Тормозная система лесных машин (самоподготовка)

На всех современных автомобилях имеется две независимые системы тормозов, из которых одна управляется педалью, а вторая рычагом. Тормоза с ножным управлением являются главными и располагаются в передних и задних колесах. Тормоза с ручным приводом - вспомогательные и действуют только на задние колеса или трансмиссию (обязательно включены на остановках).

Тормоза служат для снижения скорости движения, полной остановки и удержания машины на

Рисунок 53 Схема взаимодействия колеса с грунтом при торможении

подъемах и спусках. Кроме того в гусеничных тракторах (иногда и колесных) они служат для торможения гусениц (колес) при повороте.

Определение основных тормозных параметров

Процесс торможения – это превращение кинетической энергии движущейся массы в работу трения и затем в тепло. При аварийном торможении (резком) вся кинетическая энергия переходит в нагрев и износ шин. При этом резко увеличивается опасность заноса.

При нормальном торможении большая часть энергии поглощается тормозами, поэтому их рассчитывают как на необходимый тормозной момент, так и на нагрев и износ.

Основной силой сопротивления при торможении является тормозная сила –касательная реакция между колесом и дорогой, направленная против движения.

При прижатии тормоза к тормозным барабанам создается тормозной момент М_т, приложенный к колесу.

Наибольшая тормозная сила: P_тmax=φ∙Z_к∙Cosα , (186)

где Z_к- суммарная реакция дороги на тормозные колеса.

Так как все колеса автомобиля снабжаются тормозами, то на горизонтальном участке Z=G_a.

Движение машины при торможении выражается уравнением, которое может быть получено из уравнения тягового баланса (54), если заменить в нем касательную силу тяги P_к тормозной силой Р_т, взяв ее с обратным знаком (направление против движения). Р_к = P_f±P_i+P_w±δ∙P_j (187)

δ∙(G/g)∙(dν/dt) = P_к-ΣR (188)

-(dν/dt) = (Р_т+ΣR)∙g / (δ∙G) (189)

Равенство (189) - дифферинциальное уравнение движения автомобиля при торможении.

Для оценки тормозных качеств принимаются по аналогии с разгоном следующие параметры: Максимальная величина замедления j_тmax;

1. Минимальный путь торможения S_тmin; Минимальное время торможения t_min, требуемое для прохождения пути S_тmin.

Сопротивлением воздуха при интенсивном торможении можно пренебречь, сопротивление качению входит в состав тормозного усилия. Таким образом, из всех сил сопротивления остается только сопротивление подъему.

Учитывая это, максимальное замедление выразится равенством:

j_тmax=(φ∙Z_к∙Сosα/G±Sinα)∙g/δ (190)

Если тормоза на всех колесах, то получим

j_тmax=(φ∙Сosα±Sinα)∙g/δ (191)

на горизонтальной дороге: j_тmax = g∙φ / δ

Длина тормозного пути определяется из условия, что работа, совершенная машиной за время торможения, должна быть равна изменению кинетической энергии машины, вызванному изменением скорости.

Учитывая, что тормозной путь будет минимальным при наиболее интенсивном торможении, т.е. когда Р_т=max, можем записать (при изменении скорости движения автомобиля изменяется и запас кинетической энергии, причем изменение равно работе сил сопротивления, вызвавших изменение скорости):

(P_тmax±G∙Sinα)∙S_тmin=δ∙G∙(ν²₁-ν²₂)/(2∙g) , (192)

где ν₁ и ν₂ – скорость автомобиля соответственно в начале и конце торможения, м/с. Принимая P_тmax=φ∙ G ∙Сosα ,

получим S_тmin=δ∙G∙(ν²₁-ν²₂)/[(2∙g)∙( φ∙ G ∙Сosα±G∙Sinα)] (193)

или с учетом равенства (190) запишем:

S_тmin=(ν²₁-ν²₂)/(2∙j_тmax) (194)

Третий измеритель тормозных качеств – минимальное время торможения T_min – может быть определен, принимая, что машина при торможении движется равномерно замедленно, поскольку сопротивление движению в это время примерно постоянно.

В соответствии с этим средняя скорость при торможении ν_ср=0.5∙(ν₁+ν₂), тогда минимальное время T_min эффективного торможения определится:

T_min=S_тmin / [0.5∙(ν₁+ν₂)] (195)

Действительный тормозной путь несколько больше расчетного, т.к. торможение нарастает не мгновенно и запаздывает реакция водителя.

При длительном торможении происходит перегрев тормозов. Чтобы увеличить момент сопротивления, машину тормозят двигателем, прекращая подачу топлива.

На машинах работающих в горных условиях применяют специальные гидравлические или электрические замедлители.

На автомобилях и тракторах встречаются 3 типа тормозов:

1. Колодочные (с внутренними колодками) – на автомобилях.

2. Ленточные –на тракторах.

3. Дисковые –центральные тормоза (авто).

Требования предъявляемые к тормозным системам:

1. Возможность плавного торможения и создание необходимого М_т.

2. Оптимальное распределение тормозного момента между тормозами машин.

3. Пропорциональность между усилием на педаль и тормозным моментом.

4. Минимальное запаздывание срабатывания тормозной системы.

5. Отсутствие произвольного самозатягивания тормозов и надежность отхода колодок и лент от барабанов по окончании торможения.

6. Удобство и легкость управления.