BADANIA UKLADÓW HAMULCOWYCH

Transkrypt

1 BADANIA UKLADÓW HAMULCOWYCH EWA KULI, BOGDAN ÓŁTOWSKI Streszczenie Skuteczne oraz niezawodne działanie układów hamulcowych pojazdów samochodowych stanowi podstaw ich bezpiecznego u ytkowania. Wynikaj ce z zasad działania hamulców ciernych, procesy zu ycia elementów układu wpływaj niekorzystnie na mo liwo realizacji zada i wymagania stawiane układom hamulcowym. Wobec tego niezb dne jest przeprowadzanie systematycznych kontroli działania hamulców. Kontrole takie s realizowane metodami diagnostycznymi, w ramach okresowych bada technicznych pojazdów. Diagnostyczne metody bada układów hamulcowych zale od przeznaczenia i rozwi za konstrukcyjnych tych układów, przy czym zasadnicze znaczenie ma sposób uruchamiania mechanizmów hamulcowych. Zakres i sposoby diagnozowania poszczególnych rodzajów mechanizmów uruchamiaj cych s zasadniczo odmienne, natomiast ocena skuteczno ci i równomierno ci działania hamulców jest taka sama dla wszystkich rodzajów układów hamulcowych pojazdów. Słowa kluczowe: układ hamulcowy, badanie układów hamulcowych, skuteczno działania hamulców 1. Wst p Układ hamulcowy samochodu powinien wytworzy na osiach kół jezdnych momenty hamuj ce, umo liwiaj ce w sposób kontrolowany przez kierowc zmniejszanie pr dko ci jazdy, a tak e unieruchomienie pojazdu na postoju. Ka dy układ hamulcowy, niezale nie od jego przeznaczenia i rozwi zania konstrukcyjnego, mo na podzieli na mechanizmy hamulcowe i mechanizmy steruj ce (uruchamiaj ce) hamulcami. Cierne mechanizmy hamulcowe wytwarzaj momenty hamuj ce wskutek tarcia odpowiednich powierzchni współpracuj cych elementów, z których jedne s zwi zane kinematycznie z kołami jezdnymi, a drugie z nieruchomymi obrotowo elementami podwozia. Zadaniem mechanizmu steruj cego jest przenoszenie oraz zwielokrotnienie siły nacisku z pedału hamulca lub d wigni (w przypadku uruchamiania r cznego) do mechanizmu hamulcowego. Mechanizm steruj cy hamulcami powinien: umo liwi uzyskanie du ych przeło e siłowych, zapewni proporcjonalno siły działaj cej na mechanizm hamulcowy w stosunku do siły wywieranej przez kierowc na pedał hamulca (umo liwia to kierowcy panowanie nad przebiegiem hamowania), zapewni zało ony rozkład sił hamowania na kołach poszczególnych osi pojazdu, co umo liwia pełniejsze wykorzystanie przyczepno ci opon do jezdni w zale no ci od rozkładu obci e osi,

2 127 Studies & Proceedings of Polish Association for Knowledge Management Nr 47, 2011 zapewni mo liwie najkrótszy czas przenoszenia siły od pedału hamulca do mechanizmów hamulcowych. Analiza rozwi za konstrukcyjnych układów hamulcowych współczesnych pojazdów samochodowych pozwala wyrazi pogl d, e w przypadku [1]: mechanizmów hamulcowych powszechnie stosuje si hamulce b bnowe oraz tarczowe. W ostatnich latach, ze wzgl du na liczne zalety, hamulce tarczowe poza samochodami osobowymi s coraz szerzej stosowane równie w samochodach ci arowych, autobusach, przyczepach i naczepach; mechanizmów steruj cych (uruchamiaj cych) hamulcami powszechnie stosuje si hydrauliczne mechanizmy steruj ce w samochodach osobowych i dostawczych. Układ hamulcowy nale y ponadto do tych układów samochodu, które maj bezpo redni wpływ na bezpiecze stwo. Jednym z podstawowych warunków bezpiecze stwa ruchu drogowego jest panowanie kierowcy w ka dej chwili nad pr dko ci jazdy (obok panowania nad kierunkiem jazdy). Z tego powodu stan techniczny układu hamulcowego pojazdu dopuszczonego do ruchu po drogach publicznych nie mo e budzi zastrze e. Tote wymagania dotycz ce układów hamulcowych okre- lone s odpowiednimi aktami prawnymi. Okre lanie stanu technicznego układów hamulcowych pojazdów samochodowych wymaga znajomo ci metod diagnozowania, parametrów diagnostycznych i kryteriów oceny stanu technicznego oraz urz dze diagnostycznych stosowanych na stacjach kontroli pojazdów. W grupie urz dze stanowiskowych szczególn rol odgrywaj urz dzenia do oceny skuteczno ci i równomierno ci działania hamulców: stanowiska rolkowe i stanowiska płytowe do pomiaru sił hamowania na kołach. W urz dowych stacjach kontroli pojazdów najbardziej rozpowszechnione s urz dzenia rolkowe do badania skuteczno ci działania hamulców metod quasi-statyczn. Ogólna budowa i zasada działania urz dze rolkowych ró nych producentów jest podobna, natomiast poszczególne rozwi zania ró ni si szczegółami konstrukcyjnymi. W ostatnich latach nast pił znaczny post p w konstrukcji urz dze do badania układów hamulcowych pojazdów samochodowych. W szczególno ci dotyczy to nowej generacji urz dze rolkowych uniwersalnych i do badania samochodów ci arowych, najnowszych rozwi za przyrz dów do badania opó nienia hamowania i kontroli układów przeciwblokuj cych oraz skomputeryzowanych stanowisk do badania powietrznych zespołów hamulcowych. 2. Rodzaje i zadania układów hamulcowych Układem hamulcowym nazywamy zespół f mechanizmów umo liwiaj cych zmniejszanie pr dko ci jazdy oraz zatrzymanie pojazdu. Składa si on z dwóch grup zespołów: mechanizmów hamulcowych, mechanizmów uruchamiaj cych hamulce (mechanizmów steruj cych). Mechanizmy hamulcowe s bezpo rednio zwi zane z kołami jezdnymi i słu do wytworzenia momentu tarcia w hamulcach. Pod wzgl dem konstrukcyjnym mechanizmy hamulcowe dzielimy na: - szcz kowo-b bnowe, - tarczowe. - ta mowe.

3 128 Ewa Kuli, Bogdan ółtowski Badania ukladów hamulcowych W hamulcach szcz kowo-b bnowych moment hamowania powstaje wskutek tarcia wewn trznej powierzchni obracaj cego si wraz z kołem b bna hamulcowego o umieszczone wewn trz b bna nieobracaj ce si szcz ki z okładzinami ciernymi. Elementem przenosz cym moment hamowania ze szcz k na elementy no ne pojazdu jest tarcza hamulcowa. Mechanizmy hamulcowe szcz kowo-b bnowe stosuje si przede wszystkim w samochodach ci arowych i autobusach oraz w starszych wersjach samochodów osobowych i dostawczych (głównie na osi tylnej). W hamulcach tarczowych moment tarcia powstaje wskutek dociskania elementów ciernych (tzw. klocków) do płaskich powierzchni tarczy wiruj cej wraz z kołem. Zacisk z elementami ciernymi jest mocowany do mechanizmów no nych pojazdu. Zadaniem mechanizmu uruchamiaj cego hamulce jest przenoszenie i zwi kszenie siły nacisku z pedału hamulca do mechanizmu hamulcowego. Obecnie w pojazdach samochodowych stosuje si nast puj ce rodzaje mechanizmów uruchamiaj cych hamulce: mechaniczne, hydrauliczne, pneumatyczne, elektropneumatyczne. W niektórych pojazdach samochodowych wyst puj mechanizmy uruchamiaj ce hamulce mieszane (np. hydropneumatyczne). Hydrauliczne mechanizmy uruchamiaj ce hamulce stosuje si w roboczych układach hamulcowych samochodów osobowych i dostawczych. Sita nacisku na pedał hamulca jest przenoszona do mechanizmów hamulcowych za po rednictwem cieczy (płynu hamulcowego). W samochodach z hamulcami starowanymi hydraulicznie cz sto stosuj* si urz dzenia wspomagaj ce, których zadaniem jest zwi kszenie skuteczno ci hamowania i zmniejszenie wysiłku kierowcy[3]. Hamulce pojazdów samochodowych, według kryterium funkcjonalno ci, dzielimy na nast puj ce rodzaje: robocze (zasadnicze), które umo liwiaj kierowcy zmniejszanie pr dko ci pojazdu lub jego zatrzymanie, awaryjne (pomocnicze), uruchamiane w sposób niezale ny w przypadku awarii roboczych, postojowe, słu ce do utrzymywania samochodu w spoczynku, tak e na wzniesieniu, a w szczególno ci w czasie nieobecno ci kierowcy, dodatkowe (zwalniacze), które pozwalaj kierowcy na utrzymywanie stałej pr dko ci ruchu samochodu lub jej zmniejszanie, szczególnie na długim spadku drogi. Wymienione hamulce musz działa niezale nie, jednak niektóre z nich mog by konstrukcyjnie zintegrowane i wykorzystywa te same mechanizmy. Hamulce awaryjne uruchamiane s niezale nie od hamulca roboczego przeznaczone do zatrzymywania pojazdu w razie awarii hamulca roboczego. Hamulec awaryjny działa podczas wywierania nacisku na mechanizm go uruchamiaj cy. W stosowanych obecnie dwuobwodowych układach hamulcowych za hamulec awaryjny uwa a si ka dy z obwodów, na które jest podzielony roboczy układ hamulcowy. Ka da z cz ci podzielonego w ten sposób roboczego układu hamulcowego powinna działa niezale nie i zapewnia uzyskanie dostatecznej skuteczno ci hamowania w przypadku awarii drugiej cz ci.

4 129 Studies & Proceedings of Polish Association for Knowledge Management Nr 47, 2011 Hamulec postojowy słu y do utrzymywania pojazdu w spoczynku na drodze płaskiej lub pochyłej. Uruchamiany jest r cznie z miejsca kierowcy (z wyj tkiem przyczep i naczep), niezale nie od hamulca roboczego i działa bez konieczno ci wywierania trwałego nacisku na d wigni. Układy hamulcowe powinny odznacza si niezawodno ci, du skuteczno ci działania oraz powinny zapewnia taki rozdział sił hamowania, aby proces hamowania nie powodował utraty stateczno ci pojazdu. Ponadto układ hamulcowy powinien by łatwy w obsłudze, a wysiłek kierowcy zwi zany z jego uruchomieniem powinien by jak najmniejszy. Dlatego w układach hamulcowych wielu pojazdów stosuje &t urz dzenia wspomagaj ce, automatyczne korektory siły hamowania osi zale ne od ich obci enia, a tak e urz dzenia zapobiegaj ce blokowaniu kół. 3. Parametry diagnostyczne i kryteria oceny stanu układów hamulcowych Diagnozowanie układów hamulcowych mo na podzieli na dwie cz ci [8]: - diagnozowanie mechanizmów steruj cych (uruchamiaj cych) hamulcami, - okre lenie skuteczno ci działania układu hamulcowego. Sposoby diagnozowania poszczególnych rodzajów mechanizmów uruchamiaj cych s zasadniczo odmienne, natomiast ocena skuteczno ci działania hamulców jest taka sama dla wszystkich rodzajów układów hamulcowych pojazdów samochodowych. Po zrealizowaniu procesu diagnozowania układu hamulcowego nale y opracowa diagnoz, która powinna zawiera odpowiedzi na pytania: - Jaki jest aktualny stan techniczny układu? - Jakie nale y wykona przedsi wzi cia w zakresie obsługi technicznej lub naprawy w przypadku wyst pienia usterek w badanym układzie? Aby rozwi za ten podstawowy z diagnostycznego punktu widzenia problem, nale y uprzednio zna : - przeznaczenie układu (zespołu, mechanizmu), - charakterystyk techniczno-eksploatacyjn badanego układu, - wymagania eksploatacyjne stawiane układowi, - warunki zdatno ci technicznej okre laj ce stan techniczny układu, - mo liw do realizacji (w konkretnych warunkach) metod bada, - zasady interpretacji wyników wykonanego badania układu. Stopie szczegółowo ci analizy merytorycznej wymienionych zagadnie zale y od przeznaczenia i rodzaju badanego układu pojazdu. Warunkiem wyj ciowym prawidłowej obsługi i prawidłowego diagnozowania układu hamulcowego jest zawsze znajomo charakterystyki technicznej (cech konstrukcyjnych układu, jego budowy i zasady działania) oraz charakterystyki eksploatacyjnej (w złów regulacyjnych i obsługowych, materiałów eksploatacyjnych, parametrów diagnostycznych) układu hamulcowego danego typu pojazdu.

5 130 Ewa Kuli, Bogdan ółtowski Badania ukladów hamulcowych Wymagania eksploatacyjne Wymaganiami eksploatacyjnymi nazywamy cz zbioru wymaga konstrukcyjnych, która jest zmienna podczas eksploatacji pojazdu. Dla u ytkownika wymagania eksploatacyjne stanowi kryteria prawidłowo ci działania (symptomy stanu technicznego) danego układu. W przypadku niespełnienia okre lonego wymagania eksploatacyjnego wyst pi niedomagania w funkcjonowaniu danego układu [12]. Dla układów hamulcowych wymagania eksploatacyjne mo na okre li w sposób nast puj cy: odpowiednia skuteczno działania układu przy okre lonym nacisku na pedał hamulca, pełne odhamowanie po odj ciu siły uruchamiaj cej układ hamulcowy, proporcjonalne, płynne zwi kszenie siły hamowania w stosunku do wzrostu siły uruchamiaj cej układ, mo liwie krótki czas uruchamiania układu hamulcowego, czyli czas opó nienia zadziałania układu od chwili nacisku na pedał hamulca, stateczno ruchu hamowanego pojazdu, czyli hamowanie nie powinno powodowa zmiany kierunku ruchu. brak lub niski poziom hała liwo ci hamulców (przy kołach niezablokowanych), niezb dna szczelno obwodów. Mi dzy tak okre lonymi wymaganiami wyst puj wzajemne zwi zki przyczynowo-skutkowe. Co do pierwszego z wymienionych tu wymaga nale y podkre li, e skuteczno działania układu hamulcowego pojazdu zale y wył cznie od konstrukcji i stanu technicznego układu, natomiast skuteczno hamowania pojazdu zale y ponadto od przyczepno ci kół do nawierzchni jezdni. Skuteczno hamowania pojazdu, ze wzgl du na bezpo redni zwi zek z bezpiecze stwem jazdy. Ocen stopnia spełnienia stawianych wymaga eksploatacyjnych i ustalenie przyczyn stwierdzonych nie domaga umo liwiaj warunki zdatno ci technicznej, jakim powinien odpowiada badany układ. Warunki zdatno ci technicznej Warunki zdatno ci technicznej układu hamulcowego okre laj jego stan techniczny. Cz zbioru tych warunków wyra ona jest w sposób opisowy (np. kompletno, prawidłowo zamocowania), a cz za pomoc parametrów diagnostycznych. Zakres spełnienia opisowych warunków zdatno ci technicznej oceniany jest głównie w sposób organoleptyczny, natomiast do pomiaru warto ci parametrów diagnostycznych stosowane s metody przyrz dowe. Dla układów hamulcowych warunki zdatno ci technicznej mo na okre li nast puj co: kompletno układu, prawidłowo zamocowania elementów układu, wła ciwy stan zewn trzny elementów układu, szczelno obwodów. odpowiednie warto ci parametrów opisuj cych stan mechanizmów hamulcowych (luz w mechanizmach hamulcowych, skok rezerwowy pedału hamulca, skok roboczy tłoczysk siłowników hamulcowych), prawidłowe warto ci parametrów oceny skuteczno ci działania układu hamulcowego (wska nik

6 131 Studies & Proceedings of Polish Association for Knowledge Management Nr 47, 2011 skuteczno ci hamowania, opó nienie hamowania) oraz parametrów uzupełniaj cych, okre laj cych rozdział siły hamowania na strony i osie pojazdu, a tak e zale no zmian siły hamowania na poszczególnych kołach od siły nacisku na pedał hamulca (stabilno siły hamowania), prawidłowe warto ci parametrów opisuj cych stan zespołów układu hamulcowego (np. czas napełniania zbiorników powietrza, szczelno, stopniowalno, czuło działania). Kryteria oceny stanu Parametry diagnostyczne okre laj ce stan techniczny układu hamulcowego mo na podzieli na: parametry charakteryzuj ce mechanizm uruchamiaj cy hamulce, parametry okre laj ce stan techniczny mechanizmów hamulcowych, parametry charakteryzuj ce skuteczno działania hamulców. Parametry dotycz ce mechanizmu uruchamiaj cego hamulce W przypadku układu hamulcowego sterowanego hydraulicznie do tej grupy parametrów diagnostycznych zalicza si : i jałowy skok pedału hamulca. jałowy skok d wigni hamulca awaryjnego, temperatur wrzenia i zawarto wody w płynie hamulcowym. Jałowy skok pedału hamulca nie powinien przekracza 20% całkowitego skoku i w przypadku układów hamulcowych sterowanych hydraulicznie wynosi 6 25 mm. Natomiast jałowy skok d wigni hamulca awaryjnego uruchamianego r cznie nie powinien przekracza 1/3 skoku całkowitego. Przydatno płynu hamulcowego do dalszej eksploatacji w samochodzie okre la si na podstawie zmierzonej temperatury wrzenia płynu lub zawarto ci wody w płynie hamulcowym. Temperatura wrzenia jest lepsz miar jako ci płynu hamulcowego ni zawarto wody, poniewa zale nie od składu chemicznego płynu ta sama zawarto wody powoduje spadek temperatury wrzenia o ró ne warto ci. Kryteria, jakimi nale y si kierowa podczas oceny jako ci płynu hamulcowego, przedstawiono w tabeli. Tabela1. Kryteria, jakimi nale y si kierowa podczas oceny jako ci płynu hamulcowego F temperatura wrzenia w C Zawarto wody w % Ocena płynu hamulcowego powy ej Płyn o dobrych wła ciwo ciach od 165 do 185 około 2 Płyn mo e by jeszcze u ywany, ale je li jest starszy ni 2 lata, powinno si go wymieni poni ej 165 około 3 Płyn musi by wymieniony. ródło: [2]. Parametry okre laj ce stan mechanizmów hamulcowych Do grupy parametrów charakteryzuj cych stan techniczny mechanizmów hamulcowych nale : luz w mechanizmach hamulcowych, skok rezerwowy pedału hamulca,

7 132 Ewa Kuli, Bogdan ółtowski Badania ukladów hamulcowych skok roboczy tłoczysk siłowników hamulcowych. Luz w mechanizmach hamulcowych mo na zmierzy bezpo rednio szczelinomierzem (je li rozwi zanie konstrukcyjne umo liwia taki pomiar) lub oceni po rednio na podstawie skoku rezerwowego pedału. Luz miedzy nakładkami hamulcowymi i b bnem hamulcowym powinien wynosi 0,2 0.6 mm. Powodem nieprawidłowego luzu jest najcz ciej zu ycie si nakładek i b bnów hamulcowych lub niewła ciwie wykonana regulacja. Mo e to by przyczyn małej skuteczno ci hamowania, przegrzewania si b bnów, blokowania kół. Warto skoku rezerwowego pedału hamulca w dobrze wyregulowanym układzie hamulcowym powinna wynosi 30 50% całkowitego skoku pedału. Prawidłowo wyregulowana warto skoku roboczego tłoczysk siłowników hamulcowych, niezb dna do pełnego zahamowania, powinna by równa 1/3 skoku całkowitego. W adnym przypadku nie wolno eksploatowa pojazdu, w którym skok roboczy tłoczysk siłowników osi gn ł warto stanowi c 2/3 skoku całkowitego. Szczególnie niebezpieczne jest to w siłownikach przeponowych, poniewa po przekroczeniu podanej wy ej warto ci gwałtownie zmniejsza si warto siły na tłoczysku, a tym samym maleje siła docisku szczek hamulcowych do powierzchni b bna. Ponadto, nadmierny skok roboczy mo e by przyczyn du ych spadków ci nienia w zbiornikach powietrza po ka dorazowym zahamowaniu, a tak e wydłu onego czasu reakcji hamulców, z uwagi na konieczno napełnienia w czasie hamowania zwi kszonych obj to ci komór roboczych siłowników. W przypadku zastosowania d wigni z automatyczn regulacj skoku (luzu w mechanizmach hamulcowych), regulacja powinna odbywa si samoczynnie u całym okr cie eksploatacji. Obsługa ogranicza si wówczas tylko do okresowego sprawdzania (przez pomiar skoków d wigni) czy automatyczna regulacja działa prawidłowo. Taki sam wpływ na działanie układu ma wielko skoków siłowników współpracuj cych z klinowymi rozpieraczami rnechanizmów b bnowych. jak i uruchamiaj cych mechanizmy tarczowe. W tych przypadkach stosuje si jednak z reguły automatyczn regulacj luzów. Parametry oceny skuteczno ci działania hamulców Do oceny skuteczno ci działania hamulców podczas bada eksploatacyjnych (na stacjach diagnostycznych) przyj nast pijj ee parametry: całkowita (samaryczna) stła hamowania. maksymalne opó nieiiie hamowano. wzniesienie, na którym pojazd powinien by otrzymany nieruchomo Skuteczno hamowania okre la sie wska nikiem z. kloty jest stosunkiem całkowitej sfly hamowania do sity wynikaj cej z dopuszczalnej masy całkowitej pojazdu lub stosunkiem opó nienia hamowania do przyspieszenia ziemskiego. Wska nik skuteczno ci hamowania mo e by tak e odnoszony do pojedynczej osi jezdnej pojazdu. Wymagana skuteczno powinna by osi gni ta dla siły nacisku na pedał hamulca nie wi kszej ni : 500 N (samochody osobowe) lub 700 N (samochody ci arowe). Wymagane warto ci wska ników skuteczno ci hamowania dla hamulca roboczego i awaryjnego dla poszczególnych rodzajów pojazdów zostały przedstawione w tabeli 2.

8 Studies & Proceedings of Polish Association for Knowledge Management Nr 47, Lp. 1 Dla hamulca roboczego wymaga si dodatkowo, aby siły hamowania kół jednej strony nie ró niły si wi cej ni o 30% od sił hamowania kół drugiej strony, przyjmuj c wi ksz warto jako odniesienie (tzw. wska nik rozdziału siły hamowania na strony b). Nowoczesne urz dzenia do pomiaru sił hamowania, wyposa one w wag i zbudowane z zastosowaniem techniki mikroprocesorowej, maj oprogramowanie umo liwiaj ce obliczenie parametrów diagnostycznych układu hamulcowego oraz przedstawienie ich na ekranie monitora lub na wydruku w formie liczbowej i wykre lnej. Zwalnia to diagnost z konieczno ci wykonywania czasochłonnych oblicze, a jego rola sprowadza si do interpretacji otrzymanych wyników pomiarów i oblicze. Opó nienie hamowania bada si podczas próby drogowej. Przy czym zmieszon warto opó nienia odnosi si do opó nienia minimalnego, wyznaczonego na podstawie warto ci granicznej wska nika skuteczno ci hamowania. Skuteczno hamowania jest prawidłowa, je eli zmierzone opó nienie hamowania jest nie mniejsze ni wymagane. Warto wymagan opó nienia oblicza si na podstawie wska nika skuteczno ci hamowania, po podzieleniu go przez 10. Podczas pomiaru opó nienia hamowania, czyli w czasie hamowania pojazdu na drodze od pr dko ci 30 km/h do zatrzymania (przy niekorygowanym kierownic kierunku jazdy), Trojana poło enia poprzecznego pojazdu nie powinna przekracza 0,5 m. Wymagania dla hamulca postojowego formułuje si w postaci procentowej warto ci wzniesienia w, na którym pojazd ma by utrzymany nieruchomo. Ola całkowicie obci onego pojazdu warto ta wynosi 16%. Tabela 2. Wymagane warto ci wska ników skuteczno ci hamowania dla hamulca roboczego i awaryjnego dla poszczególnych rodzajów pojazdów Pojazd motocykl 2 motocykl z bocznym wózkiem oraz trzykołowy pojazd samochodowy o dopuszczalnej masie całkowitej nieprzekraczaj cej 1t 3 Samochód osobowy, karetka sanitarna pogotowia ratunkowego 4 autobus 5 Samochód ci arowy i ci gnik samochodowy o dopuszczalnej asie całkowitej do 3,5 t 6 Samochód ci arowy i ci gnik samochodowy o dopuszczalnej asie całkowitej powy ej 3,5 t Hamowanie za pomoca hamulca Warto wska nika w % dla pojazdu zarejestrowanego po raz pierwszy do dnia r. od dnia r. od dnia r. koła tylnego obu kół wszstkich kół roboczego awaryjnego roboczego awaryjnego roboczego awaryjnego roboczego awaryjnego

9 134 Ewa Kuli, Bogdan ółtowski Badania ukladów hamulcowych Lp. Pojazd 7 Przyczepa (naczepa) o dopuszczalnej masie całkowitej do 3,5t 8 Przyczepa (naczepa) o dopuszczalnej masie całkowitej powy ej 3,5t 9 Pojazd samochodowy inny ni wymienione w lp. 1 8 ródło: [4]. Hamowanie za pomoca hamulca Warto wska nika w % dla pojazdu zarejestrowanego po raz pierwszy do dnia r. od dnia r. od dnia r. roboczego roboczego w razie 20 awarii roboczego awaryjnego Metody diagnozowania układów hamulcowych Diagnozowaniu poddawane s kompletne układy hamulcowe pojazdów oraz pojedyncze zespoły. Badanie kompletnych układów powinno by wykonywane według ramowej instrukcji bada diagnostycznych lub instrukcji szczegółowych dla pojazdów. Wykorzystuje si obowi zkowe zł cza kontrolne w pojazdach. Szczególne znaczenie ma okresowe sprawdzanie podstawowych parametrów decyduj cych o skutecznym hamowaniu pojazdu. Niezwykle istotne jest doskonalenie metod diagnozowania w kierunku redukcji kosztów i usprawnienia cyklu pomiarowego. Do kontroli stanu technicznego układu hamulcowego wykorzystuje si nast puj ce metody: diagnozowanie wst pne, metody stacjonarne (stanowiskowe), metody trakcyjne oceny skuteczno ci działania hamulców. Diagnozowanie wst pne Warunkiem poprawnego wykonania bada wst pnych jest czysto podwozia badanego pojazdu. Czynno ci wykonywane podczas diagnozowania wst pnego układu hamulcowego pojazdu uzale nione s przede wszystkim od rodzaju mechanizmu uruchamiaj cego hamulce. Układy hamulcowe sterowane hydraulicznie Sprawdzenie wst pne układu hamulcowego z hydraulicznym mechanizmem uruchamiaj cym obejmuje: sprawdzenie zewn trzne elementów układu, ocen warto ci jałowego i rezerwowego skoku pedału hamulca, ocen stopnia zapowietrzenia obwodu hydraul icznego, prób szczelno ci obwodu hydraulicznego, ocen jako ci i ilo ci płynu hamulcowego, sprawdzenie działania wiateł hamowania, prób działania hamulca awaryjnego (postojowego).

10 135 Studies & Proceedings of Polish Association for Knowledge Management Nr 47, 2011 Diagnozowanie wst pne układu hamulcowego sterowanego hydraulicznie zaleca si przeprowadzi w ni ej opisany sposób. Sprawdzenie zewn trzne Układ sprawdza si w sposób organoleptyczny. Polega on na ocenie skompletowania układu, poprawno ci zamocowania i stanu zewn trznego elementów. Układ hamulcowy powinien by skompletowany zgodnie z dokumentacj techniczn pojazdu. Szczególn uwag nale y zwróci na stan, zamocowanie i stopie zu ycia przewodów hamulcowych (metalowych i elastycznych), które nie mog mie ladów wgniece, p kni, ocierania o inne elementy podwozia, a tak e ladów wycieków płynu hamulcowego. le zamocowane przewody hamulcowe mog wykaza podczas oceny prawidłowe działanie układu hamulcowego, lecz podczas dalszej eksploatacji t pojazdu mog ulec przetarciu lub p kni ciu. Powoduje to gwałtown utrat szczelno ci obwodu hydraulicznego, a tym samym awarie układu hamulcowego. Ocena warto ci jałowego i rezerwowego skoku pedału hamulca Aby okre li warto jałowego skoku pedału hamulca, nale y zmierzy przemieszczenie pedału z poło enia pocz tkowego do wyczuwalnego wzrostu oporu na pedale. Na warto jałowego skoku pedału wpływaj luzy w w złach klimatycznych mechanizmu sterowania pomp hamulcow, przede wszystkim luz mi dzy popychaczem i tłokiem w pompie. Ocena ilo ci i jako ci płynu hamulcowego Poziom płynu hamulcowego w zbiornikach wyrównawczym powinien zawiera si miedzy znakami kontrolnymi. Podczas eksploatacji pojazdu płyn hamulcowy absorbuje wilgo z atmosfery. Nast puje to głównie przez zbiornik wyrównawczy oraz w mniejszym stopniu przez cylinderki hamulcowe i cianki przewodów elastycznych. Zawarto wody w płynie hamulcowym wiadczy o jego jako ci (przydatno ci), poniewa woda obni a temperatur wrzenia płynu. Zbyt niska temperatura wrzenia grozi powstawaniem w układzie hamulcowym korków parowych podczas intensywnego hamowania, co wydłu a czas reakcji hamulców i zmniejsza skuteczno hamowania Rysunek 1. Wpływ zawarto ci wody na obni enie si temperatury wrzenia płynów hamulcowych ródło: [5].

11 136 Ewa Kuli, Bogdan ółtowski Badania ukladów hamulcowych Jako płynu hamulcowego sprawdza si nast puj cymi metodami: przez pomiar zawarto ci wody w płynie hamulcowym, przez pomiar temperatury wrzenia płynu hamulcowego. Temperatura wrzenia jest lepsz miar jako ci płynu hamulcowego ani eli zawarto wody, poniewa zale nie od składu chemicznego płynu ta sama zawarto wody powoduje spadek temperatury wrzenia o ró ne warto ci. Obecnie w Polsce jako płynu hamulcowego nie podlega kontroli podczas okresowych bada technicznych pojazdów. Kontrol płynów hamulcowych nale ałoby szczególnie zaleci w samochodach starszych ni dwuletnie. Badanie okładu metodami stacjonarnymi (stanowiskowe) Stanowiskowe (stacjonarne) metody badania układu hamulcowego obejmuj : ocen skuteczno ci działania hamulców przez pomiar sił hamowania, sprawdzenie urz dzenia przeciwblokuj cego (ABS), badania diagnostyczne zespołów (po wymontowaniu z pojazdu). Ocena skuteczno ci działania okłada przez pomiar siły hamowania Odpowiednia skuteczno działania układu hamulcowego, wynikaj ca z warunków bezpiecze stwa ruchu drogowego, jest jednym z zasadniczych wymaga stawianych pojazdom mechanicznym. Skuteczno działania układu hamulcowego uwarunkowana jest rozwi zaniem konstrukcyjnym układu oraz stanem technicznym (zmiennym podczas eksploatacji). Natomiast skuteczno hamowania pojazdu w konkretnych warunkach drogowych ograniczona jest przyczepno ci opon kół hamowanych do nawierzchni jezdni, zmienn w znacznym zakresie w zale no ci od rozkładu nacisków na osie pojazdu, od rodzaju i stanu bie nika opon oraz nawierzchni jezdni. Skuteczno działania układu hamulcowego powinna by oceniana przy pełnym obci eniu pojazdu oraz przy okre lonym nacisku na pedał hamulca. Ocena skuteczno ci działania układu hamulcowego powinna by uzupełniona ocen stateczno- ci ruchu hamowanego pojazdu. Ocena skuteczno ci działania układu hamulcowego i stateczno ci ruchu hamowanego pojazdu. W warunkach stacjonarnych (na stanowiskach) siły hamowania mo na zmierzy metodami quasi-statycznymi, kinetycznymi i dynamicznymi. W stacjach kontroli i obsługi pojazdów najszersze zastosowanie znalazły dwie z tych metod: quasi-statyczna polegaj ca na nap dzaniu kół jezdnych jednej osi nieruchomego pojazdu za pomoc urz dzenia rolkowego i pomiarze warto ci sił hamowania, dynamiczna polegaj ca na ocenie skuteczno ci działania hamulców na podstawie próby rzeczywistego hamowania pojazdu na stanowisku z okre lonej pr dko ci. Metoda quasi-statyczna jest metod uniwersaln i nadaje si do badania ró nych typów pojazdów. Po zastosowaniu odpowiednich układów pomiarowych i rejestruj cych mo na j wykorzysta w urz dzeniach diagnostycznych. Stosowane w tej metodzie stanowiska nazywane s rolkowymi, ze wzgl du na konstrukcyjne rozwi zanie nap du kół pojazdu. Stanowiska rolkowe ró ni si

12 137 Studies & Proceedings of Polish Association for Knowledge Management Nr 47, 2011 przede wszystkim zakresami pomiarowymi oraz zastosowanymi rozwi zaniami konstrukcyjnymi układów nap dowych i pomiarowych. Pomiar sił hamowania kół odbywa si w poje dzie nieruchomym, przy pr dko ci obrotowej koi odpowiadaj cej pr dko ci jazdy około 2,0 5,5 km/h. Warunki pomiarów s zbli one do statycznych, st d nazwa metody. Zalet tej metody jest stosunkowo łatwe wykonanie pomiarów, mała ilo miejsca potrzebna dla stanowiska diagnostycznego, dobra powtarzalno wyników bada oraz mo liwo wykrycia takich niedomagali, jak na przykład owalizacja b bna hamulcowego, nierównomierne zu ycie tarczy hamulcowej. Wad jest natomiast mała pr dko obrotowa kół, co powoduje, e badania odbywaj si przy wi kszym współczynniku tarcia miedzy elementami ciernymi ni odbywa si to podczas hamowania przy wi kszych pr dko- ciach pocz tkowych. Wad jest tak e inna ni w warunkach normalnej jazdy współpraca koła z rolkami oraz statyczny rozkład nacisku na osie pojazdu. Wyst puj trudno ci podczas pomiaru du ych warto ci sił hamowania, poniewa pojazdy w czasie bada nie s w pełni obci one. W zwi zku z tym, przy nacisku na pedał hamulca mniejszym od wymaganego, dochodzi do blokowania kół. W octu unikni cia trgo utrudnienia stosuje si urz dzenia doci aj ce badan o łub tzw. metod ekstrapolacji wyników pomiarów, która wykorzystuje proporcjonalno siły nacisku m pedał hamulca i sity hamowania. Stanowiska rolkowe do bada hamulców stonuje si najcz ciej w stacjach kontroli pojazdówit stacjach obsługi pojazdów Rysunek 2. Schemat budowy i zasady działania stanowiska rolkowego do bada hamulców: 1- motoreduktor, 2 - rolka, 3 układ pomiarowy, 4 rami reakcyjne, 5 trzecia rolka, 6 ła cuch, 7 lampka, sygnalizuj ca zablokowanie badanego koła, 8 wska nik warto ci siły hamowania, 9 - czujnik siły nacisku na pedał hamulca, 10 - wska nik warto ci siły nacisku na pedał hamulca, 11 badane koło ródło: [6]. Metola dynamiczna umo liwia ocen skuteczno ci działania hamulców na stanowisku płytowym podczas próby rzeczywistego hamowania pojazdu z okre lonej pr dko ci. Stosuje si stanowiska składaj ce si z dwóch lub czterech zespołów pomiarowych Ka da płyta pomiarowa ma oddzielny układ pomiarowy. Metoda dynamiczna pot ga na tym, e pojazdem wje d a si z pr dko- ci km/h na płyty najazdowe stanowiska. Kierowca powinien zahamowa pojazd w chwili,

13 138 Ewa Kuli, Bogdan ółtowski Badania ukladów hamulcowych gdy koła jezdne znajd si na płytach pomiarowych. Siły hamowania mi dzy kołem a płyt działaj na zespoły dynamometryczne, w których s mierzone i rejestrowane. Metoda ta zapewnia warunki najbardziej zbli one do rzeczywistych warunków hamowania pojazdu (dynamiczny rozkład sił nacisków na osie pojazdu). Wad metody jest trudno zapewnienia powtarzalno ci bada, to jest pocz tkowej pr dko ci hamowania i siły nacisku na pedał hamulca. Du y wpływ na dokładno badan wywiera masa płyty pomiarowej (bezwładno płyty). Urz dzenia płytowe najcz ciej stosuje si w zajezdniach i bazach transportowych (do szybkiej kontroli hamulców) oraz w stacjach kontroli pojazdów Rysunek 3. Schemat budowy stanowiska płytowego do bada hamulców metod dynamiczn 1 - płyta najazdowa, 2 - czujniki siły, 3 - bie nie rolkowe, 4 - zespół wska ników, 5 - spr yny rubowe ródło: [6]. Sprawdzenie urz dzenie przeciwblokuj cego Kontrola działania hamulcowych układów przeciwblokuj cych (ABS) w okresie eksploatacji sprowadza si do: biel cej kontroli stanu układów elektronicznych przez system autodiagnostyki, stosowania przyrz dów kontrolnych (testerów) do zlokalizowania usterek układu. Zadaniem systemu autodiagnostyki jest kontrolowanie parametrów elektrycznych elementów układu ABS, porównywanie warto ci tych parametrów z warto ciami wymaganymi zapisanymi w programie, zapami tywanie niezgodno ci parametrów mierzonych z zadanymi i sygnalizowanie tego taktu za pomoc lampki kontrolnej umieszczonej na desce rozdzielczej pojazdu. Za wiecenie lampki oznacza konieczno sprawdzenia układu ABS. wiecenie lampki w sposób ci gły wskazuje na trwale uszkodzeniu układu. Je li lampka wieci okresowo, to wyst puj chwilowe usterki układu trudne do zlokalizowania. Po stwierdzeniu nieprawidłowo ci w działaniu układu ABS, moduł steruj cy wył cza to urz dzenie, a układ hamulcowy działa w sposób konwencjonalny. Testery diagnostyczne do kontroli układu przeciwblokujacego mierz parametry elektryczne poszczególnych elementów urz dzenia ABS. Za pomoc testera mo na dokładnie sprawdzi układy elektryczne i elektroniczne w logicznej kolejno ci prowadz cej do wykrycia uszkodzonego elementu. Natomiast cz ci mechaniczne i zawory systemu ABS przewa nie nie s kontrolowane. Spotykane testery do sprawdzania układów przeciwblokuj cych s najcz ciej opracowane przez producentów ABS i umo liwiaj wówczas diagnozowanie układu danego producenta (cz sto brak uniwersalno ci).

14 139 Studies & Proceedings of Polish Association for Knowledge Management Nr 47, 2011 Bibliografia 1. Biedrzycki L., EBS w pojazdach samochodowych, Transport Technika Motoryzacyjna, nr 8/ Boche ski C. (red.): Badania kontrolne samochodów. WKŁ, Warszawa Bogda ski R.: Zasady wyznaczania wska nika skuteczno ci hamowania. III Konferencja Badania techniczne pojazdów w wietle obowi zuj cych przepisów". ITS, Mikołajki Karpi ski R.,: Badania skuteczno ci działania układów hamulcowych w warunkach stacji kontroli pojazdów. II Konferencja Badania techniczne pojazdów w wietle obowi zuj cych przepisów". ITS, Mikołajki Kieraci ska A.: Diagnozowanie hamulców powietrznych. Konferencja Diagnostyka samochodowa^". SIMP, Łód Kuczy ski Z., Michalak W.: Pracownia samochodowa. WSiP, Warszawa Kule -Sławi ski K., Sitek K.: Diagnozowanie układów hamulcowych samochodów ci arowych. Konferencja Hamulcowa SIMP, Łód Orzełowski S.: Budowa podwozi i nadwozi samochodowych. WSiR Warszawa Sitek K.: Diagnostyka bezpiecze stwa za pomoc linii diagnostycznych. Konferencja Hamulcowa SIMP, Łód Trzeciak K.: Diagnostyka samochodów osobowych. WKŁ, Warszawa Wrzecioniarz P. (red.): Diagnostyka pojazdów samochodowych. Oficyna Wydawnicza PW, Wrocław ółtowski B., Cempel Cz.: In ynieria diagnostyki maszyn, Polskie Towarzystwo Diagnostyki Technicznej, Warszawa, Bydgoszcz, Radom Techniki wirtualne w badaniach stanu, zagro e bezpiecze stwa i rodowiska eksploatowanych maszyn. Numer projektu: WND-POIG /09.

15 140 Ewa Kuli, Bogdan ółtowski Badania ukladów hamulcowych RESEARCH BRAKING SYSTEMS Summary Effective and reliable operation of the braking devices of motor vehicles is the basis for their safe use. Arising from the rules of operation friction brakes, the processes of consumption items in your layout adversely affect the ability to carry out the tasks and requirements for brake systems. Therefore, it is necessary to carry out systematic controls operation of the brakes. Such checks are carried out diagnostic methods, in the framework of the periodic roadworthiness testing. Diagnostic test methods for braking systems depend on destination and the variability of these systems, it is essential to how to start braking mechanisms. Scope and methods for the diagnosis of different types of controls are substantially different, and the assessment of the effectiveness and uniform operation of the brakes shall be the same for all types of braking systems of vehicles. Keywords: braking test braking Ewa Kuli Bogdan ółtowski Wydział In ynierii Mechanicznej Uniwersytet Technologiczno-Przyrodniczy w Bydgoszczy Aleja Profesora Sylwestra Kaliskiego, Bydgoszcz ekukla@utp.edu.pl bogzol@utp.edu.pl