книги из ГПНТБ / Гаспарянц, Г. А. Некоторые автоматические системы автомобиля учеб. пособие
.pdf- 189 -
Первые конструкции ИТ были несовершенными, громоздкими, имели малый к .п .д . Современные достижения в развитии импульоивных вари аторов, применяемых в различных приводах технологического обору дования, позволяют думать о возможности возобновления попыток при менения ИТ на автомобиле.
Вопросы и задания для повторения
1 . Каковы достоинства и недостатки бесступенчатых передач
перед ступенчатыми?
2 . Как классифицируют бесступенчатые передачи?
3 . В чем состоит задача регулирования бесступенчатой переда
чи?
4 . Что называют трансформаторной характеристикой двигателя
и как ее получают?
5 . Что называют регуляторной характеристикой трансформатора
и как ее получают ?
6 . Как устроен и работает гидротрансформатор ? Доказать,
что он является саморвгулируемой бесступенчатой передачей.
7 . Какими величинами оценивают преобразующие свойства ГГ и
энергетические потери в нем? Каков характер изменения этих вели чин в зависимости от скоростного режима работы ГТ ?
8 . Начертить и пояснить характеристики ГГ: моментную, обоб щенную, нагрузочную.
9 . Какими средствами добиваются уменьшения потерь на удар,
а также расширения зоны работы ГТ с высоким к .п .д . ?
10. Что называют прозрачностью ГТ ? Какой величиной ее оце нивают ? Как выглядят нагрузочные характеристики 1Т с различной прозрачностью ?
- 190 -
11. Что называется ВЛП ? Для соблюдения каких .требований ГГ дополняют механической передачей ? Начертить и пояснить характе ристику двухступенчатой ГМП.
12. Как определяют параметры механической части ШП ?
13. Как производят выбор прототипа и определяют размеры ГТ ? 14. Для чего и как строят характеристику выхода ГТ ?
15. Начертить принципиальную схему объемного гидротрансфор матора и пояснить принцип ее работы.
16. Перечислить достоинства и недостатки ОГП, сформулировав их самостоятельно.
17. Показать, как определяют для ОШ теоретические передаточ ные числа: кинематическое и силовое.
18. В каких трех качествах и при каких условиях может быть использована ОШ ?.
19. Какие возможны варианты регулирования ОШ ? В чем их особенности и каковы результаты ?
20. Что необходимо для достижения оптимальных результатов регулирования 0ГП ?
21. Какие виды энергетических потерь имеют место в ОШ и как они оцениваются ?
22. Что называют электричеоким трансформатором ? Каковы его достоинства и недостатки ? В каких случаях целесообразно примене ние ЭТ ?
23. Что называют фрикционным трансформатором ? Каше типы ФТ делали попытки применять на автомобиле ? Каковы их относитель ные достоинства и недостатки ?
24. Как осуществляют регулирование передаточного чиола в ФТ различных типов ?
- 19/ -
АВТОМАТИЗАЦИЯ ТОРМОЗНОГО ПРИВОДА И ПОДВЕСКИ
Условия достижения эффект . вного торможения автомобиля
Для обеспечения безопасное.и автомобиля его торможение дол жно осуществляться так, чтобы достигалось максимальное замедле ние и не сопровождалось потерей автомобилем устойчивости или уп равляемости .
Вспомним некоторые сведения из курса " Теория автомобиля",
относящиеся к процессу торможения.
I . Известно, что состояние движения автомобиля при тормо нии определяется условием ( фиг.80 )
^Pw + Рр + Рр + Рт1 * Ртг ■
При начальной скорооти до 100 км/час оумма сил сопротивлении
воздуха |
Р * |
и |
качения Pg |
существенно меньше суммы тормозных |
||
сил Р т |
, Поэтому, пренебрегая ими и считая для простоты, что |
|||||
, |
получим |
|
|
|
|
|
|
|
|
На |
2 „ |
* 2 ;тг |
|
Откуда замедление |
автомобиля |
|
||||
|
|
|
I |
- |
Рт< *Рт2 |
|
|
|
|
/ |
~ |
&а |
|
Таким образом, эффективность торможения автомобиля завиоит от интенсивности торможения колес каждой из его осей .
- 192. -
&иг.вО Силы, действующие на авюмобилъ во время его торможения .
2 . Известно также, что предельная величина тормозной силы,
которую можно реализовать на колесах одной оси без опасности их блокировки ( ю за), пропорциональна нормальной реакции дороги на эти колеса
где |
(р - |
коэффициент сцепления колес с дорогой, |
|
3 . Нормальные реакции на передних и задних колесах автомоби |
|
ля различны |
( фиг.80 ) . |
|
- 193 -
Их величины зависят от статических нагрузок на оси автомобиля и
интенсивности |
торможения. |
|
|
||
Из рассмотренного следует, что максимальная эффективность |
|||||
торможения может быть достигнута при двух условиях: |
|||||
во-первых, если |
на колесах созданы равные удельные тормозные |
||||
силы |
и , следовательно, в одинаковой мера реализуются сцепные |
||||
возможности колес, обусловленные нормальной реакцией ; |
|||||
во-вторых, если |
величины удельных т( .:::озных сил близки к пре |
||||
дельной' ~ if |
, но не достигли е е . Ибо в последнем случае неиз |
||||
бежно блокирование колес о нежелательными |
последствиями эт о го . |
||||
Блокировка |
задних колес приводит |
к заносу |
автомобиля, а передних |
||
- к потере |
управлЯ' |
сти. |
|
|
|
Для выполнения |
этих условий |
тормозной |
привод автомобиля снаб |
||
жают особыми приборами: регуляторами тормозных сил ила противобло-
кировочной системой. Водитель,воздействием на педаль тормоза зада ет замедление автомобиля, определяемое суммой тормозных сил, а ав томатические регуляторы обеспечивают необходимое соотношение меж ду слагаемыми этой суммы.
Регуляторы тормозных оил
Условие оптимального регулирования тормозных оил можно напи-
оать в следующем виде
|
= LO |
2 |
I |
/ ‘ |
Рассматривая торможение автомобиля на горизонтальной дороге
и принимая во внимание, |
что в предельном случае } |
:$ ~ Ц «это ус |
ловие мо' до представить |
в виде двух зависимостей! |
|
I9H 1
РтГЧ>4?(6* ,р,'9 )'•
и , |
ч |
(49 ) |
При заданных параметрах тормозного механизма величина тор мозной силы зависит от давления в тормозной камере или цилиндре,
поэтому
-?т/ = RI (Pi ~ Р0< ) )
|
|
|
D |
, |
(50 |
) |
|
Р - |
? т г = Ц Р г - Р о г )> |
|
|
||
где |
постоянная |
величина, зависящая от |
конструктивных |
осо |
||
|
|
|
бенностей тормозного механизма (см .курс "Конструирова |
|||
|
|
|
ние и расчет автомобиля" ) ; |
|
|
|
|
Р |
- |
давление в |
тормозной камере или цилиндре ; |
|
|
|
р |
- |
давление, |
соответствующее началу |
тормокения. |
|
Практически необходимое распределение тормозных сил по осям осуществляется созданием соответствующего давления р1 и |Э в тор мозном приводе каждой пары колес. Оптимальные значения этих давле ний находят совместным решением уравнений (49) и (50);
Р,-У
(51 )
Рга ( а - iphg у pttZ
ХР г
Впростых системах, получивших наибольшее распространение,
регулятор тормозных сил устанавливают в привода тормозов задней
оси. Тогда давление р |
в приводе |
тормозов передних колес сох |
раняется равным " командному", т .е . |
созданному главным цилиндром |
|
или тормозным краном. |
А давление р |
в приводе задних колес у о - |
- 195 -
танавливается регулятором в завгсимости от величины командного давления и заданной программы действия регулятора.
Для исследования качественной характеристики регулирования
используют |
график |
зависимости |
, |
приведений на |
|||
(Lflr.8I; <J . |
Кривые |
Я |
ж Б |
изображают оптимальное |
соотношение |
||
между давлениями |
о( |
и р |
соответственно для груженного и негру- |
||||
женного автомобиля. Координаты каждяй точки кривой оптимального |
|||||||
соотношения давлений |
определяют подстановкой |
в уравнения 51 оди |
|||||
наковых текущих значений коэффициента сцепления |
У’ |
от (р= О до |
|||||
</>=/■ |
|
|
|
|
|
|
|
Прямая |
ос |
t проведенная под углом 45° |
к осям |
координат, |
|||
изображает |
соотношение |
между давлениями при отсутствии |
регулято- |
|
Ра (Р Г - Р г ) |
• |
|
|
|
Из фпг.81, д |
видно, что для достижения во всех случаях(раз- |
|||
личная нагрузка и |
<р |
) оптимального соотношения между |
тормозными |
|
силами регулирование давлений г тормозном приводе должно произво
диться |
по сложному нелинейному закону. Практическое осущ еотмш ш . |
/7 |
5 |
о
Фиг,81 Схема однопараметрного регулятора (а )
и характеристика регулирования (fi) ■
- 196 -
такой программы является трудной технической задачей. Поэтому характеристики существующих регуляторов обеспечивают оптимальное регулирование лишь частично. Рассмотрим реальные характеристики на конкретных примерах.
Однопараметрный регулятор, схема которого приведена на |
|
|||||||||
фиг.81 |
|
, |
является наиболее |
простым и надежным в эксплуатации. |
||||||
Его основными деталями являются: дифференциальный плунжер I , |
пру |
|||||||||
жина 2 |
и клапан |
3. Полость R |
регулятора подключают к главному |
|||||||
тормозному |
цилиндру, а полость Б |
- |
к тормозам задних колес. |
На |
||||||
плунжер действуют |
силы: |
|
|
|
|
|
||||
справа |
- |
|
, |
|
|
|
|
|
||
слева |
- |
р о |
f р |
|
|
|
|
|
||
|
|
|
>1 |
'Р |
Л п , |
|
|
|
|
|
где Fp |
и |
Fs |
- активные площади плунжера со стороны соответст |
|||||||
вующих полостей |
регулятора; |
|
|
|
|
|||||
Р п |
- |
сила установочного |
натяга |
пружины 2. |
|
|||||
Регулятор |
работает |
так. |
При малых давлениях в главном цилинд |
|||||||
ре |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Рг Fs |
< Р, |
+ В п |
, |
|
|
и поэтому плунжер находится в своем крайнем правом положении. Обе полости регулятора сообщаются через клапан 3 - давление в магист рали тормозов задних колес сохраняется равным давлению в магистра
ли передних |
тормозов |
|
|
|
|
Характеристика регулятора на этом этапе его работы совпада |
|||
ет о |
прямой |
ос фиг.81,<Г. |
|
|
|
С увеличением давления |
pi соотношение |
сил, действующих на |
|
плунжер , изменяется и при |
р>=. р^ наступает |
неустойчивое равно- |
||
зоие |
плунжера |
|
|
|
|
|
|
|
(52 ) |
РН РБ z Рн ^р * Р п ’
- 1 9 7 -
соответствующее началу регулирования ( точка |
С |
на фиг. 81; |
if ) . |
|
При дальнейшем увеличении |
давления р |
плунжер перемещает |
||
ся влево, клапан 3 закрывается |
и между давлениями |
уз и |
у с - |
|
танаачивается соотношение, вытекающее из условия равновесия плун жера
|
|
|
|
|
|
|
|
Fit |
|
Рп |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Рг |
= Р’ |
ГБ |
+ |
'~ГВ ' |
|
|
|
(5Э > |
||
|
Характеристика регулятора на этом этапе его работы изобража |
||||||||||||||
ется |
прямой |
c d . |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
При проектировании регулятора следует на оптимальной харак |
||||||||||||||
теристике |
регулирования |
задать точки |
c a |
d |
, |
соответствующие |
|||||||||
началу регулирования |
[ р 1 |
=■ рн ) |
|
и максимальному командному |
|||||||||||
давлению (уо = р тстХ) . |
Тогда, |
как |
следует из |
(5 3 ), |
тангенс угла |
||||||||||
наклона |
прямой |
c d |
к оси |
абсцис |
определит |
необходимое |
отношение |
||||||||
Р |
: |
Ге |
, |
а ордината точки |
пересечения той |
же линии с |
осью ор |
||||||||
динат |
определит |
необходимое он ошенне |
Рп ' |
РБ . |
Пользуясь этими |
||||||||||
данными и условием равновесия плунжера в момент начала регулирова
ния (5 2 ), можно определить основные размеры регулятора и силу Р п
установочного натяга пружины.
При таком подходе к выбору параметров регулятора будет обес
печена первоочередность |
блокирования передних колес автомобиля, |
|||
т .е . устойчивость его прямолинейного движения. |
||||
Рассмотренный регулятор, |
осуществляя регулирование по одному |
|||
параметру - |
командному давлению-, обеспечивает рациональное соот |
|||
ношение между давлениями |
р |
и |
р для определенного состояния |
|
автомобиля: |
груженного или негруженного. Это очевидно из а я г .^ /Д |
|||
и является |
основным недостатком |
однопараметрных регуляторов |
||
-198 -
|
Двухпараметрный |
регулятор |
отличается от однопараметрного тем, |
||
что |
регулирует давление уз в |
магистрали задних тормозов не толь |
|||
ко в |
зависимости |
от |
командного давления р |
, но также и от вер |
|
тикальной реакции |
на |
заднюю ось |
автомобиля, |
которая, как известно, |
|
зависит от нагрузки на автомобиль и интенсивности торможения. До стигается это автоматическим изменением установочного натяга пру
жины регулятора. |
|
|
|
Изменение силы |
Р п |
приводит |
к тому, что характеристика ре |
гулятора приобретает |
вид семейства |
ломаных линий ( фиг.83 ) , у ко |
|
торых участки, соответствующие регулированию давления, параллель ны мевду собой.
На фиг.82 приведена схема одного из возможных вариантов прак
тического осуществления принципа двухлараметрного регулирования.
Вместо пружины здесь использован торсион |
I , |
который одним |
сво |
||||||||||
им концом, имеющим плечо ^ |
, нагружает |
плунжер 2 |
регулятора, |
а |
|||||||||
другим, имеющим плечо |
1г |
, |
связан с |
задней осью |
автомобиля. |
Регу |
|||||||
лятор и опоры |
3 |
торсиона, |
в которых |
последний |
свободно проворачи |
||||||||
вается, прикреплены |
к днищу кузова |
автомобиля. |
Благодаря такому |
||||||||||
устройству угол закрутки торсиона, а следовательно |
усилие Р п |
» |
|||||||||||
нагружающее плунжер регулятора, зависит |
от прогиба |
подвески |
задне |
||||||||||
го моота автомобиля, т .е . от величины вертикальной |
реакции |
на |
зад |
||||||||||
нюю ось . |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Можно рекомендовать следующий способ определения основных раз |
|||||||||||||
еров регулятора, а также максимального |
Р'п |
и минимального |
|
||||||||||
зчений силы действия пружины на плунжер. |
|
|
|
|
|
||||||||
В точка |
с |
оптимальной характеристики, |
соответствующей |
на- |
|||||||||
рогулирования для груженного автомобиля, |
проведем к кривой |
||||||||||||
'явную и определим координату |
т |
точки |
ее |
пересечения |
с |
||||||||
чнат и угол |
ос |
ее |
наклона |
к оси |
абсцисс. |
Затем, принимая |
|||||||