Diagnosticarea sistemului de frânare al autovehiculelor

Date tehnice stand BOSCH SDL43XX Standul modular de testare a frânelor: - Pentru testarea autovehiculelor cu o masă maximă totală de 5 t Utilizare simplă şi intuitivă - Afişaj analogic cu ecran LCD pentru afişarea factorului de frânare în procente, a sarcinii pe punţi în kg, descentrării, scalei de măsurare (verde/galben/roşu) - Modul de funcţionare automat sau manual poate fi selectat cu ajutorul telecomenzii - Datele măsurătorilor sunt introduse în mod rapid şi clar cu ajutorul afişajului analogic şi afişajului LCD integrat (SDL 433x) Posibilitate de actualizare - Poate fi extins, devenind o platformă de testare complete - Opţiune de conectare pentru componentele suplimentare pentru testare şi afişare clară pe PC datorită magistralei dispozitivului BNet integrată, dotare standard - Avantaj: nu sunt necesare unităţi suplimentare de afişare

Cunoscând forțele de frânare la fiecare dintre roțile automobilului putem calcula: - Dezechilibrul relativ între forțele de frânare ale unei punți:

𝐷 = |𝐹𝑓𝑟 𝑠𝑡−𝐹𝑓𝑟 𝑑𝑟|/𝑀𝑎𝑥(𝐹𝑓𝑟 𝑠𝑡,𝐹𝑓𝑟 𝑑𝑟) < 30% - Eficacitatea sistemului de frânare:

𝐸 = Σ(𝐹𝑓𝑟)𝑚𝑎𝑥/𝐺 * 100[%] >50% - Decelerația automobilului:

𝑎 = g * Σ𝐹𝑓𝑟/𝐺 [m/s2]

- Ovalizare

𝑂 = (𝐹𝑓𝑟 𝑚𝑎𝑥 − 𝐹𝑓𝑟 𝑚𝑖𝑛)/𝐹𝑓𝑟 𝑚𝑎𝑥 * 100 [%] < 30% - Coeficientul de amplificare al forței de frânare

𝐴 = Σ𝐹𝑓𝑟/𝐹𝑝

Determinarea momentului de frânare și parametrii de diagnosticare O parte din încercările sistemelor automobilului se efectuează pe drum în condiții reale de rulare având în vedere determinarea decelerației maxime, măsurarea spațiului minim de frânare și calcularea decelerației medii pe parcursul efectuării probei. Cu toate că această metodă prezintă avantajul solicitării sistemului de frânăre în condiții reale de drum, are și dezavantajul că în anumite perioade probele nu pot fi efectuate din cauza condițiilor atmosferice, ploaie, ninsoare, polei, vânt puternic. Pentru efectuarea probei pe drum este necesară deplasarea automobilului din stația de întreținere pe porțiuni de drum adecvate efectuării probelor, aceste porțiuni fiind situate de regulă în afara localităților, și aici proba fiind influențată de starea drumului, viteza și direcția vântului. În prezent probele de diagnosticare se efectuează cu ajutorul standurilor specializate. Acestea pot fi standuri de forță sau inerțiale. O clasifcare a standurilor de forță poate fi facută din punct de vedere al vitezei simulate, acestea fiind standuri de mică viteză (5 – 10 km/h), standuri de viteză medie ( 10 – 20 km/h) și standuri de mare viteză la care viteza simulată atinge valori de 120km/h. La aceste standuri antrenarea roților se face cu ajutorul unor rulouri puse în mișcare de motoare electrice. Spre deosebire de standurile de forță, antrenarea roților la standurile inerțiale se face tot cu ajutorul unor rulouri puse în mișcare de mase inerțiale (volanți). Dimensiunile de gabarit fiind mai reduse, pericolul de accident este mai redus și tot odată prețul este mai accesibil. Metoda de diagnosticare a sistemului de frânare prin folosirea standului cu rulouri poate simula condițiile contactului între pneu și drum, într-un mediu controlabil, fără influența factorilor externi. Fiecare punte intră în contact cu cele două seturi de rulouri, astfel forța de frânare a fiecărei roți se împarte către cele două rulouri, creând un moment rezistent. Însumate, cele două forțe tangențiale dau forța de frânare la roată:

𝐹𝑓𝑟 ′ + 𝐹𝑓𝑟 " = 𝐹𝑓𝑟 Momentul de frânare rezultant:

𝑀𝑓𝑟 = (𝐹𝑓𝑟 ′ + 𝐹𝑓𝑟 " ) ∗ 𝑅𝑟𝑢𝑙𝑜𝑢 = 𝐹𝑓𝑟 ∗ 𝑅𝑟𝑢𝑙𝑜𝑢 Momentul motor înregistrat ține cont de acest moment de frânare, de raportul de transmitere a reductorului dar și de randamentul sistemului:

𝑀𝑚 =𝑀𝑓𝑟/(ired + ηred) 𝑀𝑚 + 𝐹 ∗ 𝑙 = 𝑀𝑓𝑟

Unde l este brațul forței F în raport cu axa de rotație a carcasei reductorului. 𝐹 =(𝑀𝑓𝑟/l)∗ (1− 1/𝑖𝑟𝑒𝑑 ∗ 𝜂𝑟𝑒𝑑) 𝐹 =[(𝐹𝑓𝑟 ∗ 𝑅𝑟𝑢𝑙𝑜𝑢)/𝑙] ∗ (1 −1/𝑖𝑟𝑒𝑑 ∗ 𝜂𝑟𝑒𝑑)

Rezultate obținute În cadrul laboratorului am efectuat 9 rânduri de măsurători cu 3 presiuni diferite în pneuri (1,5 ; 2 ; 2,5) bar și diferite încărcari pe punți (G1=șofer, G2=șofer+2pasageri, G3=șofer+4pasageri).

Frâna de serviciu

P[bar] G[kg] D[%] E[%] O[%] a[m/s2]

P1=2.5

G1<710845 1555 4.65 78.75 78 34 9 10 7.87

G2<805920 1725 8.65 75.31 46 31 10 10 7.53

G3<935945 1880 11.16 74.79 59 43 7 6 7.47

P2=2

G1<715845 1560 7.1 73.35 87 27 9 6 7.33

G2<815920 1735 1.62 74.58 36 8 12 9 7.46

G3<930940 1870 2.23 62.2 51 41 10 11 6.22

P3=1.5

G1<705845 1550 1.37 77.8 55 14 9 9 7.78

G2<810910 1720 8.02 77.54 58 40 10 9 7.75

G3<935940 1875 0.28 79.63 43 14 8 8 7.96

Frâna de parcare

P[bar] G[kg] D[%] E[%]

Nr de dinți până la frânare

P1=2.5

G1<710845 1555 25 24 5

G2<805920 1725 34 24 6

G3<935945 1880 32 27 6

P2=2

G1<715845 1560 31 24 5

G2<815920 1735 33 23 6

G3<930940 1870 38 27 7

P3=1.5

G1<705845 1550 32 23 5

G2<810910 1720 32 26 6

G3<935940 1875 33 27 7

Variația decelerației în funcție de greutate

Variația dezechilibrului sistemului de frânare în funcție de greutate

4

4.5

5

5.5

6

6.5

7

7.5

8

8.5

1400 1550 1700 1850 2000

P1

P2

P3

a[m

/s^2

]

G[kg]

0

2

4

6

8

10

12

1400 1550 1700 1850 2000

P1

P2

P3

D[%

]

G[kg]

Variația eficacității sistemului de frânare în funcție de greutate

Variația decelerației în funcție de presiune

60

65

70

75

80

85

1400 1550 1700 1850 2000

P1

P2

P3

E[%

]

G[kg]

6

6.2

6.4

6.6

6.8

7

7.2

7.4

7.6

7.8

8

1 1.5 2 2.5 3

G1

G2

G3

a[m

/s^2

]

P[bar]

Variația dezechilibrului sistemului de frânare în funcție de presiune

Variația eficacității sistemului de frânare în funcție de presiune Obs! Autoturismul se încadrează în limitele impuse cu excepția ovalizării care depășește aceste limite. Această problemă se remediază prin înlocuirea discurilor de frână.

0

2

4

6

8

10

12

1 1.5 2 2.5 3

G1

G2

G3

D[%

]

P[bar]

60

62

64

66

68

70

72

74

76

78

80

1 1.5 2 2.5 3

G1

G2

G3

E[%

]

P[bar]