RU2345915C1

RU2345915C1 - Method of differential diagnostics of road vehicles braking systems with pneumatic brake gear and device for its implementation

Info

Publication number: RU2345915C1
Application number: RU2007138376/11A
Authority: RU
Inventors: Александр Иванович Федотов (RU); Александр Иванович Федотов; Александр Анатольевич Смолин (RU); Александр Анатольевич Смолин; Иван Михайлович Григорьев (RU); Иван Михайлович Григорьев; Вадим Юрьевич Ткачев (RU); Вадим Юрьевич Ткачев
Priority date: 2007-10-16
Filing date: 2007-10-16
Publication date: 2009-02-10

Abstract

FIELD: transport.

SUBSTANCE: method consists in obtaining and analysis of phase dynamic characteristics patterns. In process of diagnostics three types of phase dynamic characteristics are determined: dependence of braking force at motor vehicle wheel on pressure in brake chamber, dependence of pressure in brake chamber on brake valve outlet pressure and dependence of brake valve outlet pressure on effort applied to brake pedal. Operation condition of braking system is determined by results of consecutive analysis of phase dynamic characteristics patterns. Device contains computer, analog-digital converter, block of converters, control device, electric motor power control device, two pressure gauges, force applied to brake pedal sensor, and also left and right sections. Sections consist of frame, electric motors, driving and driven wheel hubs, reduction gears, braking torque sensors, chain-drives, tracing rollers, and angular velocity sensors.

EFFECT: increase of comprehensiveness and reliability of brake gear diagnostics.

2 cl, 4 dwg

Description

Группа изобретений относится к дифференциальному диагностированию тормозных систем автотранспортных средств с пневматическим тормозным приводом.The group of inventions relates to the differential diagnosis of brake systems of vehicles with pneumatic brake drive.

Известен способ контроля тормозных систем автотранспортных средств (патент №2299141, МПК В60Т 17/22, опубликован 20.05.2007), при котором к испытуемому колесу вдоль плоскости его вращения жестко крепится рычаг, имеющий измерительную шкалу, при этом свободная часть указанного рычага в рабочем положении находится в силовом взаимодействии с находящейся под ним передвижной опорой. Контроль тормозных систем транспортных средств осуществляется путем приложения к испытуемому колесу контрольного крутящего момента. Контрольный момент образуют за счет веса транспортного средства, действующего на испытуемое колесо, и реакции опоры, полностью воспринимающей указанный вес через измерительный рычаг. Рычаг перед контролем одним концом жестко закрепляют на этом колесе вдоль плоскости его вращения, а свободную часть рычага располагают на опоре, которую смещают от оси вращения колеса на заданное расстояние. Контрольный момент прикладывают к вывешенному на нормативную высоту колесу, находящемуся в заторможенном состоянии.A known method of monitoring the brake systems of vehicles (patent No. 2299141, IPC ВТТ 17/22, published May 20, 2007), in which a lever having a measuring scale is rigidly fixed to the test wheel along the plane of rotation, while the free part of the specified lever is in the working position It is in force interaction with the mobile support located under it. Vehicle brake systems are monitored by applying control torque to the test wheel. The control moment is formed due to the weight of the vehicle acting on the test wheel, and the reaction of the support, fully absorbing the specified weight through the measuring lever. The lever in front of the control at one end is rigidly fixed on this wheel along the plane of its rotation, and the free part of the lever is placed on a support, which is offset from the axis of rotation of the wheel by a predetermined distance. A control moment is applied to a wheel suspended to a standard height and in a locked state.

Общим признаком данного способа с заявляемым является определение тормозного момента, создаваемого тормозным механизмом.A common feature of this method with the claimed is the determination of the braking torque created by the braking mechanism.

Недостатками данного способа являются большая трудоемкость, так как требуется вывешивание каждого колеса автомобиля при диагностировании, а также низкая информативность и достоверность, поскольку диагноз ставится оператором-диагностом, а постоянная установка оборудования на автомобиль будет существенно влиять на погрешность измерений. Кроме этого недостатком способа является то, что он не позволяет определить причины неисправности тормозных систем в случае несоответствия их параметров требованиям стандарта.The disadvantages of this method are the high complexity, since each wheel of the car is required for diagnosis, as well as low information content and reliability, since the diagnosis is made by the diagnostician, and the constant installation of equipment on the car will significantly affect the measurement error. In addition, the disadvantage of this method is that it does not allow to determine the causes of malfunctions of the brake systems in the event that their parameters do not meet the requirements of the standard.

Известен способ диагностирования тормозных систем автомобилей («Способы диагностирования тормозной системы автомобиля, оборудованного антиблокировочной системой (вариант 5 по ф.и.), способ диагностирования тормозной системы автомобиля и устройство для осуществления способов», патент №2297932, МПК В60Т 17/22, опубликован 27.04.2007), заключающийся в диагностировании тормозных систем автомобилей с установкой на ролики стенда и последовательным испытанием колес каждой оси, при этом достигается максимальное приближение условий стендовых испытаний тормозных систем к реальным условиям торможения колес при дорожных испытаниях, а также повышение качества определения диагностических параметров различных тормозных систем.A known method for diagnosing brake systems of cars ("Methods for diagnosing the brake system of a car equipped with an anti-lock system (option 5 in full), a method for diagnosing a brake system of a car and a device for implementing the methods", Patent No. 2297932, IPC ВТТ 17/22, published 04/27/2007), which consists in diagnosing brake systems of cars with mounting on a stand’s rollers and sequential testing of the wheels of each axis, while maximizing the approximation of bench test conditions brake systems to the real conditions of wheel braking during road tests, as well as improving the quality of determining the diagnostic parameters of various brake systems.

Общими признаками данного способа с заявляемым являются: последовательная установка колес каждой оси автомобиля на ролики стенда, измерение тормозного момента и угловых скоростей вращения колес.Common features of this method with the claimed are: sequential installation of the wheels of each axis of the car on the rollers of the stand, the measurement of braking torque and angular speeds of rotation of the wheels.

Несмотря на максимальное приближение условий стендовых испытаний тормозных систем к реальным условиям торможения колес при дорожных испытаниях, недостатком данного способа является довольно большая трудоемкость и низкая информативность, вследствие невозможности выявления причин неисправностей тормозных систем, при несоответствии их параметров требованиям безопасности ГОСТ Р 51709-2001, предъявляемым к тормозной эффективности и устойчивости при торможении.Despite the maximum approximation of the bench test conditions of brake systems to the actual conditions of wheel braking during road tests, the disadvantage of this method is the rather high complexity and low information content, due to the inability to identify the causes of malfunctions of brake systems, if their parameters do not meet the safety requirements of GOST R 51709-2001 to braking efficiency and stability when braking.

Наиболее близким по технической сущности, принятым за прототип является Способ диагностирования и регулирования регуляторов тормозных сил автомобилей с пневматическим тормозным приводом (патент №2278362, МПК G01L 5/28, опубликован 20.06.2006). При реализации способа к рычагу регулятора тормозных сил прикладывают знакопеременное усилие, рычаг перемещается из одного крайнего положения в другое, через кран подвода рабочего тела на вход регулятора тормозных сил подают давление, на входе и выходе измеряют давление с помощью датчиков, измеряют угол поворота рычага регулятора тормозных сил с помощью датчика угла поворота, измеренные параметры передают в электронно-вычислительную машину для регистрации положения рычага регулятора тормозных сил. Неисправность регулятора тормозных сил определяют по форме фазовых динамических характеристик, представляющих собой зависимости давления на выходе из регулятора тормозных сил от угла поворота рычага регулятора тормозных сил.The closest in technical essence adopted for the prototype is a Method for diagnosing and regulating the brake force regulators of cars with pneumatic brake drive (patent No. 2278362, IPC G01L 5/28, published on 06/20/2006). When implementing the method, an alternating force is applied to the lever of the brake force regulator, the lever moves from one extreme position to another, pressure is applied to the input of the brake fluid regulator, pressure is measured at the input and output using sensors, the angle of rotation of the brake lever is measured forces using the angle sensor, the measured parameters are transferred to an electronic computer for recording the position of the lever of the brake force regulator. The malfunction of the brake force regulator is determined by the shape of the phase dynamic characteristics, which are the dependences of the pressure at the outlet of the brake force regulator on the angle of rotation of the lever of the brake force regulator.

Общими признаками заявляемого способа с прототипом является получение фазовых динамических характеристик, по результатам анализа форм которых можно получить информацию о техническом состоянии объекта диагностирования.Common features of the proposed method with the prototype is to obtain phase dynamic characteristics, according to the results of the analysis of the forms of which you can get information about the technical condition of the diagnostic object.

Недостатком этого способа является высокая трудоемкость и низкая информативность, так как он может быть применен только для дифференциального диагностирования отдельно взятого пневмоаппарата и не позволяет диагностировать всю тормозную систему автомобиля с пневматическим тормозным приводом в целом.The disadvantage of this method is the high complexity and low information content, since it can only be used for differential diagnosis of a single pneumatic device and does not allow to diagnose the entire brake system of a car with a pneumatic brake drive as a whole.

Известен испытательный стенд (патент №2276026, МПК В60Т 17/22, опубликован 10.05.2006), содержащий опорные ролики и четыре маховика, расположенные по периметру стенда, выполненный с возможностью приведения его в действие с помощью испытуемого автомобиля. Испытательный стенд содержит установленные на валах опорных роликов устройства для измерения крутящих моментов, пропорциональных тормозным силам на колесах автомобиля, устройства для измерения угловых скоростей опорных роликов, следящие ролики и выполнен с возможностью изменения расстояния между передней и задней платформами. Маховики кинематически связаны между собой посредством клиноременных передач и регулирующего вала, установленного в направляющих между парами секций, и жестко связаны с соответствующими опорными роликами, взаимодействующими с колесами автомобиля, а установленные на валах опорных роликов устройства для измерения крутящих моментов, пропорциональных тормозным силам на колесах автомобиля, расположены между опорными роликами и соответствующими им маховиками.A known test bench (patent No. 2276026, IPC B60T 17/22, published 05/10/2006) containing support rollers and four flywheels located around the perimeter of the stand, made with the possibility of putting it into action using the test vehicle. The test bench contains mounted on the shafts of the support rollers of the device for measuring torque proportional to the braking forces on the wheels of the car, a device for measuring the angular velocities of the support rollers, tracking rollers and is configured to change the distance between the front and rear platforms. The flywheels are kinematically connected with each other by means of V-belts and an adjusting shaft installed in the guides between the pairs of sections, and are rigidly connected with the corresponding support rollers interacting with the wheels of the car, and the devices for measuring torque proportional to the braking forces on the wheels of the car mounted on the shafts of the support rollers are located between the support rollers and the corresponding flywheels.

Общими признаками данного устройства с заявляемым являются: наличие компьютера датчиков тормозного момента, датчиков угловых скоростей, датчика усилия на падали тормоза, ролика следящего действия и тормозных барабанов.Common features of this device with the claimed are: the presence of a computer of braking torque sensors, angular velocity sensors, a force sensor for falling brakes, a follow-up roller and brake drums.

Недостатками данного устройства являются высокая трудоемкость и низкая информативность, вследствие невозможности выявления причин технических неисправностей тормозных систем автотранспортных средств, при несоответствии их параметров требованиям безопасности ГОСТ Р 51709-2001, предъявляемым к эффективности и устойчивости автотранспортных средств при торможении.The disadvantages of this device are the high complexity and low information content, due to the impossibility of identifying the causes of technical malfunctions of the brake systems of vehicles, if their parameters do not meet the safety requirements of GOST R 51709-2001, imposed on the efficiency and stability of vehicles when braking.

Известен тормозной стенд (Стенды тормозные универсальные СТМ-8000. Руководство по эксплуатации М 141.000.00.00. РЭ, издание научно-производственной фирмы «МЕТА»), предназначенный для контроля эффективности тормозных систем легковых, грузовых автомобилей, автобусов, а также многоосных и полноприводных автомобилей. Данный стенд позволяет измерять и контролировать параметры тормозной эффективности и устойчивости автотранспортных средств, регламентируемые ГОСТ Р 51709-2001, а также по результатам проведенного диагностирования ставить диагноз: удовлетворяют или не удовлетворяют требованиям стандарта измеренные показатели тормозной эффективности и устойчивости автотранспортного средства при торможении.Known brake stand (Universal brake stands STM-8000. Operation manual M 141.000.00.00. OM, publication of the scientific and production company "META"), designed to monitor the effectiveness of brake systems in cars, trucks, buses, as well as multi-axle and four-wheel drive vehicles . This stand allows you to measure and control the parameters of braking efficiency and stability of vehicles, regulated by GOST R 51709-2001, as well as the diagnosis to diagnose: met or do not meet the requirements of the standard measured indicators of braking efficiency and stability of the vehicle when braking.

Недостатком данного устройства является низкая информативность и достоверность, поскольку с использованием данного устройства невозможно определять причины технической неисправности тормозных систем автотранспортных средств в случае несоответствия параметров тормозной эффективности и устойчивости автотранспортных средств при торможении требованиям ГОСТ Р 51709-2001, а также высокая трудоемкость, так как поиск неисправностей занимает продолжительное время.The disadvantage of this device is the low information content and reliability, since using this device it is impossible to determine the causes of a technical malfunction of the brake systems of vehicles in case of mismatch between the braking performance and stability of vehicles when braking to the requirements of GOST R 51709-2001, as well as the high complexity, as the search faults takes a long time.

Известен стенд для диагностики тормозных систем (Стенды тормозные силовые «Универсальный стенд контроля тормозных систем СТС-10У-СП-11». Руководство по эксплуатации СТС10У.11.00.00.000 РЭ, издание закрытого акционерного общества «НовГАРО»), позволяющий определять параметры эффективности тормозных систем и устойчивости при торможении автотранспортных средств, состоящий из левого и правого блока роликов, стойки управления, силового и приборного шкафа.A well-known stand for the diagnosis of brake systems (Power brake stands "Universal stand for monitoring brake systems STS-10U-SP-11. Operation manual STS10U.11.00.00.000 RE, publication of the closed joint-stock company" NovGARO "), which allows to determine the parameters of the effectiveness of brake systems and stability when braking vehicles, consisting of the left and right block of rollers, control rack, power and instrument cabinet.

Недостатком данного стенда является низкая информативность и достоверность, а также высокая трудоемкость, поскольку он не позволяет определять причины неисправностей тормозных систем автотранспортных средств, при несоответствии их параметров требованиям безопасности ГОСТ Р 51709-2001, предъявляемым к тормозной эффективности и устойчивости автотранспортных средств при торможении.The disadvantage of this stand is the low information content and reliability, as well as the high complexity, since it does not allow to determine the causes of malfunctions of the brake systems of vehicles, if their parameters do not meet the safety requirements of GOST R 51709-2001, imposed on the braking efficiency and stability of vehicles when braking.

Известен тормозной стенд барабанного типа СК2-К267 (Стенд комбинированный для контроля тормозов и тяговых качеств автомобилей модели СК2 К267, Паспорт-инструкция СК2.00.00.00 ПС, издание конструкторско-технического бюро Южно-Уральского ТТУ, 1982 г., с.2-7, приложение №27 "Альбом чертежей" СК2.00.00.00 ОП), принятый за прототип, как наиболее близкий по технической сущности к заявляемому устройству. Стенд состоит из двух секций: левой и правой, каждая из которых имеет раму, на которой расположены ведущий и ведомый барабаны одинакового диаметра, соединенные цепной передачей. Приводное устройство состоит из редуктора и электродвигателя. Пульт, на котором находятся измерительные приборы и органы управления стендом, общий на две секции. Оценка технического состояния тормозной системы автотранспортного средства на стенде осуществляется по величине тормозного усилия и времени срабатывания привода тормозов каждого из колес.Known brake stand drum type SK2-K267 (Combined stand for monitoring the brakes and traction qualities of cars of model SK2 K267, Passport instruction SK2.00.00.00 PS, publication of the Design and Engineering Bureau of the South Ural TTU, 1982, p.2- 7, Appendix No. 27 "Album of drawings" SK2.00.00.00 OP), adopted as a prototype, as the closest in technical essence to the claimed device. The stand consists of two sections: left and right, each of which has a frame on which the driving and driven drums of the same diameter are located, connected by a chain transmission. The drive unit consists of a gearbox and an electric motor. The console, on which there are measuring instruments and booth controls, is common for two sections. Assessment of the technical condition of the brake system of a vehicle at the stand is carried out by the magnitude of the braking force and the response time of the brake drive of each of the wheels.

Общими признаками заявляемого устройства с прототипом является наличие левой и правой секций, состоящих из рамы, на которую установлены электродвигатель, соединенный с ведущим барабаном через редуктор, между которыми установлен датчик тормозного момента, ведомый барабан, соединенный с ведущим барабаном через цепную передачу, а также ролик следящего действия, соединенный с датчиком угловой скорости.Common signs of the claimed device with the prototype is the presence of the left and right sections, consisting of a frame on which an electric motor is mounted, connected to the driving drum through a gearbox, between which there is a brake torque sensor, a driven drum connected to the driving drum through a chain transmission, and also a roller tracking action connected to the angular velocity sensor.

Недостатком данного стенда является то, что он позволяет определять только параметры тормозной эффективности и устойчивости автотранспортных средств при торможении, а в случае их несоответствия требованиям ГОСТ Р 51709-2001 не позволяет выявить причину технической неисправности тормозной системы.The disadvantage of this stand is that it only allows you to determine the braking performance and stability of vehicles when braking, and if they do not meet the requirements of GOST R 51709-2001, it does not allow to identify the cause of the technical malfunction of the brake system.

Заявленная группа изобретений направлена на решение единой задачи, заключающейся в дифференциальном диагностировании тормозных систем автотранспортных средств с пневматическим тормозным приводом и выявлении конкретных причин неисправностей тормозных систем, при несоответствии их параметров требованиям ГОСТ Р 51709-2001, предъявляемым к тормозной эффективности и устойчивости автотранспортных средств при торможении.The claimed group of inventions is aimed at solving a single problem consisting in the differential diagnosis of brake systems of vehicles with a pneumatic brake drive and identifying specific causes of malfunctions of brake systems, if their parameters do not meet the requirements of GOST R 51709-2001 imposed on the braking efficiency and stability of vehicles when braking .

Изобретение направлено на решение задачи повышения безопасности автотранспортных средств при торможении, снижении количества дорожно-транспортных происшествий.The invention is aimed at solving the problem of improving the safety of vehicles during braking, reducing the number of road accidents.

Технический результат предлагаемого изобретения - повышение информативности и достоверности диагностирования, за счет исключения влияния человеческого фактора на результат диагностирования и снижение трудоемкости при выявлении причин неисправностей тормозных систем.The technical result of the invention is to increase the information content and reliability of diagnosis, by eliminating the influence of the human factor on the diagnosis result and reducing the complexity when identifying the causes of malfunctions of brake systems.

Поставленная задача достигается тем, что в способе дифференциального диагностирования тормозных систем автотранспортных средств с пневматическим тормозным приводом, заключающемся в получении и анализе форм фазовых динамических характеристик, представляющих собой зависимость величины сигнала на выходе от величины сигнала на входе в объект диагностирования, согласно изобретению, в процессе диагностирования определяют три вида фазовых динамических характеристик: зависимость тормозной силы на колесе автомобиля от давления в тормозной камере, зависимость давления в тормозной камере от давления на выходе из тормозного крана и зависимость давления на выходе из тормозного крана от усилия нажатия на педаль тормоза, а о техническом состоянии тормозной системы автотранспортных средств с пневматическим тормозным приводом судят по результатам последовательного анализа форм фазовых динамических характеристик.The problem is achieved in that in the method of differential diagnosis of brake systems of vehicles with a pneumatic brake drive, which consists in obtaining and analyzing the forms of phase dynamic characteristics, which are the dependence of the magnitude of the signal at the output on the magnitude of the signal at the input to the diagnostic object, according to the invention, in the process Diagnostics determine three types of phase dynamic characteristics: the dependence of the braking force on the car wheel on the pressure in the brake the first chamber, the dependence of the pressure in the brake chamber on the pressure at the outlet of the brake valve and the dependence of the pressure at the outlet of the brake valve on the pressure on the brake pedal, and the technical condition of the brake system of vehicles with a pneumatic brake drive is judged by the results of a sequential analysis of phase dynamic characteristics.

Для реализации предложенного способа, устройство для дифференциального диагностирования тормозных систем автотранспортных средств с пневматическим тормозным приводом, содержащее левую и правую секции, состоящие из рамы, на которую установлены электродвигатель, соединенный с ведущим барабаном через редуктор, между которыми установлен датчик тормозного момента, ведомый барабан, соединенный с ведущим барабаном через цепную передачу, а также ролик следящего действия, соединенный с датчиком угловой скорости, согласно изобретению дополнительно содержит компьютер, аналого-цифровой преобразователь, блок преобразователей, управляющее устройство, блок управления работой электродвигателей, два датчика давления, датчик усилия на педали тормоза и устройство создания нажимного усилия на педали тормоза, при этом выходы с датчиков давления угловых скоростей, тормозного момента и усилия на педали тормоза соединены с входом блока преобразователей, выход блока преобразователей соединен с аналоговым входом аналого-цифрового преобразователя, цифровой выход которого соединен с компьютером, управляющий выход компьютера соединен с цифровым входом аналого-цифрового преобразователя, аналоговый выход которого соединен с входом управляющего устройства, кроме этого вход управляющего устройства соединен с выходом блока преобразователей, выход управляющего устройства соединен со входом устройства создания нажимного усилия на педали тормоза и входом блока управления работой электродвигателей, выход которого соединен со входом электродвигателей.To implement the proposed method, a device for differential diagnosis of brake systems of vehicles with a pneumatic brake drive, containing the left and right sections, consisting of a frame on which an electric motor is mounted, connected to the driving drum through a gearbox, between which there is a brake torque sensor, a driven drum, connected to the driving drum via a chain drive, as well as a follow-up roller connected to the angular velocity sensor according to the invention It contains a computer, an analog-to-digital converter, a converter unit, a control device, an electric motor control unit, two pressure sensors, a force sensor on the brake pedals and a device for generating pressure on the brake pedals, while the outputs are from angular velocity pressure sensors, brake torque, and efforts on the brake pedals are connected to the input of the converter unit, the output of the converter unit is connected to the analog input of the analog-to-digital converter, the digital output of which is connected to by a computer, the control output of the computer is connected to the digital input of an analog-to-digital converter, the analog output of which is connected to the input of the control device, in addition, the input of the control device is connected to the output of the converter unit, the output of the control device is connected to the input of the device for generating pressure on the brake pedal and the input of the unit control the operation of electric motors, the output of which is connected to the input of the electric motors.

Именно заявляемая совокупность конструктивных признаков обеспечивает согласно способу дифференциального диагностирования тормозных систем автотранспортных средств с пневматическим тормозным приводом, а именно по анализу форм фазовых динамических характеристик диагностируемой тормозной системы, получать информацию о параметрах технического состоянии тормозной системы и выявлять конкретные причины технической неисправности, при несоответствии параметров тормозной системы требованиям безопасности ГОСТ Р 51709-2001, предъявляемым к тормозной эффективности и устойчивости автотранспортных средств при торможении.It is the claimed combination of design features that, according to the method of differential diagnosis of brake systems of vehicles with a pneumatic brake drive, provides an analysis of the phase dynamic characteristics of the diagnosed brake system, to obtain information about the parameters of the technical condition of the brake system and identify specific causes of a technical malfunction, if the brake parameters do not match system safety requirements GOST R 51709-2001, applicable to ormoznoy efficiency and stability of vehicles during braking.

Отличительной особенностью предлагаемого способа дифференциального диагностирования тормозных систем автотранспортных средств с пневматическим тормозным приводом является:A distinctive feature of the proposed method for differential diagnosis of brake systems of vehicles with pneumatic brake drive is:

- получение трех типов фазовых динамических характеристик;- obtaining three types of phase dynamic characteristics;

- последовательный анализ форм фазовых динамических характеристик в случае несоответствия полученных в результате диагностирования параметров тормозной эффективности и устойчивости автотранспортных средств при торможении требованиям стандарта.- a sequential analysis of the forms of phase dynamic characteristics in case of discrepancy between the parameters obtained as a result of the diagnosis of braking efficiency and stability of vehicles during braking to the requirements of the standard.

Отличительной особенностью предлагаемого устройства является:A distinctive feature of the proposed device is:

- наличие управляющего устройства, устройства создания усилия на педали тормоза, компьютера, что позволяет полностью автоматизировать процесс диагностирования и исключить влияние на получаемые результаты, как со стороны водителя, так и со стороны оператора-диагноста;- the presence of a control device, a device for creating effort on the brake pedals, a computer, which allows you to fully automate the diagnostic process and eliminate the effect on the results, both from the driver and the diagnostician;

- датчики давления позволяют получать фазовые динамические характеристики, на основе анализа которых определяется причина неисправности.- pressure sensors allow you to obtain phase dynamic characteristics, based on the analysis of which the cause of the malfunction is determined.

Заявленная группа изобретений соответствует требованию единства изобретения, поскольку группа разнообъектных изобретений образует единый изобретательский замысел, причем один из заявляемых объектов группы - способ дифференциального диагностирования тормозных систем автотранспортных средств с пневматическим тормозным приводом, при этом оба объекта направлены на решение одной и той же задачи - дифференциальное диагностирование тормозных систем автотранспортных средств с пневматическим тормозным приводом, что позволяет достичь нового технического результата, заключающегося в повышении безопасности движения автотранспортных средств в процессе торможения.The claimed group of inventions meets the requirement of unity of invention, since the group of diverse inventions forms a single inventive concept, moreover, one of the claimed objects of the group is a method for differential diagnosis of brake systems of vehicles with pneumatic brake drive, while both objects are aimed at solving the same problem - differential diagnosis of brake systems of vehicles with pneumatic brake drive, which allows to achieve but th technical result consisting in increasing the safety of movement of vehicles in braking.

Отличия от способа-прототипа и устройства-прототипа доказывают новизну заявляемой группы изобретений.Differences from the prototype method and the prototype device prove the novelty of the claimed group of inventions.

Новое влияние известных признаков на достигаемый технический результат позволяет сделать вывод о соответствии предлагаемой группы изобретений критерию «изобретательский уровень».A new influence of known features on the achieved technical result allows us to conclude that the proposed group of inventions meets the criterion of "inventive step".

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 изображена структурная схема устройства для проведения дифференциального диагностирования; на фиг.2 - фазовые динамические характеристики, представляющие собой зависимости тормозной силы на колесе от величины давления сжатого воздуха в тормозной камере: 1 - технически исправная тормозная система; 2 - низкое давление в тормозной камере; 3 - уменьшенный зазор между фрикционными накладками тормозных колодок и тормозным барабаном; 4 - увеличенный зазор между фрикционными накладками тормозных колодок и тормозным барабаном; на фиг.3 - фазовые динамические характеристики, представляющие собой зависимость давления в тормозной камере от давления на выходе из тормозного крана: 1 - пневматический тормозной привод исправен, 2 - повышенное трение поршня регулятора тормозных сил, на фиг.4 - фазовые динамические характеристики, представляющие собой зависимость давления на выходе из тормозного крана от усилия нажатия на педаль тормоза: 1 - тормозной кран исправен, 2 - повышенное трение поршня.The invention is illustrated by drawings, where figure 1 shows a structural diagram of a device for differential diagnosis; figure 2 - phase dynamic characteristics, which are the dependences of the braking force on the wheel on the pressure value of the compressed air in the brake chamber: 1 - technically sound brake system; 2 - low pressure in the brake chamber; 3 - reduced clearance between the friction linings of the brake pads and the brake drum; 4 - increased clearance between the friction linings of the brake pads and the brake drum; figure 3 - phase dynamic characteristics, which are the dependence of the pressure in the brake chamber on the pressure at the outlet of the brake valve: 1 - pneumatic brake drive is operational, 2 - increased friction of the piston of the brake force regulator, figure 4 - phase dynamic characteristics, representing the dependence of the pressure at the outlet of the brake valve on the pressure on the brake pedal: 1 - the brake valve is working, 2 - increased friction of the piston.

Предлагаемый способ реализован в устройстве для дифференциального диагностирования тормозных систем автотранспортных средств с пневматическим тормозным приводом, которое содержит левую и правую секции, состоящие из рамы (на чертеже не указано), ведущих 1, 2 и ведомых 3, 4 барабанов одинакового диаметра, соединенных между собой цепными передачами 5, 6, датчиков тормозного момента 7, 8, роликов следящего действия 9, 10 с датчиками угловой скорости 11, 12, редукторов 13, 14 и электродвигателей 15, 16, компьютер 17, соединенный с аналого-цифровым преобразователем 18, в который через блок преобразователей 19 поступают сигналы с датчика усилия на педали тормоза 20, с датчика давления, установленного на выходе из тормозного крана 21, датчика давления, установленного на входе в тормозную камеру 22, датчиков угловых скоростей 11, 12 и датчиков тормозного момента 7, 8, а через управляющее устройство 23, связанное с блоком управления 24 работой электродвигателями и устройством создания нажимного усилия на педали тормоза 25.The proposed method is implemented in a device for differential diagnosis of brake systems of vehicles with a pneumatic brake drive, which contains the left and right sections, consisting of a frame (not shown in the drawing), leading 1, 2 and driven 3, 4 drums of the same diameter, interconnected chain transmissions 5, 6, braking torque sensors 7, 8, follow-up rollers 9, 10 with angular velocity sensors 11, 12, gearboxes 13, 14 and electric motors 15, 16, a computer 17 connected to an analog-to-digital converter a body 18, into which, through a block of converters 19, signals from a force sensor to the brake pedal 20 are received, from a pressure sensor installed at the outlet of the brake valve 21, a pressure sensor installed at the entrance to the brake chamber 22, angular velocity sensors 11, 12, and sensors braking torque 7, 8, and through a control device 23 associated with the control unit 24 for the operation of electric motors and a device for generating pressure on the brake pedal 25.

Способ дифференциального диагностирования тормозных систем автотранспортных средств с пневматическим тормозным приводом осуществляется следующим образом. Автомобиль одной осью устанавливают на ролики 1, 2, 3, 4, 9, 10. На педаль тормоза монтируется устройство создания нажимного усилия 25 и датчик усилия на педали тормоза 20. На выходе из тормозного крана устанавливают датчик давления 21, а на входе в тормозные камеры датчик давления 22. На компьютере 17 запускают программу «Oscillograf», в которой устанавливают значение проскальзывания колеса относительно роликов 1, 2, 3, 4. В программе «Oscillograf» нажимают кнопку «Диагностика», после чего сигнал с компьютера 17 поступает через аналого-цифровой преобразователь 18 и управляющее устройство 23 в блок управления 24, который запускает электродвигатели 15, 16, а по истечении времени 5 секунд управляющий сигнал поступает в устройство создания нажимного усилия 25, которое приводит в действие педаль тормоза. Данные с датчиков давления 21, 22, угловых скоростей 11, 12, тормозного момента 7, 8 и усилия на педали тормоза 20 через блок преобразователей 19, аналого-цифровой преобразователь 18 поступают в компьютер 17, где обрабатываются и сохраняются. По достижении на обоих колесах автомобиля значения величины проскальзывания, равной 60%, из компьютера 17 на блок управления 24 и устройство создания нажимного усилия 25 на педали тормоза, через аналого-цифровой преобразователь 18, управляющее устройство 23 поступает управляющий сигнал, который отключает электродвигатели 15, 16 и устройство создания нажимного усилия на педали тормоза, а на экране компьютера 17 выводится информация о параметрах тормозной эффективности и устойчивости автотранспортного средства при торможении. В случае их несоответствия нормативам программа автоматически анализирует полученные в процессе диагностирования фазовые динамические характеристики и указывает конкретные причины технической неисправности тормозной системы автотранспортного средства.The method of differential diagnosis of brake systems of vehicles with pneumatic brake drive is as follows. The car is mounted on rollers 1, 2, 3, 4, 9, 10 with one axis. A pressure force device 25 and a force sensor are mounted on the brake pedal 20. The pressure sensor 21 is installed at the outlet of the brake valve, and the pressure sensor 21 is installed at the entrance to the brake the pressure sensor 22. On the computer 17, run the Oscillograf program, in which the wheel slip value relative to the rollers 1, 2, 3, 4 is set. In the Oscillograf program, the Diagnostics button is pressed, after which the signal from the computer 17 is transmitted through an analog digital converter 18 and the control device 23 to the control unit 24, which starts the electric motors 15, 16, and after 5 seconds the control signal is supplied to the device for creating a pressing force 25, which drives the brake pedal. Data from pressure sensors 21, 22, angular velocities 11, 12, braking torque 7, 8 and the effort on the brake pedal 20 through the block of converters 19, the analog-to-digital converter 18 are sent to the computer 17, where they are processed and stored. Upon reaching the value of the slip value equal to 60% on both wheels of the car, from the computer 17 to the control unit 24 and the device for generating the pressing force 25 on the brake pedals, an analog-to-digital converter 18, the control device 23 receives a control signal that turns off the electric motors 15, 16 and a device for generating a pressing force on the brake pedals, and information on the parameters of the braking efficiency and stability of the vehicle during braking is displayed on the computer screen 17. If they do not meet the standards, the program automatically analyzes the phase dynamic characteristics obtained during the diagnosis process and indicates the specific causes of the technical malfunction of the vehicle’s brake system.

Пример, подтверждающий конкретное выполнение способа дифференциального диагностирования рабочей тормозной системы автомобиля КамАЗ-5320.An example confirming the specific implementation of the method of differential diagnosis of the working brake system of the KamAZ-5320 automobile.

Автомобиль КамАЗ-5320 колесами передней оси устанавливают на ролики 1, 2, 3, 4, 9, 10. На педаль тормоза производят монтаж устройства создания нажимного усилия 25 и датчика усилия на педали тормоза 20. На выходе из тормозного крана устанавливают датчик давления 21, а на входе в тормозные камеры датчик давления 22. На компьютере 17 запускают программу «Oscillograf», в которой устанавливают значение проскальзывания колеса относительно роликов 1, 2, 3, 4, равное 40%. В программе «Oscillograf» нажимают кнопку «Диагностика», после чего сигнал с компьютера 17 поступает через аналого-цифровой преобразователь 18 и управляющее устройство 23 в блок управления 24, который запускает электродвигатели 15, 16, а по истечении времени 5 секунд управляющий сигнал поступает в устройство создания нажимного усилия 25, которое приводит в действие педаль тормоза. Данные с датчиков давления 21, 22, угловых скоростей 11, 12, тормозного момента 7, 8 и усилия на педали тормоза 20 через блок преобразователей 19, аналого-цифровой преобразователь 18 поступают в компьютер 17, где обрабатываются, анализируются и сохраняются. По достижении на обоих колесах автомобиля значения величины проскальзывания, равного 40%, из компьютера 17 на блок управления 24 и устройство создания нажимного усилия 25 на педали тормоза, через аналого-цифровой преобразователь 18, управляющее устройство 23 поступает управляющий сигнал, который отключает электродвигатели 15, 16 и устройство создания нажимного усилия 25 на педали тормоза. На экране компьютера 17 выводятся значения усилия на педали тормоза, удельные тормозные силы на правом и левом колесе, а также относительная разность тормозных сил на правом и левом колесе. В случае их несоответствия требованиям ГОСТ Р 51709-2001 программа автоматически анализирует фазовые динамические характеристики, полученные в процессе диагностирования, и указывает конкретные причины технической неисправности тормозной системы автотранспортного средства.The KAMAZ-5320 car is mounted on the rollers 1, 2, 3, 4, 9, 10 by the wheels of the front axle. A device for creating a pressure force 25 and a force sensor are mounted on the brake pedal on the brake pedal 20. At the outlet of the brake valve, a pressure sensor 21 is installed. and at the entrance to the brake chambers, the pressure sensor 22. On the computer 17 run the program "Oscillograf", which sets the value of the wheel slippage relative to the rollers 1, 2, 3, 4, equal to 40%. In the Oscillograf program, the Diagnostics button is pressed, after which the signal from the computer 17 enters through the analog-to-digital converter 18 and the control device 23 to the control unit 24, which starts the electric motors 15, 16, and after 5 seconds the control signal enters a force generating device 25, which drives the brake pedal. Data from pressure sensors 21, 22, angular velocities 11, 12, braking torque 7, 8 and the efforts on the brake pedal 20 through the block of converters 19, the analog-to-digital converter 18 enter the computer 17, where they are processed, analyzed and stored. Upon reaching the value of the slip value equal to 40% on both wheels of the car, from the computer 17 to the control unit 24 and the device for generating the pressing force 25 on the brake pedals, an analogue-digital converter 18, the control device 23 receives a control signal that turns off the electric motors 15, 16 and a device for generating a pressing force 25 on the brake pedal. On the computer screen 17 displays the values of the force on the brake pedals, the specific braking forces on the right and left wheels, as well as the relative difference of the braking forces on the right and left wheels. If they do not meet the requirements of GOST R 51709-2001, the program automatically analyzes the phase dynamic characteristics obtained during the diagnosis process and indicates the specific causes of the technical malfunction of the vehicle’s brake system.

После диагностирования рабочей тормозной системы колес передней оси автомобиля КаМАЗ-5320, в аналогичной последовательности проводится диагностирование рабочей тормозной системы колес средней и задней осей.After diagnosing the working brake system of the wheels of the front axle of the KAMAZ-5320, in a similar sequence, the working brake system of the wheels of the middle and rear axles is diagnosed.

Предлагаемые способ и устройство могут применяться на постах инструментального контроля, станциях диагностики, базах централизованного технического обслуживания автотранспортных средств, автотранспортных предприятиях, станциях технического обслуживания, на автосборочных заводах.The proposed method and device can be used at tool control posts, diagnostic stations, centralized maintenance bases for motor vehicles, motor transport enterprises, service stations, and car assembly plants.

Преимущества предложенного способа дифференциального диагностирования тормозных систем автотранспортных средств с пневматическим тормозным приводом и устройства для его осуществления по сравнению с прототипом (см. патент №2278362, МПК G01L 5/28 (2006.01), Стенд комбинированный для контроля тормозов и тяговых качеств автомобилей модели СК2 К267, Паспорт-инструкция СК2.00.00.00 ПС) состоят в повышении безопасности движения автотранспортных средств при торможении, за счет повышения информативности диагностирования и выявления причин неисправностей тормозных систем при несоответствии их параметров требованиям безопасности ГОСТ Р 51709-2001, предъявляемым к техническому состоянию тормозных систем: пропуски отказов снижаются с 33 до 7%, ложная тревога с 13 до 9%, а трудоемкость на 38%, что позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого изобретения критерию «промышленная применимость».The advantages of the proposed method for differential diagnosis of brake systems of vehicles with a pneumatic brake drive and a device for its implementation compared to the prototype (see patent No. 2278362, IPC G01L 5/28 (2006.01), Combined stand for monitoring the brakes and traction qualities of automobiles of model SK2 K267 , Passport-instruction SK2.00.00.00 PS) consist in increasing the safety of vehicles when braking, by increasing the information content of diagnosing and identifying the causes of malfunctions of brain systems when their parameters do not meet the safety requirements of GOST R 51709-2001 for the technical condition of brake systems: failure passes are reduced from 33 to 7%, false alarms from 13 to 9%, and labor intensity by 38%, which allows us to conclude that of the claimed invention, the criterion of "industrial applicability".

Claims

1. The method of differential diagnosis of brake systems of vehicles with a pneumatic brake drive, which consists in obtaining and analyzing the forms of phase dynamic characteristics, which are the dependence of the magnitude of the signal at the output on the magnitude of the signal at the entrance to the diagnostic object, characterized in that in the process of diagnosis three types are determined phase dynamic characteristics: the dependence of the braking force on the car wheel on the pressure in the brake chamber, the dependence of the pressure in the brake chamber on the pressure at the outlet of the brake valve and the dependence of the pressure at the exit of the brake valve on the pressure of pressing the brake pedal, and the technical condition of the brake system of vehicles with pneumatic brake drive is judged by the results of a sequential analysis of the forms of phase dynamic characteristics.

2. A device for differential diagnosis of brake systems of vehicles with a pneumatic brake drive, containing the left and right sections, consisting of a frame on which an electric motor is mounted, connected to the driving drum through a gearbox, between which a brake torque sensor, a driven drum connected to drive drum through a chain drive, as well as a follow-up roller connected to an angular velocity sensor, characterized in that it further comprises a comp a computer, an analog-to-digital converter, a converter unit, a control device, an electric motor control unit, two pressure sensors, a force sensor on the brake pedals and a device for generating pressure on the brake pedals, while outputs from pressure sensors, angular velocities, braking torque and force the brake pedals are connected to the input of the converter unit, the output of the converter unit is connected to the analog input of the analog-to-digital converter, the digital output of which is connected to the computer, controlling the output of the computer is connected to the digital input of the analog-to-digital converter, the analog output of which is connected to the input of the control device, in addition, the input of the control device is connected to the output of the converter unit, the output of the control device is connected to the input of the force generating device on the brake pedals and the input of the control unit the operation of electric motors, the output of which is connected to the input of the electric motors.