2.9.7. Дискові гальмівні механізми (рис. 2.2, е)

Однодискові гальмівні механізми мають дві поверхні тертя, до яких із зусиллям F притискаються фрикційні колодки. Гальмівний момент, що створюється кожною колодкою

де – ефективний радіус тертя

.

У цій формулі – відповідно зовнішній і внутрішній радіуси кільцевої поверхні тертя.

Залежність дійсного гальмівного моменту, що створюється гальмівним механізмом, від приводної сили

.

Необхідну приводну силу визначаємо з умови рівності дійсного та необхідного (2.7.1), (2.7.2) гальмівних моментів

. (2.9.17)

Параметри  і m, що характеризують співвідношення відповідно гальмівних моментів на лівій і правій колодках та приводних сил на них, визначають так:

.

Коефіцієнт ефективності цього гальмівного механізму

а коефіцієнт самопідсилення

Використовуючи значення приводної сили, розрахованої за формулою (2.9.17), знаходимо діаметр колісного гальмівного циліндра за формулою (2.9.13).

Перевірний розрахунок цього гальмівного механізму, а також побудову його функціональної характеристики здійснюємо за формулою

2.10. Перевірочний розрахунок гальмівних механізмів на зношування та нагрівання

Оцінними показниками зношування гальмівних механізмів слугують питома робота тертя за одне гальмування та середній тиск на поверхню накладки самопритискної колодки. Нагрівання оцінюється температурою нагрівання гальмівних барабанів за одне гальмування.

Питома робота тертя за одне гальмування визначається за такою залежністю:

, (2.10.1)

де М – маса автомобіля; кг; V_max – максимальна швидкість автомобіля, м/с; А_S – сумарна площа фрикційних накладок всіх гальмівних механізмів автомобіля, см² (див. розділ 2.8).

Допустима питома робота тертя під час гальмування з максимальної швидкості до повної зупинки становить 1000...1500 Дж/см² – для легкових автомобілів (більше значення для дискових гальмівних механізмів) і 600...800 Дж/см² – для вантажних автомобілів і автобусів.

Середній тиск на поверхню накладки самопритискної колодки визначається за формулою

(2.10.2)

де – максимальний гальмівний момент, що створюється гальмівним механізмом, Нсм (таким моментом можна приймати необхідний гальмівний момент, розрахований за формулами (2.7.1), (2.7.2) або гальмівний момент, одержаний під час розрахунку функціональної характеристики гальмівного механізму при максимальному тиску повітря чи рідини в силовому пристрої);  – параметр, що характеризує співвідношення гальмівних моментів на колодках гальмівного механізму (див. розділ 2.9); – параметри, що були визначені в розділі 2.8.

Допустиме значення середнього тиску для азбосмоляних накладок становить = 2,5 МПа.

Температура нагрівання гальмівного барабана за одне гальмування t розраховується на підставі рівняння теплового балансу

, (2.10.3)

де і – маси відповідно гальмівного барабана і його чавунного кільця (у випадку комбінованого барабана); С_б і С_к – питомі теплоємності відповідно барабана і кільця; С = 482 Дж/кгК – для чавуну, С = 880 Дж/кгК – для алюмінієвого сплаву; t – підвищення температури гальмівного барабана за одне інтенсивне гальмування з початкової швидкості V_р = 30 км/год до повної зупинки; L – частина кінетичної енергії завантаженого автомобіля, яка перетворюється в теплоту одним гальмівним механізмом.

Кінетична енергія розраховується за формулами:

для одного переднього гальмівного механізму

(2.10.4)

для одного заднього гальмівного механізму

, (2.10.5)

де V_р – розрахункова швидкість гальмування (приймається V_р = 8,33 м/с); n – кількість гальмівних механізмів на задніх колесах автомобіля; – номінальний коефіцієнт розподілу сумарної гальмівної сили (див. розділ 2.7).

Масу барабана можна наближено розрахувати за формулою

, (2.10.6)

де – відповідно радіус, ширина поверхні тертя та товщина ободу барабана;  – густина матеріалу барабана (для чавуну  = 7000 , а для алюмінію ). З достатньою точністю можна вважати, що ширина поверхні тертя барабана дорівнює ширині накладки.

За наведеною формулою можна також визначити масу кільця у разі комбінованого барабана.

Температура нагрівання барабанів за одне гальмування не повинна перевищувати