Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги из ГПНТБ / Гаспарянц, Г. А. Некоторые автоматические системы автомобиля учеб. пособие

.pdf
Скачиваний:
30
Добавлен:
19.10.2023
Размер:
6.82 Mб
Скачать

- 69 -

Если поворот рулевого колеса прекратить,, силовой цилиндр,

продолжая поворачивать управляемые колеса, станет посредством жесткой обратной связи (пунктирная стрелка) поворачивать рычаг 2

вокруг точки Б ( теперь неподвижной), возвращая его в нейтраль­ ное положение. Вследствие этого полый стержень 6 клапана совмест­ но с пластиной 7 станут перемещаться к своему исходному положе­

нию до тех пор, пока пластина не коснется своего седла. В это

мгновение рассматриваемая полость силового цилиндра окажетоя изо­ лированной одновременно и от воздушной магистрали и от атмосферы.

Давление в нем станет p = consi и поворот колес прекратится.

Так осуществляется слежение по перемещению .

Для обеспечения "чувства дороги" используется давление,ока­ зываемое воз,духом на уплотнительный поршень 8, выполненный заде­

ло с полым стержнем 6 . Чем больше сопротивление повороту, тем больше давление р1 , а следовательно, тем большую силу нужно приложить к ободу рулевого колеса, чтобы удерживать регулирую­

щий рычаг 2 в смещенном от нейтрального положении.

Пружинное устройство 3 следящего механизма ограничивает воз­

можность относительного поворота рычага управления относительно сошки. Благодаря этому включение усилителя возможно лишь при оп­

ределенном

тангенциальном усилии Т0

на ободе

рулевого колеса

( см .ф иг.29).

 

 

______ Расчет

пневматического усилителя

рулевого

управления целе­

сообразно начинать с определения силы установочного натяга пру­ жины 3 следящего механизма.

Пользуясь расчетной схемой, приведенной на фиг,31,сГ .напи­ шем условия равновесия рычага управления относительно точки Я и сошки относительно оси его вала:

 

 

 

- 70 -

 

 

 

Pnoa+ N ( c + §)= &b ;

 

 

 

T% i рм ~ &C )

где

рпо-

сила установочного натяга пружины ;

 

Н -

реакция регулятора ;

 

G- -

сила воздействия сошки на рычаг управления;

 

Т

-

тангенциальное усилие на рулевом колесе;

 

1

-

радиус рулевого колеса;

 

Ьрм-

передаточное число рулевого механима.

В момент начала включения пневматического усилителя величи­

на силы Л/ незначительна и определяется

силами трения и возврат­

ной пружины клапанного распределителя.

Полагая поэтому N=0

и

решая совместно

уравнения

( 22) относительно Рп

, получим

 

 

р _

о _

 

 

 

 

OZ срм у

 

 

 

 

Гп~ ас

 

 

 

Размеры а,

5 и

С

берут по конструктивным соображениям.

Радиус рулевого

колеса % и передаточное число ^ «р ул евого

меха­

низма определяют

методами,

известными из курса "Конструирование

и расчет автомобиля"

из условия, чтобы

при выходе

из строя

уси­

лителя был возможен поворот управляемых колес водителем. Танген­

циальное, усилие Т0 на рулевом колесе, необходимое для включения усилителя, принимают в пределах 10—I I кГ, т .е . несколько больше,

чем в гидроусилителе. Благодаря этому не только исключается воз­ можность обратного включения усилителя при наезде колес на неров­ ности дороги, но предотвращается чрезмерный расход воздуха, так как при малых сопротивлениях повороту пневматический усилитель бездействуй?.

Насчет ,г('активного воздействия регулятора на рулевое колесо,

создающего "чувство дороги", сводится' к установлению зависимости

 

 

 

 

 

-

71

-

 

 

 

между давлением

р1

в силовом цилиндре и дополнительным танген­

циальным усилием

Тр

на ободе рулевого колеса, являющимся след­

ствием

этого давления.

 

 

 

 

 

 

Решая совместно

уравнения (22) относительно Т

, получим

 

т _

c[Pna.+ti(c+B)] .

 

 

 

 

р

 

 

6 г LPM

 

 

 

 

Из схемы, приведенной

на char.31,

а

, следует,

что

 

//=

р

Л - р

JTdj

J .

 

 

 

Y

 

 

е г, ^

е

 

 

 

Поэтому окончательно

можно написать

 

 

 

Т = ЛРп<* + Р,

 

Н

с + 6 ) ] .

 

 

 

р

 

 

Вг 1рм

 

 

 

 

Не трудно видеть, что

при выводе

этой

зависимости были

сделаны следующие упрощения, допустимые при предварительных

практических расчетах:

 

 

 

 

 

 

I)

вследствие

малости

перемещений приняты постоянными сила

пружины следящего

механизма

Р п

и отношение

:

... .

 

 

 

__

.. ”__...

____ е

 

Фиг.31 Схемы к расчету элементов пневматического усилителя рулевого управления .

72 -

2) не учтено трение и действие прукин клапанов в распреде­

лителе - сопротивления,

практически ни зависящие от

давленияр

и малые по сравнению с

силой р к .

 

 

Из полученного выражения следует,

''го с увеличением сопро­

тивления повороту усилие, необход,," 'е

для поворота

рулевого ко­

леса, растет прямо пропорционально давлению в силовом цилиндре.

Величины, входящие в это выражение, должны быть выбраны такими,

чтобы при максимальном значении давления р

§ пг/смг

си­

ла Тр была не более

14 кг.

 

 

Расчет силового

цилиндра пневматического

усилителя

принци­

пиально не отличается от расчета силового цилиндра гидроусилите­ ля. Рабочий перепад давления следует принимать в пределах

4 6 кг/см2,а силу

Ру на штоке определять из выражения (1 6 ).

______ Пневматический

усилитель привода сцепления

Пневматический усилитель привода сцепления, схема которого приведена на фиг.32, применяется на автомобиле МАЗ-500. Из фиг.32 видно, чтоупринципиально не отличается от пневмоусилите­ ля рулевого управления. Особо необходимо отметить, что здесь усилием пружины I в момент соприкосновения полого стержня 2 с

затвором клапана 3 определяется начало работы усилителя. Так как некоторые водители имеют обыкновение во время езды оставлять но­ гу на педали, что может вызвать постоянное буксирование сцепления,

необходимо, чтобы сцла СЦ, на педали, соответствующая началу включения усилителя, была достаточно большой.

Привод и усилитель должны быть спроектированы так, чтобы усилие Q- на педали было: при неработающем усилителе

- 73 -

Q-< 25+30Kr j соответствующее началу включения и при работа­ ющем усилителе 0 -^ 8 Юнг. Расчет элементов усилителя произво дится аналогично расчету пневмоусилителя рулевого управления.

Исходные величины (силу F на тяге привода и перемещение <f

этой тяги) определяют предварительным силовым и кинематически!--'

расчетом привода, известным из курса " Конструирование и расчет автомобиля".

Пневматический усилитель тормозного привода

Получили распространение три разновидности пневматических

усилителей тормозного привода: чистопневматичеокий, гидропнев­ матический.и гидровакуумный. Первые два типа применяют для гру­ зовых автомобилей средней и большой грузоподъемности, автопоез­

дов и автобусов. Третий тип - главным образом для автомобилей

легковйх и грузовых малой грузоподъемности. Вследствие ограни­ ченности объема пособия здесь коротко остановимся лишь на пер­ вом типе.

Чистопневматический усилитель называют обычно пневматиче­

ским приводом тормозов. Помимо узла питания, он состоит из тор­

мозного крана (регулятор) и диафрагменных или поршневых испол­

нительных механизмов. Устройство и работа пневматического при­ вода тормозов известны из курса "Конструкция автомобиля", поэ­ тому здесь лишь напомним о работе регулятора и рассмотрим его раочет.

Схема регулятора

приведена на фиг.33; а

.

Его

корпус имеет

три полости:

Р -

высокого

давления,

б

-

атмосферного

давления,

В - рабочего давления, которые

связаны

с исполни­

тельными механизмами.

Полость

8 может

попеременно

сообщаться:

?4 -

?и г.32. Принципиальная схема пневматического усилителя привода сцепления

через впуокной клапан I с полостью высокого давления, через вы­

пускной клапан 2 с атмосфер-ой или быть замкнутой, когда оба клапана закрыты одновременно.

Когда тормозная педаль отпущена и приводная сила 9 = 0 ,

силы установочного натяга пружин 3 и 4 уравновешиваются и диаф­ рагма 5 с трубкой 6 занимают такое положение, при котором выпу­ скной клапан 2 оказывается открытым, впускной - закрытым, а тор­ мозные механизмы вследствие этого находятся в отторможенном сос­ тоянии.

При нажатии на педаль последовательно происходит следующее:

сила О-

через пружину 3 передается на диафрагму, перемещает

ее вместе

с трубкой 6 к коническому затвору выпускного клапана,

- 75 -

закрывает этот ю.апан - исполнительные механизмы разобщаются о

атмосферой. При дальнейшем перемещении диафрагмы открывается впускной клапан.

С открытием впускного клапана воздух из ресивера поступит

в рабочую полость регулятора и оттуда к исполнительным механиз­ мам - начнется торможение. Одновременно с этим возникает противо­

действие давления воздуха силе & через диафрагму. Если

& -const , давление в рабочей полости, возрастая, переместит ди­ афрагму вместе с закрытым выпускным клапаном вверх до положения,

при котором окажется закрытым и впускной клапан. Такое состояние регулятора, когда его рабочая полость замкнута, называется рав­ новесным.

Каждому равновесному состоянию регулятора соответствует оп­ ределенное давление в тормозной магистрали, а следовательно и определенная интенсивность торможения. Для изменения рабочего давления рр необходимо нарушить равновесное'состояние: для

Фиг.33 Схема тормозного крана ( О. ) и его статическая х а р а к т е р и ст и к а ) .

 

-

76 -

 

увеличения

-увеличить силу

&

, для уменыиения/о- уменьшить

эту силу.

Например, если силу

&-

уменьшить, диафрагма давлени­

ем воздуха в рабочей полости отожмется Еверх и при закрытом впускном клапане откроется выпускной. В результате этого произой­

дет сброс давления р , который приведет регулятор в новое рав­

новесное состояние, соответствующее меньшему рабочему давлению.

Таким образом, благодаря следящему действию диафрагменно­

клапанного регулятора давление воздуха в тормозной магистрали из­

меняется прямо пропорционально приводной силе 0- . Следящее

действие здесь осуществляется пневматической обратной связью ре­

гулятора с исполнительным механизмом, которая проявляется в том,

что, когда давление воздуха в исполнительном механизме достигает

величины, соответствующей

приводной силе 0- , регулятор приходит

в равновесное состояние,

запирая пневматическую тормозную маги­

страль и обеспечивая соответствующую интенсивность торможения.

Очевидно, что диафрагменная часть рассмотренного регулятора,

выполняющая в данном случае функции воспринимающего и сравниваю­ щего элементов, может быть заменена поршнем. Тормозные краны с поршневым следящим устройством имеют достаточно большое распро­ странение.

На фиг.33,5 приведена статическая характеристика регулято­ ра, представляющая собой зависимость рабочего давления рр от приводной силы 0- . Линия I иллюстрирует эту зависимость при на­ растании силы Q, , Линия п - при уменьшении этой силы. По ста­

тической характеристике, которая приближенно соответствует слу­ жебному торможению автомобиля, оценивает качество следящего дей­

ствия

тормозного крана. Заштрихованная часть диаграммы

характе­

ризует

нечувствительность регулятора, которую оценивают

коэффици-

ектом

нечувс тгят ельне ста

 

- 77 -

который определяют для среднего значения рабочего давления,равно-

О

го 3 кГ/см .Нечувствительность является следствием деформации

пружин и главным образом трения.

В тормозных кранах с диафрагменным следящим устройством за­

штрихованная зона столь мала, что ею, пренебрегают, и статическую

характеристику изображают в виде двух линий - I и Ш.

Для определения в первом приближении размеров регулятора и

характеристик его пружин напишем условия равновесия диафрагмы,

соответствующие трем состояниям следящего устройства: в момент начала торможения и отторманивания, при торможении с максималь­

ной

интенсивностью.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Условие

равновесия следящего

механизма

в общем случав

 

 

 

 

0-= КЧХ -*РПч * Fp +■Я

г

 

 

 

 

 

(23)

где

&, -

приводная сила;

Кч- жесткость

возвратной

пружины;

X

-ход диафрагмы из положения, соответствующего 0 . - 0

 

до

рас­

сматриваемого;

Рпч -

 

сила установочного

натяга

возвратной

пружи­

ны;

F - эффективная площадь диафрагмы;

р -

давление

в

рабо­

чей

полости

регулятора;

ft

-

вертикальная

реакция затвора

выпус­

кного клапана.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

В момент

начала

 

торможения:

Q.- &в- приводная сила,необходи­

мая для начала

торможения;x - h 2 -расстояние

между седлом и затво­

ром выпускного

клапана;р»0 ;

ft=p -

сила,

необходимая для нача­

ла открытия впускного

клапана. Следовательно, для этого

состояния

 

 

 

 

 

О-о - K^hi + Р пч + Р ■

 

 

 

 

 

 

 

 

При торможении

 

с

максимальной интенсивностью: GL = &та*

x

=hz + h,

»

где

hi

- максимальный ход затвора

впускного

кла­

п а н а ;^ рр -

давление

в ресивере;

f t -

о (действием

пружины 7

пре­

небрегаем). Следовательно,

для

этого

состояния

 

 

 

 

 

 

 

 

O' max

z Кц (^i * h%) + Епч f

fPp

 

 

 

 

78 -

В момент начала оттормаживания: х ^ Ь 2 ) р - Р р '} Р ~ 0

( минимальным усилием, необходимым для сохранения герметичности выпуокного клапана, пренебрегаем). Следовательно, для этого со ­

стояния

 

~/

.

,

р,

п

 

 

 

 

Оmax ~

^2 +

 

+ 'Рр

 

 

Совместным решением этих уравнений находят значения величин

 

 

и приступают к компоновке регулятора. Для решения

уравнений

предварительно

задают давление в ресивере

рр и на

основании

выполненных конструкций

- желательную статическую ха­

рактеристику регулятора.

Значения величин

d 0)

а & max

берут

из характеристики.

Величины:

Р

- из выракения( II); /?/ и

Аг -

из

выражений (12, а )

для плоского

клапана

для

конического клапана .

Параметры пружины хода педали определим из следующих сооб­ ражений, Даже,если верхнее положение диафрагмы фиксировано, же­

лательно,

чтобы силы установочного натяга •пружин 3 и 4

были оди­

наковыми. Тогда холостой ход педали будет минимальным.

 

Еесткость пружины найдем из условия

 

 

 

O'max ~ О о -

Кз h } ,

 

 

где Л'з -

искомая жесткость;

h} ~ дополнительная деформация

пружины хода педали,

которая должна быть

такой, чтобы

общее пе­

ремещение

приводного

стакана 8,

равное

h t + h2 + h3 приводило к

допустимому общему ходу педали тормоза.

 

 

Вопросы и задания для повторения

 

 

I .

Какова область применения полуавтоматических систем -

,;•клитчлы

на автомобиле ?

 

 

 

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ