2.4 Расчет гидроусилителя, определение производительности и необходимой мощности на привод насоса гидроусилителя

Расчет гидроусилителя рулевого управления начинается с определения момента сопротивления повороту управляемых колес М_с на сухом асфальте при полностью нагруженном автомобиле и сводится к последующему определению: размеров исполнительного цилиндра, распределителя, диаметра трубопроводов, производительности гидронасоса и мощности, затрачиваемой на его привод.

Рабочий объем силового цилиндра определяется исходя из работы А_у, совершаемой

усилителем.

Рисунок 2.5. Расчетная схема гидроусилителя.

Определим усилие сопротивления на поршне:

(2.21)

Где:- момент на валу сошки:; (2.22)

-момент сопротивления на колесе.

-радиус сектора.

- КПД рулевого привода.

Рабочая площадь поршня определяется по формуле:

(2.23)

- принимаем минимальное усилие, требуемое на рулевом колесе 15 Н

=- угол наклона винтовой линии.

мм- радиус винта.

Диаметр цилиндра определяем исходя из того, что поршень выполнен заодно с гайкой и его перемешение происходит по винту. Используем формулу:

, (2.24)

Где, - площадь сечения винта.

Принимаем ; тогда площадь поршняF_П=5,94 см²

Так как усилитель интегрированный, то объем цилиндра определяется по формуле:

, (2.25)

где - ход поршня, равный ходу гайки по винту;

Номинальная производительность насоса определяется по формуле:

(2.26)

гдемаксимальная скорость поворота рулевого колеса,об/с;

α_max= 64·16,4 = 1049,6 град - угол поворота рулевого колеса из одного крайнего положения в другое;

объемный КПД насоса;

ΔQ= 0,05Q_max- утечки, при давленииРравном 0,5Рmax.

Мощность, затрачиваемая на привод насоса, определяется по формуле:

(2.27)

где Па - расчетное давление жидкости

Диаметр трубопроводов:

(2.28)

где v –скорость движения жидкости в трубопроводах:

нагнетательная магистраль: ;

сливная магистраль: ;

всасывающая магистраль: .

Получим:

нагнетательная магистраль:

;

сливная магистраль:

;

всасывающая магистраль:

3. Тормозное управление

Тормозное управление автомобиля - это совокупность устройств, предназначенных для создания и изменения искусственного сопротив­ления движению АТС, с целью управления скоростью движения, в том числе и удержания АТС неподвижным относительно дороги во время стоянки.

Торможения разделяются на рабочие, аварийные, стояночные, а по интенсивности - на служебные и экстренные.

3.1 Определение усилия на педали тормоза (экстренное торможение φ=0,7)

Усилие на тормозной педали определяется по формуле:

(3.1)

где η_н – КПД привода, принимаем ;

i_п = 3,5 – передаточное число педального привода;

i_п =a/b ( рис. 3.1)

=19 мм - диаметр главного цилиндра;

- давление в тормозной системе;

Рис. 3.1 педальный привод

, (3.2)

где - радиус рабочего цилиндра.

Момент в тормозном механизме M_т по абсолютной величине равен тормозному моменту на колесе M_t, который, в свою очередь, определяется следующим образом:

(3.3)

где: M_t1,2- тормозной момент соответственно на передней и задней осях; R_z1,2- нормальные реакции дороги, действующие соответственно на передней и задней осях;

j - коэффициент сцепления.

Величины нормальных реакций при торможении определяются из выражений:

(3.4)

где m_a - масса автомобиля; a_н - замедление автомобиля;

a,b,h_g - координаты центра массы автомобиля;

L - база автомобиля.

Таким образом, получаем:

H;

Н;

Н•м;

Н•м.

Для передних дисковых тормозных механизмов (рис.3.1,а) тормозной момент М_т определяется зависимостью:

(3.5)

где: m- коэффициент трения (расчетный m=0,35);

r_ср - средний радиус приложения силы Р к накладке (r_ср = 0,1025 м).

Приводная сила на передних тормозных механизмах определяется из выражения:

, (3.6)

откуда: (3.7)

Н

Для задних барабанных механизмов с односторонним расположением опор и равными приводными силами P₁=P₂ (рис.3.1,б).

. (3.8)

где – приводная сила на задней оси;

r_б – радиус барабана, м;

μ – коэффициент трения;

h – расстояние от рабочего цилиндра до опоры, м;

a – расстояние от опоры до линии действия реакции, м;

- коэффициент касательных сил;

, (3.9)

где β – угол обхвата колодки, рад.

Приводная сила на задних тормозных механизмах определяется из выражения:

, (3.10)

откуда . (3.11)

Таким образом, получаем

Н

Н

Давление в тормозной системе передних и задних тормозных механизмов соответственно:

(3.12)

где сила на тормозном механизме;

площадь поршня, м.

МПа, (3.13)

Давление в тормозной системе передних тормозных механизмов больше чем в задних тормозных механизмов, следовательно принимаем

Усилие на педали тормоза составит:

Н

Рис. 3.2.