PL225170B1 - Urządzenie do diagnostyki powietrznego układu hamulcowego - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest urządzenie do diagnostyki powietrznego układu hamulcowego zwłaszcza przyczep samochodowych oraz maszyn i przyczep rolniczych w ramach badań homologacyjnych i klasyfikacyjnych wyrobu.

Znany jest symulator do badania czasu reakcji powietrznych układów hamulcowych pojazdów samochodowych według wymagań opisanych w Regulaminie 13 Europejskiej Komisji Gospodarczej (Regulamin EKG ONZ nr 13. Jednolite przepisy dotyczące homologacji pojazdów kategorii M, N oraz O w zakresie hamowania (rev.4). Genewa, Szwajcaria: Europejska Komisja Gospodarcza ONZ, 2001).

Symulator do badania czasu reakcji posiada przyłącze A linii zasilającej z zaworem odcinającym i regulatorem ustawianym na 6,5 bar, przełącznik ciśnienia C1 w symulatorze, ustawiony na ciśnienie 0,65 bar i 4,9 bar, przełącznik ciśnienia C2 podłączony do siłownika hamulcowego przyczepy, pracujący przy 75% ciśnienia asymptotycznego w siłowniku hamulcowym przyczepy CF, manometr M, dławik O o średnicy nie mniejszej niż 4 i nie większej niż 4,3 mm, przyłącze kontrolne PP pomiaru ciśnienia w siłowniku hamulcowym, zbiornik R1 30 litrowy z zaworem odwadniającym, zasobnik kalibracyjny R2 z przyłączem TC o pojemności 385 ± 5 cm , zasobnik kalibracyjny R3 ze złączem TC ₃ o pojemności 1155 ± 15 cm , zawór odcinający RA, złącze przewodu zasilającego TA, zawór V sterujący hamulcami przyczepy, złącze przewodu sterującego TC.

Istotą wynalazku jest zastosowanie zaworów elektromagnetycznych w układzie pneumatycznym symulatora sterowanych z wyjść cyfrowych (TTL) karty pomiarowej systemu pomiarowo-diagnostycznego. Urządzenie do diagnostyki jedno- i dwuobwodowych powietrznych układów hamulcowych zwłaszcza maszyn i przyczep rolniczych, zawierające symulator, system pomiarowo-diagnostyczny oraz adapter wejściowo-wyjściowy, posiada też zawory elektromagnetyczne, gdzie dwudrogowe, dwupołożeniowe zawory elektromagnetyczne służą do ustawiania ciśnienia początk owego w zbiorniku symulatora podczas realizacji poszczególnych testów diagnostycznych, zaś zawory elektromagnetyczne (normalnie zamknięte) służą do zasilania sprężonym powietrzem układu hamulcowego badanej przyczepy w tym do zasilania układu dwuprzewodowego i do zasilania układu jednoprzewodowego. Urządzenie posiada też dwupołożeniowe trzydrogowe zawory elektromagnetyczne o działaniu bezpośrednim służące do uruchomienia hamulców przyczepy podczas sprawdzania czasu reakcji i sprawdzania pojemności zbiornika przyczepy, gdzie normalnie zamknięty zawór pracuje przy badaniu dwuprzewodowego układu hamulcowego przyczepy, zaś normalnie otwarty zawór pracuje przy badaniu jednoprzewodowego układu hamulcowego przyczepy. Urządzenie zawiera kartę pomiarową z wyjściami cyfrowymi TTL do sterowania pracą wszystkich zaworów elektromagnetycznych.

Urządzenie umożliwia sprawdzenie czasu reakcji, sprawdzenie szczelności instalacji pneum atycznej, sprawdzenie pojemności zbiornika sprężonego powietrza przyczepy oraz sprawdzenie poprawności regulacji skoku roboczego siłowników hamulcowych. Dzięki temu istnieje możliwość automatycznego sterowania parametrami oraz przebiegiem sesji diagnostycznej dla jedno- i dwuprzewodowych układów hamulcowych przyczep poprzez otwarcie lub zamknięcie odpowiednich zaworów elektromagnetycznych zgodnie z algorytmami programu komputerowego. Urządzenie może być wykorzystane w badaniach homologacyjnych, kwalifikacyjnych oraz w badaniach technicznych na Stacji Kontroli Pojazdów. Zaproponowane urządzenie umożliwia również wygenerowanie raportu z przebiegu sesji diagnostycznej.

Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony jest na rysunkach, gdzie fig. 1 przedstawia schemat blokowy urządzenia wraz ze schematem pneumatycznym symulatora i schematem dwuprzewodow ego układu hamulcowego przyczepy, zaś fig. 2 przedstawia schemat blokowy urządzenia wraz ze schematem pneumatycznym symulatora i schematem jednoprzewodowego układu hamulcowego badanej przyczepy.

Urządzenie według przedstawionego rozwiązania składa się z trzech podstawowych modułów: urządzenia symulującego układ hamulcowy ciągnika (symulatora), służącego do zasilania i sterowania układu hamulcowego badanej przyczepy, systemu pomiarowo-diagnostycznego, obejmującego komputer, urządzenie sterujące z kartą pomiarową, przetworniki ciśnienia i przetwornik przemieszczenia tłoka siłownika hamulcowego, program komputerowy do akwizycji pomiarów, graficznej prezentacji wyników, diagnozowania układu oraz wydruku protokołu z badań, oraz adaptera wejściowowyjściowego do zasilania przetworników pomiarowych i konwersji sygnałów napięciowych z przetworników do karty pomiarowej.

PL 225 170 B1

Symulator jest zasilany ze stacji przygotowania powietrza 1 poprzez zawór odcinający 2. Do wstępnego ustawienia wartości ciśnienia w instalacji symulatora (powyżej 8,5 bar) służy zawór redu kcyjny 3· Dokładne ustawienie ciśnienia w zbiorniku sprężonego powietrza 4 o pojemności 30 litrów, mierzonego za pomocą manometru 5 i przetwornika ciśnienia 6, uzyskuje się poprzez otwarcie wlotu lub wylotu za pomocą dwupołożeniowych dwudrogowych zaworów elektromagnetycznych 7 i 8 o działaniu bezpośrednim. Do zasilania badanej przyczepy w sprężone powietrze służą dwupołożeniowe dwudrogowe zawory elektromagnetyczne normalnie zamknięte: dla dwuprzewodowego układu hamulcowego należy otworzyć zawór 9 (fig. 1), dla układu jednoprzewodowego należy otworzyć zawór 10 (fig. 2). Do uruchomienia hamulców przyczepy podczas sprawdzania czasu reakcji (realizacji ham owania) wykorzystano dwupołożeniowe trzydrogowe zawory elektromagnetyczne o działaniu bezpośrednim: normalnie zamknięty zawór 11 dla dwuprzewodowego układu hamulcowego przyczepy (fig. 1) i normalnie otwarty zawór 12 dla jednoprzewodowego układu hamulcowego przyczepy (fig. 2). Przelotowość dławików 13 i 14 decydujących o szybkości sygnału ciśnieniowego sterującego hamulcami przyczepy, należy dobrać doświadczalnie w procesie kalibracji opisanym w Regulaminie 13 EKG, wykorzystując zbiorniki kalibracyjne 15 i 16 o pojemności odpowiednio 385 ± 5 cm i 1155 ± 15 cm . Pracą zaworów podczas sesji diagnostycznej steruje urządzenie sterujące 17 na podstawie sygnałów generowanych z wyjść cyfrowych karty pomiarowej po ich uprzednim wzmocnieniu.

Na rysunkach fig. 1 i fig. 2 pokazano również w sposób uproszczony schemat badanego pneumatycznego układu hamulcowego przyczepy w wersji dwuprzewodowej (fig. 1) i jednoprzewodowej (fig. 2). Na schematach tych wyróżniono zawór 18 uruchamiający hamulce przyczepy, zbiornik sprężonego powietrza 19 i siłownik hamulcowy 20 najbardziej oddalony od zaworu 18. Podczas sprawdzania dwuprzewodowych układów hamulcowych przewód zasilający jest podłączony do złącza 21, a przewód sterujący jest podłączony do złącza 22 symulatora (fig. 1). Podczas sprawdzania jednoprzewodowych układów hamulcowych przewód zasilający-sterujący jest podłączony do złącza 23 symulatora (fig. 2). Do rejestracji ciśnienia w zbiorniku przyczepy 19 i w siłowniku hamulcowym 20 służą przetworniki ciśnienia odpowiednio 24 i 25. Pomiar przemieszczenia tłoka siłownika odbywa się za pomocą przetwornika 26 (najlepiej enkoder linkowy). Wszystkie przetworniki zasilane są z adaptera wejściowo-wyjściowego 27, który przesyła również sygnały napięciowe z przetworników do karty pomiarowej. Komputerowy system pomiarowo-diagnostyczny 28 zapewnia rejestrację wyników pomiarów, ich prezentację na ekranie komputera oraz wydruk protokołu z badań.

Przed sprawdzaniem szczelności dwuprzewodowego pneumatycznego układu hamulcowego przyczepy (fig. 1) otwiera się zawór 7 i zawór 9 w celu napełnienia sprężonym powietrzem zbiornika 4 symulatora i zbiornika przyczepy 19 do wymaganego poziomu ciśnienia mierzonego w zbiorniku 4. Przed sprawdzeniem szczelności układu jednoprzewodowego otwiera się zawory 7 i 10 (fig. 2). Wymaganą wartość ciśnienia w zbiorniku 4, mierzonego przetwornikiem 6, ustala się otwierając lub zamykając zawory 7 i 8. Następnie zamyka się zawór 9 dla układu dwuprzewodowego lub zawór 10 dla układu jednoprzewodowego i po odłączeniu przyczepy od symulatora rejestruje spadek ciśnienia w zbiorniku przyczepy (przetwornik ciśnienia 24) w ciągu przyjętego przedziału czasu. Żądany poziom ciśnienia początkowego, czas pomiaru, jak i dopuszczalną wartość spadku ciśnienia ustala się w n astawach programu komputerowego stosownie do przyjętej metodyki badań. I tak np. w badaniach według polskiej normy PN-90/R-36123 (Ciągniki. Przyczepy i przyczepiane maszyny rolnicze. Powietrzny jednoprzewodowy układ przenoszący hamulców. Wymagania i badania) spadek ciśnienia mierzony w zbiorniku 19 przyczepy w czasie 10 min nie powinien być większy niż 2% ciśnienia początkowego, które ustala się po odłączeniu przewodu zasilającego. Jako poziom ciśnienia minimalnego przyjmuje się 6,5 bar w układach dwuprzewodowych przyczep i 5,8 bar w układach jednoprzewodowych.

Przed badaniem czasu reakcji w układzie dwuprzewodowym (fig. 1) ustala się ciśnienie minimalne w zbiorniku 4 symulatora na 6,5 bar przy otwartym zaworze 9 i podłączonym przewodzie zasilającym i sterującym przyczepy odpowiednio do złącza 21 i 22 symulatora. Następnie po zamknięciu zaworu elektromagnetycznego 7 jest uruchamiany zawór elektromagnetyczny 11, przez który sprężone powietrze przypływa do zaworu 18 uruchamiającego hamulce przyczepy. Wzrost ciśnienia w przewodzie sterującym powoduje przepływ sprężonego powietrza ze zbiornika 19 do siłowników hamulcowych przyczepy. Czas reakcji upływający pomiędzy chwilą, gdy ciśnienie w przewodzie sterującym (mierzone przetwornikiem 29) przekazane przez symulator osiągnie wartość 0,65 bar a chwilą, gdy ciśnienie mierzone przetwornikiem 25 w najbardziej oddalonym siłowniku hamulcowym 20 osiągnie 75% wartości ustalonej nie powinien przekraczać 0,4 s. Zgodnie z wymaganiami Regulaminu nr 13

PL 225 170 B1 przed badaniem czasu reakcji symulator powinien być nastawiony poprzez wybór dyszy 13 w taki sposób, aby przy przyłączeniu do niego zasobnika 15 o pojemności 385 cm czas potrzebny do wzrostu ciśnienia od 0,65 bar do 4,9 bar (odpowiednio 10% i 75% ciśnienia minimalnego 6,5 bar) wynosił 0,2 ± 0,01 sekundy. Jeżeli zamiast wspomnianego wyżej zasobnika jest wstawiony zasobnik 16 o pojemności 1155 cm , to wtedy czas wzrostu ciśnienia od 0,65 bar do 4,9 bar bez dalszej regulacji powinien wynosić 0,38 ± 0,02 sekundy. Pomiędzy tymi dwiema wartościami ciśnienie powinno narastać w przybliżeniu liniowo.

Czas reakcji układu jednoprzewodowego (fig. 2) jest liczony od chwili, gdy ciśnienie w przewodzie sterująco-zasilającym (mierzone przetwornikiem 30) przekazane przez symulator po uruchomieniu zaworu 12 (normalnie otwartego) spadnie do 90% ciśnienia początkowego równego 5,8 bar do chwili, gdy ciśnienie w siłowniku hamulcowym osiągnie wartość 75% ciśnienia ustalonego. Symulator powinien być nastawiony poprzez wybór dyszy 14 w taki sposób, aby przy podłączeniu do niego zasobnika 15 o pojemności 385 cm czas potrzebny do spadku ciśnienia od 5,22 bar do 1,45 bar (odpowiednio 90% i 25% znamionowego ciśnienia wynoszącego 5,8 bar) wynosił 0,2 ± 0,01 s. Jeśli zasob₃ nik 16 o pojemności 1155 cm jest wstawiony zamiast wyżej wspomnianego zasobnika, to czas spadku ciśnienia od 5,22 bar do 1,45 bar bez dalszej regulacji powinien wynosić 0,38 ± 0,02 s.

Przed sprawdzeniem pojemności zbiornika powietrza przyczepy z układem dwuprzewodowym (fig. 1) należy ustalić wartość ciśnienia początkowego w zbiorniku 19 przyczepy na 8,5 bar. Pojemność zbiornika 19 powinna być taka, aby przy odciętym zasilaniu (zawór 9 zamknięty, a przewód zasilający odłączony od złącza 21) po ośmiu bezpośrednio następujących po sobie zahamowaniach ciśnienie w siłowniku hamulcowym 20 nie spadło poniżej połowy wartości po pierwszym zahamowaniu. Ciśnienie uruchamiające zawór hamulcowy przyczepy (ustalane w zbiorniku symulatora) powinno za każdym razem mieć wartość 7,5 bar.

Pojemność zbiornika przyczepy z układem jednoprzewodowym (fig. 2) po odcięciu zasilania od symulatora sprawdza się identycznie jak w układzie dwuprzewodowym wymuszając 8 zahamowań urządzeniem luzującym zaworu hamulcowego 18 przyczepy. Ponieważ jest to uciążliwe, można ograniczyć się do sprawdzenia spadku ciśnienia od początkowego równego 5,8 bar po jednym pełnym zahamowaniu, po uruchomieniu zaworu 12. Zgodnie z polską normą PN-90/R-36123 spadek ciśnienia nie powinien być większy niż 0,5 bar i nie mniejszy niż. 0,3 bar. Dzięki wyposażeniu urządzenia diagnostycznego w przetwornik przemieszczenia 26 można dodatkowo wyznaczać dla dowolnego siłownika quasi-statyczny przebieg przemieszczenia tłoczyska siłownika w zależności od ciśnienia. Powolne narastanie ciśnienia uzyskuje się przez krótkotrwałe otwieranie i zamykanie zaworu 11 dla układu dwuprzewodowego, a 12 dla jednoprzewodowego. Na podstawie wykresu zmian ciśnienia w siłowniku w funkcji przemieszczenia tłoczyska można określić poprawność wyregulowania skoku siłownika h amulcowego, tj. wartość skoku jałowego (do styku okładzin z rotorem: bębnem lub tarczą hamulcową) oraz wartość skoku roboczego siłownika. Według standardów amerykańskich (North American standard out-of-service criteria. Commercial Vehicle Safety Alliance) skok jałowy siłownika powinien mieścić się w zakresie od 12,7 do 15,9 mm (od 0,5 do 0,635”) dla hamulców bębnowych, od 19,1 do 22,2 mm (od 0,75 do 0,875”) dla hamulców tarczowych. Natomiast graniczna wartość skoku roboczego nie powinna przekraczać około 80% maksymalnego skoku siłownika (dokładne wartości są podawane dla każdego typu siłownika membranowego).

Claims (3)

1. Urządzenie do diagnostyki jedno- i dwuobwodowych powietrznych układów hamulcowych zwłaszcza maszyn i przyczep rolniczych, zawierające symulator, system pomiarowo-diagnostyczny oraz adapter wejściowo-wyjściowy, znamienne tym, że posiada zawory elektromagnetyczne (7), (8), (9), (10), (11), (12), gdzie dwudrogowe, dwupołożeniowe zawory elektromagnetyczne (7) i (8) służą do ustawiania ciśnienia początkowego w zbiorniku (4) symulatora podczas realizacji poszczególnych testów diagnostycznych, zaś zawory elektromagnetyczne (9) i (10) normalnie zamknięte służą do zasilania układu hamulcowego badanej przyczepy w sprężone powietrze: zawór (9) do zasilania układu dwuprzewodowego, zawór (10) do zasilania układu jednoprzewodowego.

2. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że posiada dwupołożeniowe trzydrogowe zawory elektromagnetyczne (11) i (12) o działaniu bezpośrednim służące do uruchomienia hamulców przyczepy podczas sprawdzania czasu reakcji i sprawdzania pojemności zbiornika przyczepy, gdzie

PL 225 170 B1 normalnie zamknięty zawór (11) pracuje przy badaniu dwuprzewodowego układu hamulcowego przyczepy, zaś normalnie otwarty zawór (12) pracuje przy badaniu jednoprzewodowego układu hamulcowego przyczepy.

3. Urządzenie według zastrz. 2, znamienne tym, że zawiera kartę pomiarową z wyjściami cyfrowymi TTL do sterowania pracą wszystkich zaworów elektromagnetycznych.