
- przenośne, manometryczne zestawy diagnostyczne,
- bezprzewodowe czujniki ciśnienia z radiowym przesyłem danych do jednostki sterującej urządzenia rolkowego do badania hamulców,
- przyrządy do badania czasu reakcji hamulców.
Do badania wartości ciśnień w wybranych punktach układu i szczelności obwodów pneumatycznych (pomiar czasu spadku ciśnienia w zbiorniku powietrza) stosuje się walizkowe zestawy manometryczne (np. firm Grau, Haldex, PIMOT, Wabco) lub w najnowszych stanowiskach rolkowych do badania hamulców wykorzystuje się bezprzewodowe czujniki ciśnienia sprzężone z centralną jednostką sterującą (komputerem), co umożliwia odczytywanie wartości ciśnień na ekranie monitora.
2.1. Manometryczne zestawy diagnostyczne
W praktyce stosuje się przenośne przyrządy typu walizkowego, których wyposażenie stanowią manometry, przewody elastyczne oraz złączki do podłączania manometrów w określonych punktach układu pneumatycznego. Pozwalają one na statyczny pomiar ciśnień w punktach kontrolnych układu oraz umożliwiają ocenę szczelności instalacji (pomiar spadków ciśnień w określonym czasie).
Do badań tego typu można zastosować przenośny zestaw diagnostyczny firmy Wabco (rys. 2). Najbardziej rozwinięta forma zestawu (walizka diagnostyczna) umożliwia jednoczesną obserwację przebiegu ciśnień w całym układzie powietrznym zespołu pojazdów.
Innym rozwiązaniem są walizkowe zestawy diagnostyczne typu DZD-1 oraz WZD-1 (rys. 3) wykonane w Przemysłowym Instytucie Motoryzacji. Przykładowo zestaw WZD-1 jest wyposażony w trzy manometry o zakresie pomiarowym 0-1,6 MPa (klasa dokładności 1) oraz dwa reduktory ciśnienia o zakresie pomiarowym 0,04-1,0 MPa. Przyrząd umożliwia również diagnozowanie i regulowanie automatycznych regulatorów siły hamowania. Oprócz zestawów diagnostycznych dla kompletnych układów powietrznych istnieją także urządzenia o węższym zakresie zastosowania. Do diagnozowania na pojeździe niektórych zespołów powietrznych niezbędne jest specjalne oprzyrządowanie. Przykładem tego typu wyposażenia może być urządzenie do sprawdzania i regulacji automatycznych regulatorów siły hamowania sterowanych zależnie od ciśnienia w miechach zawieszenia powietrznego. Przedstawione urządzenia oraz zastosowanie odpowiedniego programu sprawdzania przebiegu sygnałów ciśnieniowych w układzie pneumatycznym pojazdu w warunkach statycznych powinny umożliwić wykrycie wszelkich niesprawności zachodzących podczas współpracy zespołów układu przy powolnym uruchamianiu hamulców. Przed przystąpieniem do badań należy zapoznać się z rozmieszczeniem złączy kontrolnych w podwoziu pojazdu oraz zaznajomić się z instrukcją badań diagnostycznych. Przykładowe instrukcje badań diagnostycznych instalacji powietrznej pojazdu samochodowego przedstawiono w dostępnej literaturze. Program pomiarów diagnostycznych przedstawiony w wymienionych instrukcjach w zasadzie odpowiada zakresowi obowiązkowych czynności kontrolnych zawartemu w rozporządzeniu ministra infrastruktury o zakresie i sposobie przeprowadzania badań technicznych pojazdów oraz w odpowiedniej dyrektywie Unii Europejskiej. Diagnostykę układu hamulcowego sterowanego powietrznie przeprowadza się na postoju po podłączeniu za pomocą przewodów elastycznych ciśnieniomierzy do charakterystycznych punktów układu i sprawdzeniu ciśnienia powietrza (spadku ciśnienia w czasie) według procedury dostosowanej do schematu układu. Ze względów bezpieczeństwa podłączenia należy dokonywać do złącz kontrolnych, w których nie występuje nadciśnienie. Odpowietrzenie w kolejnych punktach kontrolnych układu uzyskuje się przez odpowiednie ustawienie zaworów (np. zamknięty lub otwarty zawór odcinający, naciśnięty lub zwolniony pedał głównego zaworu hamulcowego), przez opróżnienie zbiorników ze sprężonego powietrza (za pomocą zaworów odwadniających lub korków spustowych) lub przez wielokrotne włączanie i wyłączanie odbiorników powietrza przy unieruchomionym silniku. Na przykład podłączenia przewodów do złącz za głównym zaworem hamulcowym należy dokonywać w stanie odhamowania. Celowe jest rozpoczęcie diagnozowania od podłączenia manometrów do złącz kontrolnych zbiorników opróżnionych ze sprężonego powietrza (np. przez wielokrotne naciskanie pedału hamulca przy niepracującym silniku) i sprawdzenie podczas pracy silnika czasu napełniania zbiorników do górnej wartości ciśnienia pracy (ciśnienie wyłączania regulatora). Po zatrzymaniu silnika, przez obserwację spadku ciśnienia w zbiornikach, ocenia się szczelność układu (podczas próby szczelności). Wynik uzyskany w stanie odhamowania świadczy o szczelności obwodów przed głównym zaworem hamulcowym. Próba prowadzona od takiej samej wartości początkowej ciśnienia w stanie zahamowanym (naciśnięty do oporu pedał hamulca) daje informacje o szczelności całych obwodów, do siłowników włącznie. Podczas tych prób można także sprawdzić prawidłowość pracy regulatora ciśnienia (ciśnienie włączania i wyłączania). Po porównaniu przebiegu zmian ciśnienia wskazanych przez manometry podłączone przed i za głównym zaworem hamulcowym można ocenić prawidłowość pracy tego zespołu. Podobnie ocenia się prawidłowość redukcji ciśnienia przez automatyczny regulator siły hamowania lub zawór korygujący i działanie innych zespołów. Zgodnie z wymaganiami dla hamulców powietrznych pojazd powinien być zaopatrzony w tabliczkę zawierającą charakterystykę automatycznego regulatora siły hamowania, na przykład w postaci zależności redukcji ciśnienia od położenia dźwigni regulatora sterowanego od ugięcia resorów.
Jeżeli zastosuje się procedurę określoną w instrukcji obsługi pojazdu lub instrukcji diagnostycznej układu powietrznego i porówna otrzymane wartości ciśnienia z danymi z charakterystyk wzorcowych, można ocenić stan techniczny układu. Umożliwia to lokalizację zespołów źle funkcjonujących, wymontowanie ich z pojazdu w celu dokonania regulacji, naprawy lub wymiany.
Przeprowadzanie diagnozowania układu powietrznego hamulców powinno odbywać się okresowo. Wskazane jest planowanie diagnostyki przed zimą, gdy rozpoczyna się najcięższy okres pracy układu powietrznego.
2.2. Bezprzewodowe mierniki ciśnienia
Bezprzewodowe mierniki ciśnienia w instalacji powietrznej pojazdu (z radiowym przesyłem danych do jednostki sterującej urządzenia rolkowego do badania hamulców) umożliwiają odczytywanie wartości ciśnień bezpośrednio na ekranie monitora. Takie rozwiązanie pozwala na usprawnienie procesu pomiarowego przez połączenie w jednym cyklu diagnozowania układu powietrznego z pomiarem sił hamowania na kołach poszczególnych osi pojazdu.
Przykładowo na rys. 4 przedstawiono bezprzewodowy miernik ciśnienia w instalacji powietrznej pojazdu oferowany przez firmę Unimetal. Bezprzewodowy miernik ciśnienia powietrza składa się z przetwornika ciśnienia, nadajnika radiowego, odbiornika radiowego oraz przewodów ze złączami. Natomiast na rys. 5 pokazano komplet firmy Beissbarth składający się z kilku mierników ciśnienia.
2.3. Przyrządy do badania czasu reakcji hamulców
Do pomiarów czasu reakcji hamulców stosuje się specjalistyczne urządzenia, których konstrukcja jest dostosowana do obowiązujących wymagań (Regulamin nr 13 Europejskiej Komisji Gospodarczej ONZ). Przyrządy takie są produkowane przez firmy wytwarzające zespoły powietrznych układów hamulcowych takie, jak: Grau, Haldex, Knorr-Bremse, Wabco. W Polsce tylko nieliczne ośrodki dysponują takimi urządzeniami. Pomiary czasu reakcji hamulców są obowiązkowe podczas badań homologacyjnych nowych pojazdów. Rozporządzenie ministra infrastruktury dot. zakresu i sposobu przeprowadzania badań technicznych pojazdów nie przewiduje pomiarów czasu reakcji hamulców podczas badań okresowych. Należy jednak uznać za pożyteczne wykonywanie takich pomiarów, zwłaszcza w pojazdach o znacznym przebiegu.
W dalszej części przykładowo przedstawiono przyrząd do badania czasu reakcji hamulców firmy Wabco (rys. 6). Przyrząd przystosowany jest do pomiarów czasu w układach ze sterowaniem dwuprzewodowym.
Urządzenie składa się z następujących zasadniczych elementów:
- miernika czasu reakcji,
- symulatora pojazdu ciągnącego,
- czujnika ciśnienia w siłownikach lub innych punktach układu,
- włącznika pomiaru czasu mocowanego na pedale głównego zaworu hamulcowego,
- wyposażenia dodatkowego (przewodów, złącz itp.).
Miernik czasu reakcji wyposażony jest w dwa cyfrowe zegary elektryczne, które są uruchamiane jednocześnie. Zatrzymanie zegarów następuje przez dwa oddzielnie zwierane styki. W ten sposób można mierzyć różne przedziały czasu mające ten sam punkt wyjściowy. Zegar z lewej strony mierzy czas uruchamiania pedału lub czas impulsu sterującego na wejściu do zaworu hamowania przyczepy (gdy badana jest przyczepa). Zegar z prawej strony mierzy czas impulsu ciśnieniowego w siłownikach samochodu lub przyczepy, złączu sterującym lub zasilającym. Mogą być dodatkowo wykonane pomiary czasu reakcji w każdym innym punkcie układu, zwłaszcza w czasie poszukiwania przyczyn zbyt długich czasów reakcji i możliwości ich skrócenia. Symulator pojazdu ciągnącego odtwarza w przewodzie sterującym przyczepy wzorcowy impuls ciśnienia z pojazdu samochodowego. W skład symulatora wchodzi zbiornik powietrza, zawór, dysza, manometr, przewody i złącza. Czujnik ciśnienia, w specjalnej ochronnej osłonie, dostosowany do łączenia ze złączami kontrolnymi układu, może być nastawiany za pomocą przełącznika zakresów na określone wartości ciśnienia (10%, 75% ciśnienia asymptotycznego), przy których wyłącza się zegar mierzący czas impulsu ciśnienia w układzie. Włącznik pomiaru czasu włącza oba zegary urządzenia z chwilą dotknięcia do pedału hamulca. Zegar czasu pełnego skoku pedału wyłączany jest impulsem specjalnego zderzaka połączonego z podłogą kabiny kierowcy. Czujnik ciśnienia pozwala na wyłączenie zegara mierzącego czas impulsu ciśnienia w układzie (czas reakcji). Warunki badań czasu reakcji hamulców opisano w części 4 artykułu. Ponadto, przed przystąpieniem do pomiarów, pojazd powinien przejść z wynikiem pozytywnym statyczne badania diagnostyczne układu przenoszącego. Istotnym warunkiem jest utrzymanie przy powtarzaniu pomiarów jednakowego ciśnienia w zbiornikach.
Podczas badań mierzone są następujące czasy:
- czas uruchamiania (odpowiadający pełnemu skokowi pedału hamulca) lub czas impulsu sterującego na wejściu do zaworu hamowania przyczepy (gdy badana jest przyczepa),
- czas impulsu ciśnieniowego w siłownikach samochodu lub przyczepy, w złączu sterującym oraz w złączu zasilającym.
Na początku każdego pomiaru powinno być zapewnione jednakowe ciśnienie w zbiornikach pojazdu o wartości równej ciśnieniu włączania regulatora. Czas reakcji w funkcji czasu uruchamiania pedału należy mierzyć kilkakrotnie. Zmierzone wartości należy przedstawić na wykresie. Jako wynik badań przyjmuje się czas reakcji odpowiadający czasowi uruchamiania 0,2 s (wyznacza się z wykresu po wykonaniu interpolacji). W przypadku pojazdów przystosowanych do ciągnięcia przyczep (naczep) czas reakcji powinien być mierzony na końcu przewodu podłączonego do złącza sterującego (długość 2,5 m i średnica wewnętrzna 13 mm). Ciśnienie w złączu zasilającym podczas tych pomiarów powinno wynosić 6,5 bara.
Czas reakcji przyczepy powinien być mierzony bez pojazdu silnikowego, z zastosowaniem symulatora, do którego podłącza się złącza przewodów sterującego i zasilającego przyczepy.
Innym przykładem zestawu diagnostycznego jest przyrząd WZD-1E (rys. 3) opracowany przez Przemysłowy Instytut Motoryzacji, dla którego przewidziano możliwość współpracy z komputerem. W skład zestawu wchodzą czujniki ciśnienia oraz czujniki początku i końca nacisku na pedał hamulca. Za pomocą przyrządu można otrzymać charakterystyki dynamiczne (zależność przebiegu ciśnienia w czasie) i charakterystyki statyczne w poszczególnych punktach układu pneumatycznego pojazdu.
Program pomiarowy rejestruje co 10 ms sygnały z wybranych analogowych czujników pomiarowych i wyświetla odpowiednie wartości w oknach umieszczonych po prawej stronie ekranu monitora. Diagnosta, naciskając przycisk POMIAR, powoduje zapisanie wyników pomiaru w pamięci komputera i wyświetlenie ich w postaci graficznej. Osie wykresu związane są z odpowiednimi czujnikami ustalonymi w oknach wyboru, znajdujących się w górnym lewym rogu ekranu. W dodatkowym oknie, umieszczonym w prawym górnym rogu, ukazują się odpowiednie wartości cyfrowe czasu (t) oraz zarejestrowanych wcześniej sygnałów. Po naciśnięciu jednego z przycisków: (t1) lub (t2), następuje zapamiętanie odpowiednich czasów. Wyliczony czas reakcji układu jest różnicą między (t2) i (t1). Oprócz tego można wprowadzić sygnały skokowe początku i końca nacisku na pedał hamulca.
dr inż. Kazimierz Sitek
Literatura artykułu dostępna w redakcji.
Komentarze (0)