RU2824950C1 - Roller test bench for vehicle braking properties - Google Patents
Roller test bench for vehicle braking properties Download PDFInfo
- Publication number
- RU2824950C1 RU2824950C1 RU2024103339A RU2024103339A RU2824950C1 RU 2824950 C1 RU2824950 C1 RU 2824950C1 RU 2024103339 A RU2024103339 A RU 2024103339A RU 2024103339 A RU2024103339 A RU 2024103339A RU 2824950 C1 RU2824950 C1 RU 2824950C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- roller
- force
- measuring
- braking force
- stand
- Prior art date
Links
- 238000012360 testing method Methods 0.000 title claims abstract description 30
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 claims description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 238000013461 design Methods 0.000 description 5
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 208000005408 Metatarsus Varus Diseases 0.000 description 1
- 230000003213 activating effect Effects 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 230000008030 elimination Effects 0.000 description 1
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
Abstract
Description
Изобретение относится к области испытаний и диагностирования технического состояния транспортных средств, а именно к оборудованию для испытаний и проверки технического состояния тормозных систем.The invention relates to the field of testing and diagnosing the technical condition of vehicles, namely to equipment for testing and checking the technical condition of braking systems.
Известно устройство для контроля эффективности торможения автотранспортного средства [патент RU 2 333118, МПК B60T 17/22, G01L 5/28, G01M 17/007]. Принцип работы устройства заключается в принудительном устранении перекоса проверяемых колес относительно поперечной оси платформы стенда за счет самоподстройки положения платформы стенда относительно положения колес диагностируемой оси автотранспортного средства. Недостатками устройства является то, что устройство механизма самоподстройки положения платформы стенда имеет громоздкую и сложную конструкцию, что обусловливает большую металлоемкость и энергоемкость стенда, а также затрудняет процесс его монтажа и возможность обеспечения своевременного обслуживания в процессе эксплуатации.A device for monitoring the braking efficiency of a motor vehicle is known [patent RU 2 333118, IPC B60T 17/22, G01L 5/28, G01M 17/007]. The operating principle of the device consists in the forced elimination of the skew of the wheels being tested relative to the transverse axis of the stand platform by self-adjusting the position of the stand platform relative to the position of the wheels of the diagnosed axle of the vehicle. The disadvantages of the device are that the device of the self-adjusting mechanism of the stand platform position has a cumbersome and complex design, which causes a high metal and energy consumption of the stand, and also complicates the process of its installation and the possibility of ensuring timely maintenance during operation.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату, принятым за прототип, является силовой роликовый тормозной стенд модели СТМ 3500М производства НПФ "МЕТА", [Описание типа средств измерений для Государственного Реестра № 38044-13 - Стенды тормозные СТМ. Режим доступа: https://fgis.gost.ru/fundmetrology/registry/4/items/347717]. Принцип работы стенда заключается в принудительном вращении колес диагностируемой оси автомобиля опорными роликами стенда и измерении касательных сил, возникающих на поверхности ведущих опорных роликов при активации тормозной системы испытуемого автомобиля.The closest in technical essence and achieved result, adopted as a prototype, is the power roller brake test stand model STM 3500M manufactured by NPF "META", [Description of the type of measuring instruments for the State Register No. 38044-13 - STM brake stands. Access mode: https://fgis.gost.ru/fundmetrology/registry/4/items/347717 ]. The operating principle of the stand is the forced rotation of the wheels of the diagnosed axle of the vehicle by the support rollers of the stand and the measurement of tangential forces arising on the surface of the leading support rollers when activating the braking system of the vehicle under test.
Общими признаками заявляемого устройства с прототипом является наличие правой и левой пары роликов, каждая из которых соединена цепью и имеет привод в виде мотор-редуктора, установленного балансирно и связанного с датчиком усилия, создаваемого реактивным моментом на корпусе мотор-редуктора, ролик измерения скорости вращения колеса и определения момента блокировки колеса.The common features of the claimed device with the prototype are the presence of a right and left pair of rollers, each of which is connected by a chain and has a drive in the form of a gear motor installed in a balance beam and connected to a force sensor created by the reactive torque on the housing of the gear motor, a roller for measuring the speed of rotation of the wheel and determining the moment of wheel locking.
Недостатками устройства является то, что в рассматриваемой конструкции стенда не предусмотрено измерение составляющей тормозной силы, направленной вдоль оси роликов, которая возникает, например, при наличии схождения управляемых колес испытуемого автомобиля, или при перекосе проверяемых колес относительно поперечной оси платформы стенда. Вследствие этого снижается достоверность оценки технического состояния тормозной системы, так как в таком случае измеряется не полная тормозная сила, а лишь ее составляющая, перпендикулярная оси роликов. Как следует из вышеизложенного, вероятнее всего значение измеренной тормозной силы будет заниженным.The disadvantages of the device are that the stand design under consideration does not provide for measuring the component of the braking force directed along the roller axis, which occurs, for example, when the steered wheels of the vehicle being tested are toeing in, or when the wheels being tested are skewed relative to the transverse axis of the stand platform. As a result, the reliability of the assessment of the technical condition of the braking system is reduced, since in this case it is not the total braking force that is measured, but only its component perpendicular to the roller axis. As follows from the above, the value of the measured braking force will most likely be underestimated.
Целью изобретения является повышение достоверности оценки технического состояния тормозной системы автомобиля путем измерения полной тормозной силы. The aim of the invention is to increase the reliability of assessing the technical condition of a vehicle's braking system by measuring the total braking force.
Поставленная цель достигается тем, что в роликовом стенде силового типа для испытания тормозных качеств автомобилей, содержащем правую и левую пары роликов (по числу одновременно испытуемых колес), каждая из которых соединена цепью и имеет привод в виде мотор-редуктора, установленного балансирно и связанного с датчиком усилия, создаваемого реактивным моментом на корпусе мотор-редуктора, следящий ролик измерения скорости вращения колеса, задние ролики на правой и левой платформах выполнены с возможностью осевого перемещения, с торцевыми частями осей роликов связаны датчики осевых усилий, при этом полная тормозная сила на каждом колесе в процессе испытаний определяется по формуле: The stated objective is achieved by the fact that in a roller stand of a power type for testing the braking qualities of cars , containing right and left pairs of rollers (according to the number of simultaneously tested wheels), each of which is connected by a chain and has a drive in the form of a gear motor installed as a balancer and connected to a sensor of the force created by the reactive torque on the housing of the gear motor, a follow-up roller for measuring the speed of rotation of the wheel, the rear rollers on the right and left platforms are made with the possibility of axial movement, with the end parts of the roller axes connected to sensors of axial forces, while the total braking force on each wheel during the tests is determined by the formula:
где Рп - составляющая тормозной силы, перпендикулярная оси ролика и определяемая датчиком усилия, создаваемого реактивным моментом на корпусе мотор-редуктора; where P p is the component of the braking force perpendicular to the roller axis and determined by the force sensor created by the reactive torque on the motor-reducer housing;
Ро - составляющая тормозной силы, параллельная оси ролика и определяемая датчиком осевого усилия.P o is the component of the braking force parallel to the roller axis and determined by the axial force sensor.
Устройство и работа роликового стенда для испытания тормозных качеств автомобилей проиллюстрировано на Фиг.1, Фиг.2, Фиг.3, Фиг.4.The structure and operation of the roller stand for testing the braking qualities of cars is illustrated in Fig. 1, Fig. 2, Fig. 3, Fig. 4.
Фиг.1 - Схема стенда. Вид сверху; Fig.1 - Stand diagram. Top view;
Фиг.2 - Положение испытуемых колес автомобиля на роликах стенда в начальной фазе испытаний, когда тормозная система не активирована; Fig. 2 - Position of the vehicle's test wheels on the stand rollers in the initial phase of testing, when the braking system is not activated;
Фиг. 3 - Положение испытуемых колес автомобиля на роликах стенда в финальной фазе испытаний, когда тормозная система активирована, тормозная сила принимает максимальное значение, колеса заблокированы, автомобиль смещен назад;Fig. 3 - Position of the vehicle's test wheels on the stand rollers in the final phase of testing, when the braking system is activated, the braking force reaches its maximum value, the wheels are locked, and the vehicle is shifted backwards;
Фиг. 4 - Вид сбоку. Схема сил, действующих в пятне контакта колеса с поверхностью заднего опорного ролика.Fig. 4 - Side view. Diagram of the forces acting in the contact patch of the wheel with the surface of the rear support roller.
Стенд состоит из двух симметричных пар роликов (по числу одновременно испытуемых колес). Каждая пара состоит из переднего 1 и заднего 2 ролика, соединенных гибкой зубчатой передачей 3, с приводом в виде мотор-редуктора 4, установленного балансирно и связанного с датчиком измерения усилия 5, создаваемого реактивным моментом на корпусе мотор-редуктора, ролика 6 измерения скорости вращения колеса 8 и определения момента блокировки колеса, датчика осевых усилий 7, коммутационного блока 9 и управляющего компьютера 10 с программным обеспечением для вычисления полной тормозной силы.The stand consists of two symmetrical pairs of rollers (according to the number of simultaneously tested wheels). Each pair consists of a front 1 and rear 2 roller, connected by a flexible gear transmission 3, with a drive in the form of a gear motor 4, installed as a balance beam and connected to a sensor for measuring the force 5 created by the reactive torque on the housing of the gear motor, a roller 6 for measuring the rotation speed of the wheel 8 and determining the moment of wheel locking, an axial force sensor 7, a switching unit 9 and a control computer 10 with software for calculating the total braking force.
Тормозной стенд работает следующим образом. Автомобиль заезжает на платформы стенда и устанавливается испытуемым колесом (колесами) на опорные ролики (см. Фиг.2). В начальной фазе испытаний колесо полностью опирается на оба ролика (передний и задний).The brake test stand operates as follows. The vehicle drives onto the test stand platforms and is placed with the tested wheel(s) on the support rollers (see Fig. 2). In the initial phase of testing, the wheel is fully supported by both rollers (front and rear).
Стенд включается и привод стенда начинает вращать опорные ролики. Инженер-испытатель, сидящий на водительском месте, плавно нажимает на педаль тормоза. На испытуемых вращающихся колесах автомобиля появляется и нарастает тормозной момент и, когда испытуемое колесо начинает блокироваться (останавливаться, что определяется следящим роликом), привод стенда стремится столкнуть автомобиль назад (по направлению вращения роликов стенда (см. Фиг.3). В момент блокировки колеса вертикальная нагрузка от веса автомобиля а, следовательно, и тормозная сила в основном ложится на задний приводной ролик. Данный процесс можно наблюдать с помощью видеозаписи испытания тормозной системы: [Проверка тормозов легкового автомобиля на роликовом стенде 14.05.2021, Режим доступа https://yandex.ru/video/preview/9396364012831067884]. The stand is switched on and the stand drive starts rotating the support rollers. The test engineer, sitting in the driver's seat, smoothly presses the brake pedal. The braking torque appears and increases on the rotating wheels of the vehicle being tested, and when the wheel being tested starts to lock (stop, which is determined by the follower roller), the stand drive tends to push the vehicle backwards (in the direction of rotation of the stand rollers (see Fig. 3). At the moment of wheel locking, the vertical load from the vehicle weight and, consequently, the braking force mainly falls on the rear drive roller. This process can be observed using a video recording of the brake system test: [Checking the brakes of a passenger car on a roller stand 05/14/2021, Access mode https://yandex.ru/video/preview/9396364012831067884].
Для грузового автомобиля подобный тест приведен на видеозаписи: [Тест грузового автомобиля на тормозном стенде. Режим доступа https://yandex.ru/video/preview/9826748174231317100]. A similar test for a truck is shown in the video: [Truck test on a brake test stand. Access mode https://yandex.ru/video/preview/9826748174231317100].
Также, в этот момент времени достигается максимальное тормозное усилие, которое регистрируется датчиком 5 стенда и которое определяется через эквивалентный реактивный момент, возникающий на корпусе мотор-редуктора, установленного балансирно. При этом, вследствие выбранной схемы конструкции привода датчиком 5 измеряется усилие Рп, перпендикулярное оси вращения опорных роликов. Силы, действующие в пятне контакта колеса на заднем опорном ролике стенда можно представить схемой, приведенной на Фиг.4 (Вид сбоку. Схема сил действующих в пятне контакта колеса с задним опорным роликом). На схеме, приведенной на Фиг. 4 приведены следующие обозначения:Also, at this moment in time, the maximum braking force is achieved, which is recorded by the sensor 5 of the stand and which is determined through the equivalent reactive torque arising on the housing of the gear motor installed as a balancer. In this case, due to the selected drive design scheme, the force P n is measured by the sensor 5, perpendicular to the axis of rotation of the support rollers. The forces acting in the contact patch of the wheel on the rear support roller of the stand can be represented by the diagram shown in Fig. 4 (Side view. Diagram of the forces acting in the contact patch of the wheel with the rear support roller). The diagram shown in Fig. 4 shows the following designations:
Мт1 - крутящий (тяговый) момент на осях опорных роликов, передаваемый приводом стенда; M t1 - torque (traction) moment on the axes of the support rollers, transmitted by the stand drive;
Мт2 - тормозной момент, передаваемый на привод стенда со стороны заторможенного колеса; М t2 - braking torque transmitted to the stand drive from the side of the braked wheel;
Ртяг - тяговая, сила, действующая в пятне контакта колеса с поверхностью опорного ролика, формируемая тяговым моментом Мт1;P traction - traction force acting in the contact patch of the wheel with the surface of the support roller, formed by the traction moment M t1 ;
Рп - составляющая тормозной силы, перпендикулярная оси ролика и определяемая датчиком 5 усилия, создаваемого реактивным моментом на корпусе мотор-редуктора, установленного балансирно.P p is the component of the braking force perpendicular to the roller axis and determined by the force sensor 5, created by the reactive torque on the housing of the gear motor, installed in a balance beam.
В процессе испытаний, по мере нарастания усилия в колесном тормозном механизме, в следствие наличия схождения управляемых колес (угол γ на схеме Фиг.1), или при наличии перекоса проверяемых колес относительно поперечной оси платформы стенда (что также приводит к наличию угла γ, значение которого неизвестно), на роликах стенда, кроме касательной силы в пятне контакта с задним роликом, перпендикулярной оси роликов, возникает осевая сила Ро, действующая вдоль оси опорных роликов. За счет наличия датчиков 7 осевой силы, установленных на правой и левой платформах стенда предлагаемой конструкции (см Фиг.1), это осевое усилие измеряется, и учет этого усилия позволяет определить по формуле (1), приведенной ранее, полную тормозную силу Робщ, развиваемую тормозным механизмом на испытуемом колесе. Определение изложенным методом полной тормозной силы повышает достоверность оценки технического состояния тормозной системы транспортного средства.During the tests, as the force in the wheel brake mechanism increases, due to the presence of toe-in of the steered wheels (angle γ in the diagram of Fig. 1), or in the presence of a skew of the tested wheels relative to the transverse axis of the stand platform (which also leads to the presence of angle γ, the value of which is unknown), on the rollers of the stand, in addition to the tangential force in the contact patch with the rear roller, perpendicular to the axis of the rollers, an axial force P o arises, acting along the axis of the support rollers. Due to the presence of axial force sensors 7 installed on the right and left platforms of the stand of the proposed design (see Fig. 1), this axial force is measured, and taking this force into account makes it possible to determine, using formula (1) given earlier, the total braking force P tot , developed by the braking mechanism on the tested wheel. Determining the total braking force by the described method increases the reliability of the assessment of the technical condition of the vehicle braking system.
Преимуществом предлагаемого тормозного стенда над выбранным прототипом и другими серийно-выпускаемыми стендами, основанными по принципу прототипа, является возможность измерения полной тормозной силы, возникающей на поверхности роликов как в плоскости, перпендикулярной оси роликов, так и с учетом силы, направленной вдоль оси роликов, возникающей вследствие схождения управляемых колес или перекоса проверяемых колес относительно поперечной оси платформы стенда. Учет данной составляющей обеспечивает повышение достоверности оценки технического состояния тормозной системы автомобиля. The advantage of the proposed brake test bench over the selected prototype and other serially produced test benches based on the prototype principle is the ability to measure the total braking force arising on the surface of the rollers both in the plane perpendicular to the roller axis and taking into account the force directed along the roller axis, arising due to the toe-in of the controlled wheels or the skew of the wheels being tested relative to the transverse axis of the test bench platform. Taking this component into account increases the reliability of the assessment of the technical condition of the vehicle's brake system.
Преимуществом предлагаемого стенда на аналогом (патент RU 2333118, МПК B60T 17/22, G01L 5/28, G01M 17/007) является то, что в предлагаемом стенде рассматриваемая задача решается более рациональным и экономичным способом, позволяющем упростить конструкцию, уменьшить ее металлоемкость и энергоемкость.The advantage of the proposed stand over its analogue (patent RU 2333118, IPC B60T 17/22, G01L 5/28, G01M 17/007) is that in the proposed stand the problem under consideration is solved in a more rational and economical way, allowing to simplify the design, reduce its metal consumption and energy consumption.
Claims (4)
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2824950C1 true RU2824950C1 (en) | 2024-08-16 |
Family
ID=
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2242386C1 (en) * | 2004-02-04 | 2004-12-20 | Иркутский государственный технический университет | Device to check efficiency of vehicle braking |
| RU2333118C1 (en) * | 2007-06-04 | 2008-09-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Иркутский государственный технический университет " (ГОУ ИрГТУ) | Device controlling motor vehicle braking efficiency (versions) |
| RU2365516C1 (en) * | 2008-04-08 | 2009-08-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Иркутский государственный технический университет" (ГОУ ИрГТУ) | Method to estimate vehicle braking efficiency and stability, anti-locking system serviceability and device to these effects |
| DE102011109357A1 (en) * | 2011-08-03 | 2012-03-22 | Daimler Ag | Testing system i.e. roller test bench, for testing motor car in hall, has detection device provided to recognize existence of error functions of component of vehicle based on steering angle that is adjusted by actuator |
| CN109238743A (en) * | 2018-09-21 | 2019-01-18 | 石家庄华燕交通科技有限公司 | A kind of wheel steering following control system |
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2242386C1 (en) * | 2004-02-04 | 2004-12-20 | Иркутский государственный технический университет | Device to check efficiency of vehicle braking |
| RU2333118C1 (en) * | 2007-06-04 | 2008-09-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Иркутский государственный технический университет " (ГОУ ИрГТУ) | Device controlling motor vehicle braking efficiency (versions) |
| RU2365516C1 (en) * | 2008-04-08 | 2009-08-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Иркутский государственный технический университет" (ГОУ ИрГТУ) | Method to estimate vehicle braking efficiency and stability, anti-locking system serviceability and device to these effects |
| DE102011109357A1 (en) * | 2011-08-03 | 2012-03-22 | Daimler Ag | Testing system i.e. roller test bench, for testing motor car in hall, has detection device provided to recognize existence of error functions of component of vehicle based on steering angle that is adjusted by actuator |
| CN109238743A (en) * | 2018-09-21 | 2019-01-18 | 石家庄华燕交通科技有限公司 | A kind of wheel steering following control system |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7493805B2 (en) | Apparatus and method for testing the performance of a vehicle | |
| EP1259790B1 (en) | Roller dynamometer and vehicle testing method | |
| CN107860503A (en) | A kind of automobile using flat board anti-force type brake inspection device | |
| RU2824950C1 (en) | Roller test bench for vehicle braking properties | |
| CN201697740U (en) | Device for measuring braking force of low-speed and high-torque engineering vehicle | |
| JPH06341929A (en) | Plate brake tester | |
| Bojko et al. | Analysis of brake testing methods in vehicle safety | |
| US20170146431A1 (en) | Dynamometer having a chassis to chassis load measurement device | |
| CN207798418U (en) | Inertia roller Multi-function service stand for vehicle | |
| CN105784229B (en) | Balance loaded type heavy vehicle chassis dynamometer | |
| CN101476957B (en) | Motor driven plate type braking force measuring apparatus of automobile | |
| CN208621333U (en) | A kind of automobile load lifting brake check-out console | |
| CN108680362B (en) | A kind of calibration method of Flat plate type brake verifying bench | |
| RU2297932C1 (en) | Methods of diagnosing condition of brake system of automobile furnished with antilocking system (versions); method of and device for diagnosing condition of automobile brake system | |
| JPH0454436Y2 (en) | ||
| RU2365516C1 (en) | Method to estimate vehicle braking efficiency and stability, anti-locking system serviceability and device to these effects | |
| RU2279361C1 (en) | Test stand | |
| NO156066B (en) | DEVICE FOR TESTING OF VEHICLE BRAKES. | |
| RU2193984C2 (en) | Vehicle brakes diagnosing hydromechanical force measuring stand | |
| RU2316438C1 (en) | Device for diagnosing condition of road vehicle brake system | |
| RU2783553C1 (en) | Stand for testing the braking qualities and suspension elements of automobiles | |
| JP3101681B2 (en) | Vehicle braking performance diagnostic device | |
| Du et al. | Analysis of Influencing Factors for Bench Inspection of Automobile Braking Performance | |
| RU85865U1 (en) | DEVICE FOR MEASURING THE WEIGHT OF THE CAR AXLE ON BRAKE STAINS WITH RUNNING DRUMS (OPTIONS) | |
| CN216116782U (en) | Brake anti-lock braking system detection platform |