Пособие А.И. Кудрина

где Rk и Rp – соответственно радиусы колеса и ролика.

Однако при α › 270 стенд должен быть оборудован выталкивателем колес

(рис.6.5).

Ход подъемника выталкивателя

h=20…30 мм – гарантированный зазор.

Частота в качестве исполнительных механизмов подъемников используют пневмоподушки подвески автобусов. Подъемная сила выталкивателя должна быть больше силы веса, приходящейся на колесо. Иногда выталкиватели конструктивно объединяют с тормозом, блокирующим ролики в момент выезда автомобиля. В этом случае усилие на штоке исполнительного механизма

где φ1 – коэффициент трения между тормозной накладкой и роликом.

Для уменьшения силы Р колодки располагают под некоторым углом к вертикальной оси (рис.6.6). Тогда

В расчетах φ=0,5, а φ1 =(0,28…0,62) в зависимости от материала фрикционных накладок. Накладки от тормозных механизмов автомобилей, в состав которых входит коротковолокнистый асбест, наполнители в виде

Если площадь получается больше, используют тормоза без накладок. При

исполнительном механизме получается слишком большим, используют специальные тормозные устройства в виде зубчатых дисков, сидящих на одном валу с роликом и затормаживаемых отдельным исполнительным механизмом (рис.6.6). Часто в качестве исполнительного механизма используют тормозные камеры автомобилей ЗИЛ.

Подшипники роликов и инерционной массы рассчитывают по динамической

где Р – эквивалентная нагрузка; ρ = 3 для шариковых и ρ = 3,33 для

обобщенный коэффициент влияния качества метала и условий эксплуатации; L

–ресурс, млн.об.

Вопорах применяют двухрядные сферические самоустанавливающиеся подшипники, исключающие нарушение нормальных условий работы при прогибе длинных валов и перекосах при монтаже. Для них а2 0,5...0,6.

Расчет эквивалентной нагрузки ведется по формуле:

Ресурс рассчитывается исходя из средней частоты вращения роликов при V = 60 км/ч для грузовых автомобилей и V = 90 км/ч для легковых автомобилей,

Если используют для блокировки роликов в момент выезда автомобиля фрикционные тормоза, создающие большие усилия, нормальные к поверхности ролика, подшипники следуют проверить на статическую грузоподъемность.

Параметры нагружателя стенда определяют решением уравнения мощностного баланса относительно мощности, поглощаемой нагружателем:

где Nе – мощность двигателя автомобиля по внешней скоростной характеристике; Nва - мощность, затрачиваемая на привод вспомогательных

в механизмах стенда.

На первом этапе расчета формируется массив данных в виде табл.6.1.

Таблица 6.1 Образец таблицы для формирования массива данных, используемых при

расчете мощности нагружателя стенда

Для расчета нагружателя СПМ грузовых автомобилей и автобусов скорость берется в четырех точках внешней скоростной характеристике: 50,60,70,80

км/ч, а легковых – 60,80,100,120 км/ч.

Частота вращения коленчатого вала двигателя

где V – скорость автомобиля, км/ч; i0 – передаточное отношение главной передачи;

где Nм – максимальная мощность по паспорту, кВт; nN – частота вращения коленчатого вала, соответствующая максимальной мощности, об/мин; a, b, c – коэффициенты.

Для дизельных двигателей а=0,67; b=1,33; с=1,0 Для бензиновых двигателей а = b = c = 1.

Мощность, затрачиваемая на привод вспомогательных агрегатов,

Здесь k, m, n – соответственно число пар цилиндрических шестерен, конических шестерен и карданных шарниров в трансмиссии при включенной прямой передаче.

Потери мощности на преодоление сил трения качения

Для практических расчетов можно принять, что fp не зависит от скорости и составляет:

По результатам расчета (табл.6.1) строят зависимость Nx=f(np) и формируют характеристику нагружателя. Так как в процессе работы нагружателя происходит нагрев обмоток и металла, его эффективность снижается. Поэтому мощность нагружателя берется с 20% запасом:

Используя результаты расчета мощности, поглощаемой нагружателем, по формуле

определяют тормозной момент.

Инерционная масса стенда рассчитывается исходя из равенства кинетических энергий, запасаемых при разгоне автомобиля на дороге и на стенде.

При движении на дороге

где m – масса автомобиля, кг; Jk – момент инерции всех колес автомобиля, кг∙м2 ; ωk – угловая скорость колес, 1/с; V – скорость автомобиля, м/с.

При движении на стенде

где Jкз – момент инерции задних колес, кг∙м2; Jp – момент инерции всех роликов стенда, кгм2; Jм – момент инерции инерционных масс, кгм2; ωk, ωp, ωм

– соответственно угловые скорости колес, роликов и масс, 1/с. Так как Wд = Wс , то

В формуле (6.25) можно заменить:

Часто для уменьшения металлоемкости инерционной массы ее подключают к роликам стенда через ускоряющую цепную передачу с передаточным отношением 0,5…0,3.

После подстановке (6.26) в (6.25) и преобразований можно получить равенство

Если ролик изготовлен из горячекатаной трубы, то

где Rвн – внутренний диаметр трубы, м.

Момент инерции 1 колеса принимается в соответствии с данными табл.6.2.

Для определения момента инерции колес автомобилей, не указанных в табл.6.2, с достаточной для расчетов точностью можно принять, что

где Jkx – искомый момент инерции; Jkс – справочный момент инерции. Инерционные массы изготавливаются из стали в виде набора дисков. Радиус

дисков берется не более 0,3 м. Ширина набора дисков

Мощность, необходимая для разгона автомобиля на стенде в интервале скоростей V1… V2,

где J∑p – суммарный момент инерции вращающихся частей автомобиля и стенда, приведенный к оси роликов, кг∙м2; ωср – средняя угловая скорость вращения роликов в интервале разгона, 1/с; έ –угловое ускорение роликов, 1/с2 Для грузовых автомобилей и автобусов интервал скоростей V1… V2 берется в пределах 50…60 км/ч, а для легковых – 80…100 км/ч. На этих участках внешней скоростной характеристики без больших погрешностей можно

считать, что

где ώ1 и ώ2 – соответственно угловые скорости вращения роликов при скоростях V1 и V2; ∆t – время разгона в интервале скоростей V1…V2.

Если выразить угловые скорости через линейные, то

Максимально допустимое время разгона при снижении мощности двигателя на 15%

где NV1 и NV2 - мощности, подводимые к инерционному нагружателю при скоростях V1… V2 и рассчитанные по формулам (6.14) – (6.20)

6.2 Расчет основных параметров стендов для проверки тормозов

Стенды проверки тормозов (СПТ) подразделяются на инерционные и силовые. Геометрические параметры стенда l, b, а и L определяются совершенно аналогично с той лишь разницей, что при проектировании СПМ

рассматривалось равновесие вращающегося колеса при неподвижном колесе (рис.6.7). Инерционный СПТ строится по схеме, показанной на рис.6.8.

Принцип действия инерционного СПТ заключается в следующем. Колеса автомобиля, помещенные на ролики стенда, разгоняются с помощью электродвигателей до скорости 42…45 км/ч. Затем электродвигатели отключаются и механическая система стенд – колеса переходит в режим выбега. При достижении скорости 40 км/ч оператор нажимает педаль тормоза автомобиля, осуществляя экстренное торможение до полной остановки роликов. В качестве оценочных параметров часто используется тормозной путь, реже – время торможения или замедление роликов стенда. Для приближения стендовых условий испытаний к дорожным инерционные СПТ оборудуются инерционными массами.

Для обеспечения равенства величин тормозных путей на стенде и на дороге при равенстве начальных скоростей и времени нарастания тормозных сил необходимо соблюдение условия:

приведенная масса автомобиля при движении по дороге, кг; P – тормозная сила на колесах, приложенная к роликам стенда, Н; Pm - сумма тормозных

сил при торможении на дороге, Н.

Величины M апр и Pm - вычисляются по следующим формулам: