Исследование тягово-скоростных свойств автомобиля

Барабанные  ленточные тормозные механизмы  в качестве колесных в настоящее  время не применяются совсем. В  редких случаях их применяют как  трансмиссионные для стояночной тормозной системы (МАЗ, Белаз-540)

Гидравлические  и электрические тормозные механизмы  используют как тормозо-замедлители. На ряде автомобилей тормозом-замедлителем является двигатель, впускной коллектор  перекрывается стальной заслонкой.

                       5.1.3.Классификация тормозных приводов

 

Тормозной привод
механический			комбинированный

 

гидравлический

электрический

 

пневматический

 

 

 

  Механический привод, состоящий из тяг и рычагов, применяют в основном в тормозных системах с ручным управлением ( вспомогательная тормозная система -,,стояночный- тормоз’’).

В данном приводе  для включения тормозного механизма  используется мускульная энергия водителя. Простота конструкции и неизменная во времени жесткость механического  привода делают его наиболее применяемым  для стояночной тормозной системы.

Гидравлический  привод применяется в рабочей  тормозной системе легковых автомобилей  и грузовых малой и средней  грузоподъемности. В данном приводе  усилие оси педали к тормозным  механизмам передается жидкостью. Для  включения тормозов используется мускульная энергия водителя. Для обеспечения  водителю работы по включению тормозов нередко применяют гидравлический привод с вакуумным (ГАЗ-66) или пневматическим усилителем (Урал-4320).

В настоящее  время начинают получать распространение  гидравлический привод с насосом. В  этом случае для включения тормозных  механизмов и создания, необходимых  для быстрого торможения автомобиля тормозных моментов на колесах используется энергия двигателя приводящего  в действие гидравлический насос  непосредственно, или через какой-либо агрегат силовой передачи автомобиля.

Пневматический  привод широко используется в тормозной  системе тягачей, грузовых автомобилей  средней и большой грузоподъемности и автобусов. В тормозной системе  с пневматическим приводом тормозные  механизмы включаются за счет использования  энергии сжатого воздуха.

На длиннобазных автомобилях и тягачах большегрузных  автопоездов часто используются комбинированный привод гидропневматический. В данном приводе для увеличения тормозных усилий используется энергия  сжатого воздуха, а передача их к  тормозному механизму осуществляется жидкостью.

Электрический привод  необходим  на автопоездах, так как при этом достигается  наиболее простой способ передачи энергии  на большие расстояния при весьма малом времени на срабатывания тормозной  системы.

 

                          5.1.4. Требования к тормозным управлениям

1. Максимальный тормозной путь максимальное установившееся замедление в соответствии с требованиями ГОСТ 22895-95 г., для пассажирских автомобилей и грузовых автомобилей в зависимости от типа испытаний.
2. Сохранение устойчивости при торможении (критериями устойчивости служат: линейное отклонение, угловое отклонение, угол складывания автопоезда.)
3. Стабильность тормозных свойств при неоднократном торможении.
4. Минимальное время срабатывания тормозного привода.
5. Силовое следящее действие тормозного привода, то есть пропорциональность между усилием на педаль и приводным моментом.
6. Малая работа управления тормозными системами - усилие на тормозные педали в зависимости от назначения автотранспортного средства должно быть в пределах 500….7ОО Н, ход тормозной педали 80…180мм.
7. Отсутствие органолептических явлений (слуховых).
8. Надежность всех элементов тормозных систем, основные элементы       (тормозная педаль, главный тормозной цилиндр, тормозной кран и др.) должны иметь гарантированную прочность, не должны выходить из строя на протяжении  гарантированного ресурса, должна быть также предусмотрена сигнализация, оповещающая водителя о неисправности тормозной системы.

 

                            5.2 Анализ тормозных механизмов

Для оценки тормозных механизмов служат следующие  критерии:

Коэффициент тормозной эффективности.

Это отношение тормозного момента, создаваемого тормозным механизмом к условному приводному моменту:

Кэ= Мтор /(SРrтр)

Где:

      Мтор- тормозной момент.

      SР- сумма приводных сил.

       rтр- радиус приложения результирующих сил трения.

Тормозная эффективность  должна оцениваться раздельно при  движении вперед и назад.

Стабильность.

Этот критерий характеризует зависимость коэффициента тормозной эффективности от изменения  коэффициента трения. Эта зависимость  представляется графиком статистической характеристики тормозного механизма. Лучшей стабильностью обладают тормозные  механизмы, характеризуемые линейной зависимостью.

Уравновешенность.

Уравновешенными являются тормозные механизмы, в  которых силы трения не создают нагрузку на подшипники колеса.

Для оценки конкретных конструкций тормозных  механизмов необходимо дополнительно  пользоваться расчетными нормативами (давление на колодке, нагрев тормозного барабана). До настоящего времени считалось, что барабанные тормозные механизмы  наиболее удовлетворяют требованиям  безопасности движения, но в связи  с возросшими скоростями движения автомобиля, повышаются и требования безопасности движения, во многом зависящих от тормозных  качеств автомобиля.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                           5.2.1. Дисковый тормозной механизм

Схема дискового  тормозного механизма и его статическая  характеристика на рис. 1.

- тормозной момент

=- коэффициент эффективности

при    μ = 0,35;       

 

                                                           Рис.10.

Дисковый  тормозной механизм получает все  большее распространение благодаря  следующим достоинствам:

- хорошая  стабильность. В настоящее время  этому качеству отдается предпочтение  перед эффективностью, так как  считается, что необходимую величину  тормозного момента можно получить  увеличением приводных сил, применив  рабочие цилиндры большего диаметра, или применением усилителя привода.  Следует подчеркнуть, что дисковый  тормозной механизм имеет самый  низкий коэффициент эффективности по сравнению со всеми другими типами тормозных механизмов;

- малые габариты  по ширине, что, например, позволяет  применить отрицательное плечо  обкатки;

- меньшая  чувствительность к воде по  сравнению с барабанным тормозом  из-за большего удельного давления  накладок (40-50 кгс/ см² при аварийном торможении, т.е. в 3-4 раза больше, чем у барабанного тормозного механизма);

- малый зазор  между накладками и тормозным  диском (0,05-0,08мм), благодаря чему  легко осуществляется автоматическая  регулировка зазора ( за счет резиновых  колец, установленных в проточках  цилиндров и плотно обжимающие  поршни), а так же обеспечивается  малый ход поршня, что позволяет  увеличить передаточное число привода;

- дисковый  тормоз открыт, поэтому тормозной  диск хорошо охлаждается.

    К недостаткам дискового тормозного механизма следует отнести:

- более быстрый  износ тормозных накладок по  сравнению с накладками барабанных  тормозных механизмов;

- дисковый  тормоз неуравновешенный.

                            5.2.2. Барабанные тормозные механизмы

а) Тормозной механизм с равными  приводными силами и односторонним расположением опор.

Преимущества  и недостатки:

- тормозной механизм неуравновешенный, так как

- большой  износ накладки первичной колодки;

- статическая  характеристика тормозного механизма  нелинейно, что свидетельствует   о недостаточной стабильности;

- коэффициент  эффективности при μ = 0,35   = 0,8.

 

 

                                 Рис.11.

 

 

 

 

б) Тормозной механизм с равными  перемещениями колодок

Преимущества и недостатки;

- тормозной  механизм уравновешенный;

- удельные  давления накладок одинаковы,  следовательно, обе накладки имеют  одинаковый износ;

- коэффициент  тормозной эффективности

; при μ = 0.35, ;

- статическая  характеристика линейна, тормозной  механизм стабилен;

- широко  применяется на грузовых автомобилях  с пневматическим тормозным приводом.

                         Рис.12.

в) Тормозной механизм с равными  приводными силами и разнесенными опорами

Преимущества  и недостатки;

- тормозной  механизм уравновешенный

- удельное  давление накладок одинаковы,  следовательно обе накладки имеют  одинаковый износ;

- коэффициент  тормозной эффективности

; при μ = 0.35, ;

- статическая  характеристика нелинейная, тормозной  механизм нестабилен;

- на заднем  ходу эффективность тормозного  механизма снижается вдвое;

 

 

                              Рис.13.

                  5.3. Предлагаемая конструкция тормозного механизма

Проведя сравнение  и краткий анализ вышеперечисленных  тормозных механизмов подведем итог. В результате сравнения мы выяснили, что наилучшими показателями обладает барабанный тормозной механизм с равным перемещением колодок, который широко применяется на грузовых автомобилях с пневматическим тормозным приводом. Выбираем его в качестве механизма тормозного управления.

 

            5.4. Материалы, применяемые в тормозных механизмах

Тормозные барабаны для легковых автомобилей и грузовых малой и средней грузоподъемностью  обычно изготовляют  биметаллическими: стальной диск, соединенный в литье  с чугунным ободом, тормозной барабан  из алюминиевого сплава залитым внутрь чугунным кольцом. На автомобилях большой  грузоподъемности применяют литые  барабаны из серого чугуна. Во всех случаях обод тормозного барабана имеет оребрение,  которое способствует  лучшему отводу тепла и обеспечивает большую жесткость обода.

Тормозные опорные  диски, как правило, выполняются  штампованными из стального листа.

Тормозные накладки могут быть присоваными, формоваными, плетеными. Наиболее распространенные получили формованные накладки состоящие  из коротковолокнистого асбеста, наполнителей (окись цинка, железный сурик и  др.) и связующих (синтетические смолы, каучук и их комбинации).

 

Применяются иногда и пластмассовые накладки, в состав  которых входят эбонит и другие компоненты.

Тормозные колодки, стальные, штамповочные, с приваренным  для жесткости ребром. Иногда применяются  литые колодки.

 

5.5. Расчет тормозного механизма с равным перемещением колодок

 При расчете тормозных механизмов необходимо установить количественную зависимость между тормозным моментом и разжимающими силами с тем, чтобы можно было в дальнейшем произвести расчет тормозного привода.

Расчет каждого  типа тормозного колодочного механизма  имеет свои особенности, но общим  для ни является вопрос о распределении  удельных давлений по длине фрикционной  накладки. Как было показано ранее, целесообразно иметь расчетные  формулы для определения тормозного момента при двух законах распределения  удельных давлений:

:

   Используя  выражения (2) и(3), а также рассмотрев условия равновесия тормозных колодок, получим аналитическую зависимость тормозного момента от разжимающей силы P:

(1)

Где a, c, d – размеры тормозного механизма, указанные на рис.12.

                                                           

 

 

 

При расчете  тормозного механизма, следует учитывать, что после приработки колодок  удельные давления на них выравниваются, и, следовательно, тормозные моменты  на левой  и правой колодках будут одинаковые. При этом естественно, что сила. Если через обозначить тормозной момент, который должен быть создан рассчитанным тормозным механизмом, то .