книги из ГПНТБ / Бухарин Н.А. Автомобили. Конструкции, нагрузочные режимы, рабочие процессы, прочность агрегатов автомобиля учеб. пособие

сплава) удается избежать расслоения венца от барабана только за счет применения высоких ребер, обеспечивающих лучшее охлаждение венца.

Большую износостойкость и лучшие фрикционные качества имеют барабаны, изготовленные из алюминиевых сплавов, рабо-

а)

Рис. ХѴ.9. Нагрев тормозов: а — нагревание барабана и обшив­ ки при движении автомобиля в городе и за городом; б — рас­ пределение температур в барабане ЛАЗ 695Е; в — тормозные биметаллические барабаны с венцом из аллюминиевого сплава с глубокими А и низкими Б ребрами

чая поверхность которых покрыта путем распыливания слоем марганцовистой стали или специальным медно-бериллиевым сплавом.

При единичном торможении баланс тепла выразится формулой

400

При кратковременном торможении второй член правой части формулы (XV.22) можно принять равным нулю. При этом тем­ пература нагрева барабана

Кроме расчета на нагрев определяется величина удельной работы трения Ьтр (Дж/см2), приходящаяся на единицу поверх­ ности фрикционной накладки

Ьтр = • (XV.24)

Допустимые величины LTP при скорости движения в начале торможения V = 60 км/ч (16,7 м/с) составляют 400—1000 Дж/см2 [40— 100 (кг-м)/см2] в зависимости от типа автомобиля и удельной мощности двигателя.

Одним из показателей для выбора размеров тормозных накла­ док является масса груженого автомобиля т а (кг), приходящаяся на 1 м2 или 1 см2 поверхности трения фрикционных накладок. Для легковых автомобилей отношение mJFz составляет (1,0 и-' -=-2,0) ІО4 кг/м2; для автобусов (1,5 -нЗ,5) 101 кг/м2; для грузовых автомобилей (2,5 -=-3,5) 104 кг/м2.

На затяжных спусках с целью снизить тепловой режим рабо­ чих тормозов применяются тормоза-замедлители. Тормозом-за­ медлителем в простейшем случае может служить сам двигатель, приводимый во вращение от ведущих колес автомобиля. Тормоз­ ной эффект создается противодавлением с помощью тормозной заслонки в выхлопном трубопроводе.

Величина противодавления в выхлопном трубопроводе со­ ставляет 0,25—0,3 Мпа (2,5—3,0 кгс/см2); при этом величины замедлений составляют на высших передачах 0,5— 1,5 м/с2, что позволяет значительно разгрузить основные тормоза на затяж­ ных спусках.

Электродинамические тормоза-замедлители включаются в в трансмиссию автомобиля. Пример такого тормоза представлен на рис. XV. 10. На вал 1 тормоза насажен диск 4, вращающийся в магнитном поле полюсов 2 с обмотками 3. Торможение осуще­ ствляется за счет использования вихревых токов, возникающих в диске 4. Для лучшего охлаждения на валу тормоза установлены лопасти 5, обеспечивающие циркуляцию воздуха. Величина тор­

401

мозного момента, создаваемого тормозом этого типа, достигает 800 Н-м (80 кгс/м).

При наличии гидродинамической пли гидрообъемной транс­ миссии гидравлический тормоз-замедлитель является обычно ее составной частью.

Рис. XV. 10. Электродинамический тормоз-замедлитель, включаемый

втрансмиссию автомобиля

§73. МЕХАНИЧЕСКИЕ И ГИДРАВЛИЧЕСКИЕ ТОРМОЗНЫЕ ПРИВОДЫ

Механические приводы. Применяются они обычно для ручных станочных тормозов. В конструкции механического привода сле­ дует отдавать предпочтение элементам, работающим на растяже­ ние и обладающим более высоким коэффициентом жесткости

где sTи йф — теоретическое и фактическое перемещение тормозной педали или рычага с учетом упругих деформаций.

402

Определение передаточных чисел п ходов перемещения де­ талей механического привода не представляет трудностей.

Гидравлические приводы. Усилия в элементах гидравличе­ ского тормозного привода определяются законами гидростатики.

Схема гидравлического тормозного привода приведена на рис. XV. 11.

Давление жидкости внутри системы р 0 определится формулой

ч-ІО МПа (10— 100 кгс/см2). Средние значения р 0, преобладающие

При равенстве диаметров тормозных цилиндров колес, дей­ ствующих на левую и правую колодки тормозов, получим для двухосного автомобиля следующую величину хода педали sn:

где dnj i d3— диаметры цилиндров передних и задних тормозов;

6 „ и бп — перемещение левого и правого поршеньков тормозных цилиндров передних колес; öâ и öâ' — то же задних колес; б0 — величина зазора в педальном приводе.

403

При этом за малостью пренебрегаем сжимаемостью жидкости и увеличением диаметра трубопроводов за счет внутреннего дав­ ления.

Силовое передаточное число гидравлического тормозного при­ вода может быть представлено формулой

£ (Рі + Р г)

(XV.27)

Заменяя силы Р г, Р„, Рп размерами поршней и давлением жид­ кости в системе р 0, получим силовое передаточное число для двух­ осного автомобиля с тормозами на всех колесах в следующем виде:

Так как при «аварийном» торможении давление жидкости до­ стигает 10 МПа (100 кгс/см2), то объем металлических (обычно стальных) и особенно гибких резино-кордных трубок увеличи­ вается, что снижает жесткость привода. Ход педали при этом увеличивается, что нежелательно.

Объем стальных трубок увеличивается при р 0 = 10 МПа (100 кгс/см2) незначительно (менее 1%). Объем гибких трубок увеличивается значительно больше. Имея в виду, что полная длина гибких трубок составляет 1 0 —2 0 % от длины жестких тру­ бок, общее увеличение объема трубопроводов при аварийном тор­ можении составляет 2—4% от номинального.

Конструкция главного тормозного цилиндра с одним маги­ стральным. трубопроводом к тормозным цилиндрам колес обще­ известна.

Рассмотрим конструкцию главного тормозного цилиндра двух­ магистрального (двухконтурного) типа, существенно повышающего надежность тормозной системы (рис. XV. 12, а). Два последова­ тельно расположенных поршня 1 и 5 (компоновка «тандем») под­ водят жидкость независимо друг от друга к магистрали 7 через клапан 3 и магистраль II (последняя на чертеже не показана). При повреждении магистрали / поршень 5 перемещается вправо до упора штифта 4 в стенку, что выключает магистраль /. Соот­ ветственно при повреждении магистрали II выступы 6 упираются друг в друга, что приводит к выключению магистрали II. Пере­ городка 2 в резервуаре позволяет обеспечить независимую подачу жидкости в соответствующие полости цилиндра и магистрали / и II.

404

Главный тормозной цилиндр двухконтурного типа автомо­

Рис. XV. 12. Главные тормозные цилиндры двухконтурного типа

впадину 6, при этом поршень перемещается влево. Жидкость к тор­ мозам задних колес подается поршнем 8. При отпущенной педали тормоза оба поршня отжимаются пружинами 1 и 4 в "крайнее правое положение до их соприкосновения с установочными бол­ тами 7 и 9. При нажатии на педаль тормоза поршни передвигаются влево, соприкасаясь с уплотнительными кольцами 3. В нерабочем

405

состоянии уплотнительные кольца, прижимаемые пружинами 2, удерживаются распорными кольцами 10.

Тормозная система привода к передним тормозам независима от привода к задним тормозам и каждая питается жидкостью из отдельного бачка.

Двухступенчатый главный тормозной цилиндр (рис. XV. 13) имеет целью повысить эффективность привода без применения усилителя. Как известно, при нажатии на педаль тормоза сна-

Рис. XV. 13. Главный тормозной цилиндр двухступенчатого типа

чала выбираются зазоры в тормозной системе, что может быть сделано при малом давлении жидкости, но с относительно большой скоростью перемещения поршня главного тормозного цилиндра. После выбора зазоров следует непосредственно торможение; давление жидкости возрастает при малом ходе перемещения поршня главного тормозного цилиндра.

Сила Р при торможении передается двойному поршню 1. Передний поршень 7 с манжетой 8 перемещается в цидиндре вы­ сокого давления малого диаметра; задний поршень 4 с манжетой 5 перемещается в цилиндре низкого давления большего диаметра. Оба поршня жестко связаны и двигаются одновременно. В на­ чале перемещения кромки манжет 8 и 5 закрывают соответствую­ щие компенсационные отверстия 9 и 6. При последующем переме­ щении поршня вследствие увеличения давления в полости 14 жидкость проходит по отверстиям 12 в поршне 7 и, отгибая края манжеты 8, поступает в полость И и далее через двойной клапан 10— в Магистраль тормозного привода.

Когда давление в полостях 11 и 14 достигает определенного значения, соответствующего окончанию первого этапа торможения, плунжер 13 перемещается влево, преодолевая сопротивление пру­

406

жины 18, и открывает тарельчатый перепускной клапан 17. Жидкость из полости 14 низкого давления по каналам 15 и 16 поступает в полость 19 и через отверстия 2 и 3 возвращается в за­ пасной резервуар.

Усилители (сервомеханизмы) тормозного привода. Для сни­ жения силы давления на педаль тормоза широкое распространение получили усилители (сервомеханизмы). На легковых автомобилях среднего и большого веса и грузовых грузоподъемностью 1,5— 3,0 т с гидравлическим и механическим приводом применяются

Рис. XV. 14. Сервомеханизм вакуумного типа для грузового автомобиля грузоподъемностью 2 т

усилители вакуумного типа. Эти усилители могут быть или само­ стоятельным узлом или встроены в главный тормозной цилиндр гидравлического привода, расположенный вблизи тормозной пе­ дали. Пример усилителя первого типа представлен на рис. XV. 14 (автомобиль ГАЗ-24, ГАЗ- 6 6 и др.).

Рабочая камера 10 усилителя имеет диафрагму 3, делящую камеру на полости А и Б. При отпущенной педали 1 тормоза диафрагма 5 распределительного устройства занимает нижнее положение. Под действием пружины атмосферный клапан 4 прижат к своему седлу. Через отверстие б в тарелке диафрагмы 5 полость А рабочей камеры 10 сообщается с полостью Б. Под дей­ ствием пружины 9 диафрагма 4 рабочей камеры занимает крайнее левое положение. Такое же положение будут занимать поршень 7 гидравлического цилиндра 6. Шариковый клапан поршня 7 будет открыт выступом детали 8.

При нажатии на педаль тормоза жидкость из главного тормоз­ ного цилиндра 2 через клапанное отверстие в поршне 7 поступает в магистраль 1.

407

Величину перепада давлений Ар в полостях А и Б рабочей ка­ меры для разных значений сил Q' можно определить из равнове­ сия диафрагмы 5, являющейся основным элементом следящей системы. Если дроссельная заслонка имеет минимальное открытие, то давление во всасывающем трубопроводе будет 0,03—0,035 МПа (0,3—0,35 кгс/см2).

§ 74. ПНЕВМАТИЧЕСКИЙ И КОМБИНИРОВАННЫЙ ПРИВОДЫ

Пневматические и комбинированные (пневмогпдравлическме, пневмоэлектрические и др.) приводы применяются на автомобилях и автопоездах среднего и большого веса. Вследствие меньшего давления воздуха по сравнению с жидкостью в гидравлическом приводе (почти в 10— 15 раз) вес пневматического привода зна­ чительно выше.

Вавтомобилях с прицепами применяются одиопроводиые (согласно ГОСТ 4364—67) и двухпроводные приводы. Схемы однопроводного и двухпроводного пневматического привода пред­ ставлены на рис. XV. 15.

Вобеих схемах имеется компрессор 1, подающий воздух, сжа­

тый до 0,7— 1,0 МПа, через фильтр 2 и регулятор давления 3 в ресиверы 4. Давление в ресиверах ограничивается предохра­ нительным клапаном 5.

В однопроводной системе прицеп связан с тягачом одним трубопроводом с соединительной головкой 7, что упрощает экс­ плуатацию, в двухпроводной — двумя. Кран 8 перекрывают при эксплуатации автомобилей без прицепов.

Схема пневматического привода тормоза тягача КамАЗ пред­ ставлена на рис. XV. 16. В привод включен автоматический ре­ гулятор 23, позволяющий изменять величину тормозных сил на отдельных осях при изменении интенсивности торможения.

Работа регулятора тормозных сил происходит в зависимости от величины прогиба подвески задних мостов.

Компрессоры. Автомобильные компрессоры, обычно односту­ пенчатые, имеют производительность от 60 до 400 л/мин, в зави­ симости от размеров автомобиля. Регулирование давления воз­ духа осуществляется: 1 ) «мятием» воздуха; 2 ) выпуском избытка сжатого воздуха; 3) выпуском воздуха без противодавления; 4) пе­ репуском воздуха, применяемым в некоторых двухцилиндровых компрессорах; 5) отключением компрессора от двигателя путем применения, например, электромуфт.

Недостатком первых двух способов является длительная ра­ бота компрессора под нагрузкой.

Расход мощности, потребляемой компрессором, составляет 3—6 % от мощности двигателя (максимальной).

Тормозные краны. Тормозные краны включены между реси­ вером и рабочими камерами или цилиндрами. Они управляют подачей сжатого воздуха к последним, обеспечивая «следящее»

408

действие, т. е. пропорциональность давления воздуха, подавае­ мого в тормозные камеры, силе нажатия на тормозную педаль.

На рис. XV. 17 представлен комбинированный тормозной кран однопроводного пневматического привода со следящими механиз-

5)

Рис. XV. 15. Схемы пневматического тормозного привода: а — однопроводная; б — двухпроводная;

1 — компрессор; 2 — фильтр; 3 — регулятор давления; 4 — воздушные ресиверы; 5 — предохранительный клапан; 6 — кран прицепа; 7 — соединительная головка; 8 — за­ порный кран; 9 — рабочие цилиндры; 10 — ручной тормоз прицепа; 11 — тормозной кран; 12 — питающий трубопровод прицепа

мами диафрагменного типа, примененный на автомобилях ЗИЛ. В нижней части размещен прямодействующий кран тягача, в верх­ ней — кран прицепа обратного действия (т. е. работающий при выпуске воздуха). В кране имеются два следящих механизма уни­ фицированной конструкции, состоящих из двух диафрагм 4 с по­ лыми штоками 5, резино-металлических клапанов; воздушного 7 и атмосферного- 8.

При отпущенной педали тормоза тяга 1 перемещается вправо до упора 2. При этом тормозные камеры тягача (нижняя часть

409