Рычаги поворотных кулаков
Напряжения изгиба
. (157)
Напряжения кручения
. (158)
4.2.Тормозное управление
В данной теме рассматриваются классификация и расчетные схемы элементов тормозного управления, требования к ним и их расчет.
Для изучения темы необходимо воспользоваться учебной литературой
[1], c. 467...527; [2], c.167...198; [3], с. 112...125.
Тормозное управление - система управления служащая для уменьшения
скорости движения, остановки и удержания автомобиля на месте. Обеспечивает безопасность при движении и остановках. Совокупность всех тормозных систем называется тормозным управлением автомобиля.
Требования к тормозным системам
К тормозным системам предъявляются специальные требования, в соответствии с которыми оны должны обеспечивать:
1.Минимальный тормозной путь.
2.Устойчивость при торможении
3.Стабильность при торможении.
4.Минимальное время срабатывания
5.Силовое следящее действие.
6.Легкость управления.
Тормозные механизмы
Осуществляют процесс торможения, служат для принудительного замедления автомобиля.
Классификация тормозных механизмов
Классификация тормозных механизмов представлена на рис. 33.
65
Рис. 33. Классификация тормозных механизмов
Оценочные показатели
Эффективность
Коэффициент эффективности
, |
(159) |
где Рп.с – суммарная приводная сила тормозных колодок; rн – радиус тормозного барабана или средний радиус накладки в дисковом механизме.
Стабильность
Сохранение эффективности работы тормозного механизма при уменьшении коэффициента трения.
Уравновешенность
Неуравновешенным считается механизм, работа которого приводит к нагружению подшипников колес автомобиля.
Реверсивность
Равная эффективность тормозного механизма при движении автомобиля назад и вперед.
Расчетные схемы тормозных механизмов |
|
Дисковый тормозной механизм (рис. 34) |
|
Тормозной момент |
|
, |
(160) |
где μ = 0,35 – коэффициент трения.
66
Коэффициент эффективности
. (161)
Рис. 34. Расчетная схема дискового тормозного механизма:
1 – диск; 2 – колодка
Барабанные тормозные механизмы
С односторонним расположением опор(рис. 35)
Рис. 35. Схема барабанного тормозного механизма с гидравлическим приводом с равными приводными силами и односторонним расположением опор:
1 – первичная колодка; 2 – вторичная колодка; 3 – тормозной цилиндр; а, с – расчетные размеры
Тормозной момент |
|
|
|
. |
(162) |
Приводные силы |
|
|
; |
, |
(163) |
где μ = 0,3 – коэффициент трения.
С разнесенными опорами (рис. 36)
Тормозной момент |
|
, |
(164) |
где N – нормальная реакция барабана на колодки.
Рис. 36. Схема барабанного тормозного механизма с гидравлическим приводом с равными приводными силами и с разнесенными опорами:
1,2 – тормозные колодки; 3 – тормозные цилиндры; а, с – расчетные размеры
67
С равным механическим перемещением колодок (рис. 37)
Приводные силы
; 
. (165)
Рис. 37. Схема барабанного тормозного механизма с равным перемещением колодок:
1 – первичная колодка; 2 – вторичная колодка; 3 – разжимной кулак; а,с,е – расчетные размеры
Тормозные приводы
Совокупность устройств, осуществляющих связь педали или рычага управления с тормозными механизмами, называется тормозным приводом.
Механический тормозной привод
Система тяг, рычагов и тросов, с помощью которых передается усилие водителя. Применяется на автомобилях в качестве привода стояночной тормозной системы. Надежен в работе, имеет низкий КПД (0,4...0,45), требует частых регулировок.
Гидравлический тормозной привод
Передача усилия осуществляется давлением жидкости в гидросистеме. Применяется в легковых автомобилях и в грузовых – малой и средней грузоподъемности. Компактен, имеет небольшой вес, достаточно большой КПД
(0,94...0,96).
Пневматический тормозной привод
Передает усилие от органов управления к тормозным механизмам посредством сжатого воздуха. Применяется на грузовых автомобилях средней и большой грузоподъемности, автопоездах и автобусах, наиболее эффективен.
Регуляторы тормозных сил
Оптимальное распределение тормозных сил |
|
, |
(166) |
где Rz1, Rz2 – нормальная реакция дороги соответственно на передних и задних колесах; l1, l2 – расстояние от центра тяжести соответственно до оси передних и задних колес; φх – коэффициент сцепления; hц – высота центра тяжести.
68
Антиблокировочные системы (АБС)
АБС включает в себя:
•Датчики – информируют об угловой скорости колес, давлении в приводе, замедлении и т.п.
•Блок управления – обрабатывает информацию датчиков и дает команду исполнительным механизмам.
•Исполнительные механизмы – регулируют давление в тормозном приводе.
Расчет тормозных систем
Удельные давления для накладок
; |
, |
(167) |
где N1, N2 – нормальная реакция соответственно для первичной и вторичной колодок; β1, β2 – углы охвата колодок; rб – радиус тормозного барабана; b1, b2 – ширина колодок.
Удельная работа трения
, |
(168) |
где А=mаv2/2 – кинетическая энергия автомобиля массой m при максимальной скорости v начала торможения; Fmax – суммарная площадь поверхности накладок тормозных механизмов всех колес автомобиля.
Нагрев барабана или диска
, |
(169) |
где mк – масса автомобиля, приходящаяся на тормозящее колесо; mб – масса тормозного барабана; с – удельная теплоемкость чугуна или стали.
Гидравлический тормозной привод
Давление жидкости без усилителя
Рис. 38. Расчетная схема гидравлического привода тормозов
, (170)
где Рр.ц – усилие, создаваемое рабочим цилиндром на тормозных колодках; dр.ц – диаметр рабочего тормозного цилиндра.
Усилие на тормозной педали
, (171)
где dг.ц – диаметр главного тормозного цилиндра; a,b
– расчетные размеры.
69
Для двухосного автомобиля ход педали
, (172)
где dр.ц1, dр.ц2 – диаметр цилиндров передних и задних колес соответственно;
S – перемещение поршней цилиндров; Sсв – свободный ход педали; ηо=1,05...1,1
– коэффициент объемного расширения гидропривода (рис. 38). Усилие на штоке главного тормозного цилиндра
, |
(173) |
где ρ0=0,05 МПа – разрежение под поршнем усилителя; Fп – площадь поршня усилителя.
Пневматический привод |
|
Подача компрессора тормозного пневмопривода |
|
, |
(174) |
где zц – число цилиндров компрессора; dц – диаметр цилиндра; Sп – ход поршня; пк – частота вращения компрессора; ηпод=0,6 – коэффициент подачи компрессора.
Момент на валу разжимного кулака
, |
(175) |
где Р – приводные силы соответственно на первичной и вторичной колодках; е
– const.
Усилие на штоке тормозной камеры
, |
(176) |
где lш – расстояние от оси вала разжимного кулака до оси штока тормозной камеры (рис. 39).
Рис. 39. Схема для расчета: 1 – педаль; 2 – тормозной кран; 3 – тормозная камера;
a, b, е – расчетные размеры
70