Industrial Institute of Agricultural Engineering Przemysłowy Instytut Maszyn Rolniczych Starołęcka 31, 60-963 Poznań ; tel: +4861 8712230 ; fax: +4861 8793262 E-mail: office@pimr.poznan.pl DEVICES FOR STEERING BRAKE PAD SENSOR WITH CHOSEN LEVEL OF FORCE DURING RESEARCH TESTS OF ELECTRONIC BRAKE SYSTEM IN NEW GENERATION OF ROAD UNITS URZĄDZENIA DO STEROWANIA, z określoną siłą nacisku, CZUJNIKA HAMULCA PODCZAS HOMOLOGACYJNYCH BADAŃ ELEKTRONICZNEGO UKŁADU HAMULCOWEGO W NOWEJ GENERACJI ŚRODKÓW TRANSPORTU Adam P. Dubowski Adam P. Dubowski - Mobile:+48(0)601453602 ; E-mail : ad@pimr.poznan.pl ; Skype: adameu
1. WSTĘP W PIMR od szeregu lat prowadzone są badania nad wdroŝeniem do sektora rolniczego nowej generacji środków transportu, przy czym kluczowym zagadnieniem jest zastosowanie w nich nowoczesnego, niezawodnego w eksploatacji, łatwego w zabudowie układu hamulcowego, bezpieczniejszego od obecnie montowanych w Polsce. Prace badawczo-wdroŝeniowe mają na celu staranne sprawdzenie elektronicznego układu hamulcowego pod kątem spełnienia europejskich wymagań homologacyjnych. Układ ten nie ma odpowiednika w Europie stąd jego przebadanie wymaga odpowiedniego skorygowania dotychczasowych metodyk badawczych a takŝe opracowania nowych urządzeń i przyrządów pomiarowych. W wyniku tych prac stwierdzono m.in. potrzebę opracowania nowych urządzeń: sztucznej stopy - AFD i sztucznej nogi - ALD.
2. Urządzenie AFD (Artificial Food Device) W trakcie badań elektronicznego układu hamulcowego w 2005 roku stwierdzono potrzebę opracowania nowego urządzenia sztucznej stopy. Pierwotnie opracowana metodyka w PIMR zakładała, Ŝe specjalna podpora umieszczona pod pedałem hamulca, będzie umoŝliwiać jego niewielki ruch na tyle duŝy, by powodował zadziałanie włącznika świateł hamulcowych - a nie powodował uruchomienia pompy hamulcowej samochodu. Po włączeniu obwodu świateł hamulcowych był zasilany sterownik EVO, układu hamulcowego a nacisk nogi kierowcy na pedał hamulca działał wyłącznie na piezoelektryczny czujnik siły (Brake Pad Sensor) i dalej na układ hydraulicznych hamulców naczepy. Metoda takiego uruchamiania hamulców naczepy była technicznie prawidłową - jednak trudną do zaakceptowania ze względów ergonomicznych. Od kierowcy wymaga się równomiernego nacisku, ze ściśle określona siłą, podczas całej próby hamowania - co praktycznie było trudne do wykonania, bowiem na pedale hamulca miernik siły LH PIMOT musiał być umieszczony bezpośrednio na pedale hamulca, a na jego górnej powierzchni mógł być dopiero umieszczony piezoelektryczny czujnik siły badanego układu hamulcowego. Razem miernik siły z podkładką dystansową dla śrub i z czujnikiem siły tworzył stos urządzeń - co zmuszało kierowcę do uniesienia stopy na wysokość około 6 cm ponad zablokowany w pozycji początkowej pedał hamulca.
Miernik siły z podkładką dystansową i czujnikiem siły elektronicznego układu hamulcowego umieszczone na pedale hamulca podczas badań skuteczności działania hamulców obu pojazdów badawczego zestawu.
Analiza wyników zarejestrowanych podczas badań skuteczności hamowania pokazała, Ŝe siła nacisku nogi kierowcy zmienia się podczas próby hamowania naczepą i tym samym stosownie do zmian nacisku na czujniku piezoelektrycznym zmienia. się wielkość ciśnienia w układzie hydraulicznych hamulców i skuteczność ich działania.
Urządzenie umoŝliwia precyzyjny dobór i kontrolę wielkości siły - z jaką dociskany jest piezoelektryczny czujnik układu hamulcowego, przy czym nacisk na piezoelektryczny czujnik siły jest wywołany dopiero po włączeniu świateł hamulca samochodu. AFD jest łatwe w obsłudze przez kierowcę lub osobę prowadzącą badania skuteczności hamulców pojazdu holowanego. AFD - urządzenie do bezpośredniego uruchamiania hamulców naczepy. Drewniany klocek dystansowy odpowiada wymiarom zewnętrznym czujnika siły Laboratorium Hamulców PIMOT. Dźwignia znajduje się połoŝeniu startowym.
Prezentacja firmy Corrsys Datron w Poznaniu (10-10-2007)
Prezentacja firmy Corrsys Datron w Poznaniu (10-10-2007)
Urządzenie ALD (Artificial Leg Device) Zasadniczą trudnością w prowadzeniu dotychczasowych badań zestawu pojazdów wyposaŝonych w nowy elektroniczny układ hamulcowy było badanie skuteczności hamulców obu pojazdach badanego. Wykonany model funkcjonalny ALD pozwala precyzyjnie sterować wielkością siły nacisku na pedał hamulca, z umieszczonym na nim piezoelektrycznym czujnikiem siły oraz miernikiem siły (PIMOT) i tym samym powinien być urządzeniem przydatnym w prowadzeniu badań homologacyjnych, zwłaszcza elektronicznego układu hamulcowego. Urządzenie powinno zatem zdecydowanie przyspieszyć procedurę badawczą takich układów hamulcowych i uniknąć szeregu powtórzeń wynikających z nierównomiernego nacisku stopy kierowcy na pedał hamulca Konstrukcję ALD tworzy rama wsporcza oraz wspornik siłownika zasilanego z układu pneumatycznego, który składa się z siłownika dwustronnego działania (średnica tłoka 32 mm), dwupozycyjnego ręcznie sterowanego zaworu, pilotującego zaworu redukcyjnego z manometrem, zaworu z manometrem, zbiornika powietrza (5 L) oraz spręŝarki powietrza zasilanej z dodatkowego akumulatora.
Wykonano szereg modyfikacji konstrukcji wsporczej siłownika i wybrano opcję ramy wsporczej, która składa się z kilku połączonych przy uŝyciu śrub elementów: dwóch elementów kotwiących konstrukcję do ściany przedniej kabiny i wspornika fotela kierowcy; teownika z odpowiednio wyprofilowanym pionowym Ŝebrem (dla zapewnienia pełnego zakresu ruchu pedału hamulca); płyty z uchwytami mocującymi dzielony wspornik cylindra pneumatycznego. Płytę tę moŝna odpowiednio przesuwać względem teownika i tak ją umocować, by oś działania tłoka cylindra pneumatycznego moŝliwie dobrze pokrywała się z osią symetrii obu czujników, w końcowej fazie ruchu pedału. Dzielony wspornik siłownika umoŝliwia precyzyjne usytuowanie elementu dociskowego względem czujnika siły zamocowanego na mierniku siły. W początkowej fazie docisku płaszczyzna robocza elementu dociskowego znajduje się pod niewielkim kątem w stosunku do osi podłuŝnej siłownika, lecz nie zagraŝa wyboczeniu jego tłoczyska, w miarę wzrostu ciśnienia i tym samym wielkości wysuwu tłoczyska odchylenie elementu dociskowego od osi symetrii maleje.
ALF Widok elementów składowych urządzenia ALD, z lewej strony wspornik z siłownikiem pneumatycznym; z prawej strony komplet zaworów do ustalania ciśnienia roboczego w siłowniku i jego uruchamiania w połoŝenie robocze.
ALF Elementy dzielonej konstrukcji wspornika siłownika pneumatycznego są łatwo demontowane, a ich konstrukcja jest na tyle solidną, by siłownik usytuowany bezpośrednio pod kolumną kierownicy był właściwie zamontowany i w moŝliwie małym stopniu ograniczał wolną przestrzeń potrzebną do zajęcia miejsca w fotelu oraz obsługi pedału sprzęgła i pedału przyspieszenia podczas prowadzonych badań hamulców. Hamowanie awaryjne hamulcami naczepy po uruchomieniu wyłącznika.
Wyniki przeprowadzonych pomiarów kontrolnych pozwalają stwierdzić prawidłowość doboru pneumatycznych elementów, które umoŝliwiają bardzo precyzyjne sterowanie siłą nacisku na pedał hamulca. Siłownik zapewnia uzyskanie sił do 50 dan, co jest zupełnie wystarczającym zakresem dla prawidłowego sterowania hamulcami samochodu (w samochodzie Lublin siła nacisku rzędu 22 dan powoduje blokowanie kół samochodu na suchym betonie).
Urządzenie ALD będzie niezbędnym przy badaniu najnowszej wersji 05-2008 układu hamulcowego SAB, która będzie wyposaŝona w opcję zarówno piezoelektrycznego czujnika siły jak i w opcję dwóch czujników ciśnienia w obu obwodach układu hamulcowego samochodu. W kwietniu 2008 roku samochód Lublin przystosowano do montaŝu czujników ciśnienia. Dla potrzeb badań homologacyjnych dodatkowo zamontowano dwa zawory odcinające oba obwody hamulców samochodu, tak by umoŝliwić hamowanie zestawu pojazdów tylko przy uŝyciu hamulców naczepy.
W kwietniu 2008 r. zmodyfikowano równieŝ konstrukcję teownika i wykonano go jako dwuczęściowy co powinno ułatwić montaŝ ALD nie tylko w samochodzie Lublin, ale w kaŝdym innym samochodzie. Urządzenie ALD zostanie przetestowane podczas badań najnowszej wersji 05/2008 elektronicznego układu hamulcowego, które wspólnie z LH PIMOT planujemy przeprowadzić na lotnisku w UłęŜu w czerwcu lub lipcu 2008 roku.