układów hamulcowych (1)
Urządzenia stosowane do oceny stanu technicznego układu hamulcowego pojazdów można podzielić na następujące grupy:
- przyrządy do oceny wstępnej,
- urządzenia do badań stanowiskowych układu hamulcowego (do badania instalacji powietrznej, do pomiaru sił hamowania, do badania hamulca najazdowego, do diagnozowania układów przeciwblokujących, do badania zespołów),
- przyrządy do badania układu hamulcowego w czasie prób drogowych.
Przyrządy do diagnozowania wstępnego
Do oceny wstępnej układu hamulcowego stosuje się przyrządy pomiarowe ogólnego przeznaczenia (liniały i sprawdziany do pomiaru skoku pedału hamulca oraz skoku tłoczyska siłownika, szczelinomierze do pomiaru luzu w mechanizmach hamulcowych).
Kolejna grupa to przyrządy do badania jakości płynu hamulcowego – temperatury wrzenia lub zawartości wody w płynie (dotyczy układów hamulcowych sterowanych hydraulicznie). Przyrządy dokonujące pomiaru zawartości wody wykorzystują zjawisko zmiany parametrów elektrycznych (przewodności) płynu hamulcowego w zależności od zawartości wody. Schemat takiego urządzenia przedstawiono na rys. 1.
Przyrząd zasilany jest z własnych baterii. Po zanurzeniu elektrod sondy w zbiorniczku płynu, po kilkunastu sekundach, zapala się odpowiednia dioda określająca w procentach zawartość wody w płynie. Kolor świecącej diody informuje o jakości płynu. Zaletą przyrządu jest niska cena i krótki czas pomiaru (poniżej 2 minut – łącznie 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 ją do temperatury wrzenia. Pomiaru dokonuje się bezpośrednio w zbiorniczku płynu hamulcowego. Po zanurzeniu w płynie elementu grzewczego przyrządu, płyn w określonej ilości samoczynnie wpływa do przestrzeni grzewczej i po włączeniu zasilania po upływie około 1 minuty następuje jego wrzenie. Temperaturę wrzenia odczytuje się na wskaźniku cyfrowym. Całkowity czas pomiaru jest rzędu 3 minut. Przykładowo, na rys. 2 przedstawiono widok przyrządu BFT 2000 firmy Maha do badania temperatury wrzenia płynu hamulcowego. Zakres pomiaru temperatury wrzenia wynosi 100-3000C. Przyrząd jest wyposażony w drukarkę i złącze do transmisji danych do komputera.
Przyrządy do badania instalacji powietrznych
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.
Przyrządy do badania instalacji powietrznych w pojazdach samochodowych i przyczepach 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 stosuje się walizkowe zestawy manometryczne (np. firm: Grau, 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. Manometryczne zestawy diagnostyczne typu walizkowego składają się z manometrów kontrolnych, przewodów elastycznych oraz złączek i wyposażenia do podłączania manometrów w określonych punktach układu powietrznego. Pozwalają one na statyczny pomiar ciśnień w punktach kontrolnych oraz umożliwiają ocenę szczelności instalacji (pomiar spadków ciśnienia w czasie). Do badań tego typu można przykładowo zastosować przenośny zestaw diagnostyczny firmy Wabco (rys. 3).
Bardzo bogate wyposażenie zestawu umożliwia jednoczesną obserwację przebiegu ciśnień w całym układzie powietrznym zespołu pojazdów. Innym przykładem są walizkowe zestawy diagnostyczne typu DZD-1 oraz WZD-1 wykonane przez Przemysłowy Instytut Motoryzacji. Nowo opracowany zestaw WZD-1 (rys. 4) jest wyposażony w trzy manometry klasy dokładności 1 o zakresie 0-1,6 MPa oraz dwa reduktory ciśnienia o zakresie pomiarowym 0,04-1,0 MPa. Umożliwia również diagnozowanie i regulowanie automatycznych regulatorów siły hamowania. Przedstawione urządzenia oraz zastosowanie odpowiedniego programu sprawdzania przebiegu sygnałów ciśnieniowych w układzie 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. Przykładową instrukcję badań diagnostycznych instalacji powietrznej pojazdu samochodowego przedstawiono w pracy. Program pomiarów diagnostycznych przedstawiony w tej instrukcji w zasadzie odpowiada zakresowi obowiązkowych czynności kontrolnych zawartym w rozporządzeniu ministra infrastruktury o zakresie i sposobie przeprowadzania badań technicznych pojazdów oraz w dyrektywie Unii Europejskiej 96/96/WE. Bezprzewodowe czujniki ciśnienia w instalacji powietrznej pojazdu, z radiowym przesyłem danych do jednostki sterującej (komputera) urządzenia rolkowego do badania hamulców, umożliwiają odczytywanie wartości ciśnień bezpośrednio na ekranie monitora. Nowoczesne, bezprzewodowe czujniki ciśnienia w instalacji powietrznej pojazdu firmy Maha są zbudowane z przetwornika ciśnienia, zasilacza, nadajnika z anteną oraz elementów łączących ze złączem kontrolnym pojazdu. W skład kompletu wchodzi do 10 czujników ciśnienia, przedstawionych na rys. 5.
Takie rozwiązanie umożliwia doskonalenie metod diagnozowania (usprawnienie procesu pomiarowego) przez połączenie w jednym cyklu diagnozowania układu powietrznego z pomiarem sił hamowania na kołach poszczególnych osi pojazdu. Do pomiarów czasu reakcji hamulców są stosowane specjalne przyrządy, których konstrukcja jest dostosowana do obowiązujących wymagań (Regulamin 13 EKG ONZ). Pomiary czasu reakcji są obowiązkowe podczas badań homologacyjnych nowych pojazdów. Rozporządzenie ministra infrastruktury o zakresie i sposobie przeprowadzania badań technicznych pojazdów nie przewiduje pomiarów czasu reakcji hamulców. Należy jednak uznać za pożyteczne okresowe wykonywanie takich pomiarów, zwłaszcza w pojazdach o znacznym przebiegu.
W dalszej części opisano przykładowo urządzenie do badania czasu reakcji hamulców firmy Wabco. Na rys. 6 przedstawiono ogólny widok tego przyrządu, który jest przystosowany do pomiarów czasów reakcji w układach z dwuprzewodowym sterowaniem hamulcami przyczepy.
Urządzenie składa się z następujących zasadniczych elementów:
- przyrządu do pomiaru czasu,
- symulatora pojazdu ciągnącego (stosowany przy pomiarach przyczep),
- czujnika wzrostu ciśnienia podłączonego do dowolnego złącza kontrolnego,
- wyłącznika pomiaru czasu mocowanego na pedale hamulca,
- wyposażenia dodatkowego (przewody, złącza itp.).
Przyrząd do pomiaru czasu jest wyposażony 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 3 mierzy czas uruchamiania (odpowiadający pełnemu skokowi pedału hamulca) lub czas impulsu sterującego na wejściu do zaworu hamowania przyczepy (gdy badana jest przyczepa). Zegar 6 mierzy czas wzrostu ciśnienia w siłownikach hamulcowych, złączu sterującym lub innych punktach układu. Symulator pojazdu ciągnącego odtwarza w przewodzie sterującym przyczepy wzorcowy impuls ciśnienia z pojazdu samochodowego. W skład symulatora wchodzi zbiornik powietrza, zawór, dysza i manometr. Czujnik ciśnienia, w specjalnej ochronnej obudowie, może być nastawiany za pomocą przełącznika zakresów 4 na określone wartości ciśnienia (10%, 75% ciśnienia asymptotycznego itp.), przy których wyłącza się zegar 6 mierzący czas wzrostu ciśnienia w układzie. Wyłącznik pomiaru czasu włącza oba zegary przyrządu z chwilą dotknięcia nogą do pedału hamulca i wyłącza zegar 3 po wykonaniu pełnego skoku pedału (z chwilą zetknięcia się zderzaka z podłogą kabiny kierowcy). Natomiast czujnik ciśnienia powoduje wyłączenie zegara 6 mierzącego czas wzrostu ciśnienia w układzie (czas reakcji). Na początku każdego pomiaru powinno być zapewnione ciśnienie w zbiornikach pojazdu o wartości dolnej ustalonej przez regulator ciśnienia. Czas reakcji w funkcji czasu uruchamiania należy mierzyć kilkakrotnie. Pomierzone wartości należy przedstawić w formie wykresu. Jako wynik badań przyjmuje się czas reakcji odpowiadający czasowi uruchomienia 0,2 s (z wykresu przez interpolację).
W przypadku pojazdów przystosowanych do ciągnięcia przyczep czas reakcji powinien być mierzony na końcu – podłączonego do złącza sterującego – przewodu o długości 2,5 m i średnicy wewnętrznej 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.
dr inż. Kazimierz Sitek
Urządzenia stosowane do oceny stanu technicznego układu hamulcowego pojazdów można podzielić na następujące grupy:
- przyrządy do oceny wstępnej,
- urządzenia do badań stanowiskowych układu hamulcowego (do badania instalacji powietrznej, do pomiaru sił hamowania, do badania hamulca najazdowego, do diagnozowania układów przeciwblokujących, do badania zespołów),
- przyrządy do badania układu hamulcowego w czasie prób drogowych.
Przyrządy do diagnozowania wstępnego
Do oceny wstępnej układu hamulcowego stosuje się przyrządy pomiarowe ogólnego przeznaczenia (liniały i sprawdziany do pomiaru skoku pedału hamulca oraz skoku tłoczyska siłownika, szczelinomierze do pomiaru luzu w mechanizmach hamulcowych).
Kolejna grupa to przyrządy do badania jakości płynu hamulcowego – temperatury wrzenia lub zawartości wody w płynie (dotyczy układów hamulcowych sterowanych hydraulicznie). Przyrządy dokonujące pomiaru zawartości wody wykorzystują zjawisko zmiany parametrów elektrycznych (przewodności) płynu hamulcowego w zależności od zawartości wody. Schemat takiego urządzenia przedstawiono na rys. 1.
Przyrząd zasilany jest z własnych baterii. Po zanurzeniu elektrod sondy w zbiorniczku płynu, po kilkunastu sekundach, zapala się odpowiednia dioda określająca w procentach zawartość wody w płynie. Kolor świecącej diody informuje o jakości płynu. Zaletą przyrządu jest niska cena i krótki czas pomiaru (poniżej 2 minut – łącznie 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 ją do temperatury wrzenia. Pomiaru dokonuje się bezpośrednio w zbiorniczku płynu hamulcowego. Po zanurzeniu w płynie elementu grzewczego przyrządu, płyn w określonej ilości samoczynnie wpływa do przestrzeni grzewczej i po włączeniu zasilania po upływie około 1 minuty następuje jego wrzenie. Temperaturę wrzenia odczytuje się na wskaźniku cyfrowym. Całkowity czas pomiaru jest rzędu 3 minut. Przykładowo, na rys. 2 przedstawiono widok przyrządu BFT 2000 firmy Maha do badania temperatury wrzenia płynu hamulcowego. Zakres pomiaru temperatury wrzenia wynosi 100-3000C. Przyrząd jest wyposażony w drukarkę i złącze do transmisji danych do komputera.
Przyrządy do badania instalacji powietrznych
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.
Przyrządy do badania instalacji powietrznych w pojazdach samochodowych i przyczepach 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 stosuje się walizkowe zestawy manometryczne (np. firm: Grau, 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. Manometryczne zestawy diagnostyczne typu walizkowego składają się z manometrów kontrolnych, przewodów elastycznych oraz złączek i wyposażenia do podłączania manometrów w określonych punktach układu powietrznego. Pozwalają one na statyczny pomiar ciśnień w punktach kontrolnych oraz umożliwiają ocenę szczelności instalacji (pomiar spadków ciśnienia w czasie). Do badań tego typu można przykładowo zastosować przenośny zestaw diagnostyczny firmy Wabco (rys. 3).
Bardzo bogate wyposażenie zestawu umożliwia jednoczesną obserwację przebiegu ciśnień w całym układzie powietrznym zespołu pojazdów. Innym przykładem są walizkowe zestawy diagnostyczne typu DZD-1 oraz WZD-1 wykonane przez Przemysłowy Instytut Motoryzacji. Nowo opracowany zestaw WZD-1 (rys. 4) jest wyposażony w trzy manometry klasy dokładności 1 o zakresie 0-1,6 MPa oraz dwa reduktory ciśnienia o zakresie pomiarowym 0,04-1,0 MPa. Umożliwia również diagnozowanie i regulowanie automatycznych regulatorów siły hamowania. Przedstawione urządzenia oraz zastosowanie odpowiedniego programu sprawdzania przebiegu sygnałów ciśnieniowych w układzie 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. Przykładową instrukcję badań diagnostycznych instalacji powietrznej pojazdu samochodowego przedstawiono w pracy. Program pomiarów diagnostycznych przedstawiony w tej instrukcji w zasadzie odpowiada zakresowi obowiązkowych czynności kontrolnych zawartym w rozporządzeniu ministra infrastruktury o zakresie i sposobie przeprowadzania badań technicznych pojazdów oraz w dyrektywie Unii Europejskiej 96/96/WE. Bezprzewodowe czujniki ciśnienia w instalacji powietrznej pojazdu, z radiowym przesyłem danych do jednostki sterującej (komputera) urządzenia rolkowego do badania hamulców, umożliwiają odczytywanie wartości ciśnień bezpośrednio na ekranie monitora. Nowoczesne, bezprzewodowe czujniki ciśnienia w instalacji powietrznej pojazdu firmy Maha są zbudowane z przetwornika ciśnienia, zasilacza, nadajnika z anteną oraz elementów łączących ze złączem kontrolnym pojazdu. W skład kompletu wchodzi do 10 czujników ciśnienia, przedstawionych na rys. 5.
Takie rozwiązanie umożliwia doskonalenie metod diagnozowania (usprawnienie procesu pomiarowego) przez połączenie w jednym cyklu diagnozowania układu powietrznego z pomiarem sił hamowania na kołach poszczególnych osi pojazdu. Do pomiarów czasu reakcji hamulców są stosowane specjalne przyrządy, których konstrukcja jest dostosowana do obowiązujących wymagań (Regulamin 13 EKG ONZ). Pomiary czasu reakcji są obowiązkowe podczas badań homologacyjnych nowych pojazdów. Rozporządzenie ministra infrastruktury o zakresie i sposobie przeprowadzania badań technicznych pojazdów nie przewiduje pomiarów czasu reakcji hamulców. Należy jednak uznać za pożyteczne okresowe wykonywanie takich pomiarów, zwłaszcza w pojazdach o znacznym przebiegu.
W dalszej części opisano przykładowo urządzenie do badania czasu reakcji hamulców firmy Wabco. Na rys. 6 przedstawiono ogólny widok tego przyrządu, który jest przystosowany do pomiarów czasów reakcji w układach z dwuprzewodowym sterowaniem hamulcami przyczepy.
Urządzenie składa się z następujących zasadniczych elementów:
- przyrządu do pomiaru czasu,
- symulatora pojazdu ciągnącego (stosowany przy pomiarach przyczep),
- czujnika wzrostu ciśnienia podłączonego do dowolnego złącza kontrolnego,
- wyłącznika pomiaru czasu mocowanego na pedale hamulca,
- wyposażenia dodatkowego (przewody, złącza itp.).
Przyrząd do pomiaru czasu jest wyposażony 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 3 mierzy czas uruchamiania (odpowiadający pełnemu skokowi pedału hamulca) lub czas impulsu sterującego na wejściu do zaworu hamowania przyczepy (gdy badana jest przyczepa). Zegar 6 mierzy czas wzrostu ciśnienia w siłownikach hamulcowych, złączu sterującym lub innych punktach układu. Symulator pojazdu ciągnącego odtwarza w przewodzie sterującym przyczepy wzorcowy impuls ciśnienia z pojazdu samochodowego. W skład symulatora wchodzi zbiornik powietrza, zawór, dysza i manometr. Czujnik ciśnienia, w specjalnej ochronnej obudowie, może być nastawiany za pomocą przełącznika zakresów 4 na określone wartości ciśnienia (10%, 75% ciśnienia asymptotycznego itp.), przy których wyłącza się zegar 6 mierzący czas wzrostu ciśnienia w układzie. Wyłącznik pomiaru czasu włącza oba zegary przyrządu z chwilą dotknięcia nogą do pedału hamulca i wyłącza zegar 3 po wykonaniu pełnego skoku pedału (z chwilą zetknięcia się zderzaka z podłogą kabiny kierowcy). Natomiast czujnik ciśnienia powoduje wyłączenie zegara 6 mierzącego czas wzrostu ciśnienia w układzie (czas reakcji). Na początku każdego pomiaru powinno być zapewnione ciśnienie w zbiornikach pojazdu o wartości dolnej ustalonej przez regulator ciśnienia. Czas reakcji w funkcji czasu uruchamiania należy mierzyć kilkakrotnie. Pomierzone wartości należy przedstawić w formie wykresu. Jako wynik badań przyjmuje się czas reakcji odpowiadający czasowi uruchomienia 0,2 s (z wykresu przez interpolację).
W przypadku pojazdów przystosowanych do ciągnięcia przyczep czas reakcji powinien być mierzony na końcu – podłączonego do złącza sterującego – przewodu o długości 2,5 m i średnicy wewnętrznej 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.
dr inż. Kazimierz Sitek
Komentarze (0)