Классификация тормозных механизмов

Тормозные механизмы бывают следующих видов:

фрикционный (механический)

дисковый

барабанный

гидравлический

электрический

колодочный

трансмиссионный

колесный

ленточный

Наиболее часто применяются фрикционные тормозные механизмы. Для легковых автомобилей на передних колесах чаще всего используются дисковые тормозные механизмы, а на задних, барабанные колодочные механизмы. Так же барабанные колодочные тормозные механизмы устанавливаются на грузовых автомобилях.

Механический тормозной привод - это система тяг, рычагов и шарниров, соединяющих тормозную педаль или рычаг с тормозными механизмами. Из-за неограниченного времени действия при удержании автомобилей и прицепов на уклонах и стоянках привод широко применяется в стояночных тормозных системах.

Гидравлический тормозной привод автомобилей является гидростатическимв котором передача энергии осуществляется давлением жидкости. Принцип действия гидростатического привода основан на свойстве несжимаемости жидкости, находящейся в покое, передавать создаваемое в любой точке давление во все другие точки при замкнутом объеме.

Пневматический тормозной привод для затормаживания автомобиля или прицепа использует сжатый воздух.

Электрический тормозной привод, являясь достаточно простым и удобным, не имеет пока широкого применения вследствие отсутствия на автомобилях достаточно мощного в надежного источника электрической энергии. При включении тока в обмотку электромагнита к нему притягивается вращающийся вместе с колесом якорный диск и, прижимаясь к его фрикционной накладке, трением увлекает электромагнит в сторону вращения колеса. Сила трения передается через упор от корпуса электромагнита на разжимной рычаг, прижимающий тормозную ленту к барабану. Чем сильнее нажатие на тормозную педаль, тем больше сила тока, поступающего через контроллер в электромагнит, тем больше притяжение якорного диска и большее разжимное усилие передается на тормозную ленту. Действие тормоза не зависит от направления движения автомобиля.

ПРИБОРЫ ПНЕВМАТИЧЕСКОГО ТОРМОЗНОГО ПРИВОДА

Компрессор поршневого типа, одноцилин­дровый, одноступенчатого сжатия. Компрессор закреп­лен на переднем торце картера маховика двигателя. Поршень алюминиевый, с плавающим пальцем. От осевого перемещения палец в бобышках поршня фиксируется упорными кольцами. Воздух из кол­лектора двигателя поступает в цилиндр компрессора через пластинчатый

впускной клапан. Сжатый пор­шнем воздух вытесняется в пневмосистему через расположенный в головке цилиндра пластинчатый нагнетательный клапан.

Головка охлаждается жидкостью, подводимой из системы охлаждения двигателя. Масло к трущимся поверхностям компрессора подается из масляной магистрали двигателя: к заднему торцу коленчатого вала компрессора и

по каналам коленчатого вала к шатуну. Поршневой палец и стенки цилиндра сма­зываются разбрызгиванием.

При достижении в пневмосистеме давления, регулятор давления сообщает нагнетательную магистраль с окружающей средой, прекращая подачу воздуха в пневмосистему.

Когда давление воздуха в пневмосистеме снизится, регулятор перекрывает выход воздуха в окружающую среду и компрессор снова начинает нагнетать воздух в пневмосистему.

Влагоотделитель предназначен для выделения кон­денсата из сжатого воздуха и его автоматического удаления из питающей части привода.

 

Тягово-скоростные свойства автомобиля. Показатели тягово-скоростных свойств. Силы, действующие на автомобиль при движении. Мощность и момент, подводимые к ведущим колесам автомобиля. Потери мощности в трансмиссии. КПД трансмиссии. Радиусы эластичного колеса. Кинематика и динамика автомобильного колеса. Силы сопротивления движению и мощности, затрачиваемые на их преодоление. Сила сопротивления качению. Сила сопротивления подъему. Сила сопротивления воздуха. Уравнение движения автомобиля. Мощностной баланс автомобиля. Степень использования мощности двигателя.

Тягово-скоростные свойства автомобиля — это совокупность свойств, определяющих возможные по характеристикам двигателя или сцепления ведущих колес с дорогой диапазоны изменения скоростей движения и предельные интенсивности разгона автомобиля при его работе на тяговом режиме в различных дорожных условиях. Тяговым принято считать режим, при котором от двигателя к ведущим колесам подводится мощность, достаточная для преодоления сопротивления движению.

Основными показателями, позволяющими оценить тягово-скоростные свойства автомобиля, являются:

• максимальная скорость vmax,км/ч;

• минимальная устойчивая скорость (на высшей передаче) vmin, км/ч;

• время разгона (с места) до максимальной скорости tp,с;

• путь разгона (с места) до максимальной скорости Sp,м;

• максимальные и средние ускорения при разгоне (на каждой передаче) jmaxи jср, м/с2;

• максимальный преодолеваемый подъем (уклон) на низшей передаче и при постоянной скорости imax, %;

• длина динамически преодолеваемого подъема (с разгона) Sj, м;

• максимальная сила тяги на крюке (на низшей передаче) Рс, Н.

В качестве обобщенного оценочного показателя тягово-скоростных свойств автомобиля можно использовать среднюю скорость непрерывного движения vcp,км/ч.

 

Схема сил действующих на ведущее колесо

На движущийся автомобиль действует ряд сил, часть из которых направлена по оси движения автомобиля, а часть — под углом к этой оси. Одни силы называют продольными, а вторые боковыми.

 

Продольные силы могут быть направлены как по ходу, так и против хода движения автомобиля. Силы, направленные по ходу движения, являются движущимися и стремятся продолжить движение. Силы, направленные против хода движения, являются силами сопротивления и стремятся остановить автомобиль.

На автомобиль, движущийся по горизонтальному и прямому участку дороги, действуют следующие продольные силы:

тяговая сила

сила сопротивления воздуха

сила сопротивления качению

Тяговая сила. Развиваемый двигателем автомобиля крутящий момент передается на ведущие колеса.

Крутящий момент на ведущих колесах зависит от крутящего момента двигателя и передаточных чисел коробки передач и главной передачи.

Сила сцепления колес с дорогой

Трение, возникающее между ведущими колесами автомобиля и дорогой, называется силой сцепления.

Сила сопротивления воздуха.При движении автомобиль преодолевает сопротивление воздуха, которое складывается из нескольких сопротивлений:

лобового сопротивления.

создаваемого выступающими частями.

возникающего при прохождении воздуха через радиатор и подкапотное пространство.

Сила сопротивления подъему

При движении на подъем автомобиль испытывает дополнитель­ное сопротивление, которое зависит от угла наклона дороги к гори­зонту. Сопротивление подъему тем больше, чем больше вес автомо­биля и угол наклона дороги.

Сила сопротивления разгону

Для того чтобы автомобиль начал двигаться с определенной ско­ростью, ему необходимо преодолеть силу сопротивления разгону, равную произведению массы автомобиля на ускорение. При разгоне автомобиля сила сопротивления разгону направлена в сторону, об­ратную движению.

Сила сопротивления качению.

На каждое колесо автомобиля постоянно действует вертикальная нагрузка, которая вызывает вертикальную реакцию дороги. При движении автомобиля на него действует сила

сопротивления качению, которая возникает вследствие деформации шин и дороги и трения шин о дорогу.

 

Центр тяжести

Центром тяжести автомобиля называют такую точку автомобиля, от которой вес автомобиля распределяется равномерно во всех направлениях

момент, подводимый к ведущим колесам:

Мощность, подводимая от двигателя к ведущим колесам авто­мобиля, частично затрачивается в трансмиссии на преодоление трения

Потери мощности на трение в трансмиссии

Nтрен = Nе – Nт.

Величина Nтрен включает в себя два вида потерь: механические и гидравлические.

 

мощность, подводимая к ведущим колесам:

КПД трансмиссии равен произведению КПД механизмов, вхо­дящих в ее состав:

соответственно коробки передач, кар­данной передачи, дополнительной коробки передач и главной передачи.

Потеря КПД трансмиссии зависит от вязкости и уровня масла, залитого в механизмы трансмиссии, частоты вращения валов и шестерен.

Динамический радиус колеса rd – расстояние от опорной поверхности до оси вращения колеса во время движения. При движении колеса по твердой опорной поверхности с малой скоростью в ведомом режиме принимается

Существуют четыре радиуса автомобильного колеса:

1) свободный; 2) статический; 3) динамический; 4) радиус качения колеса.

Свободный радиус колеса - характеризует размер колеса в ненагруженном состоянии при номинальном давлении воздуха в шине.

В практике этот радиус используется конструктором для определения габаритных размеров автомобиля, зазоров между колесами и кузовом автомобилем при его кинематике.

Статический радиус колеса – расстояние от опорной поверхности до оси вращения колеса на месте. Определяется экспериментально или рассчитывается по формуле

Динамический радиус колеса rd – расстояние от опорной поверхности до оси вращения колеса во время движения.

Радиус качения колеса rк – путь, проходимый центром колеса, при его повороте на один радиан. При качении колеса на него могут действовать крутящий Мкр и тормозной Мт моменты. При этом крутящий момент уменьшает радиус качения, а тормозной – увеличивает.

Уравнение движения автомобиля связывает силу, движущую автомобиль, с силами сопротивления и позволяет определить характер прямолинейного движения автомобиля, т. е. в каждый момент времени найти ускорение, скорость, время движения и пройденный автомобилем путь. Окружная сила на ведущих колесах при движении автомобиля затрачивается на преодоление сил сопротивления воздуха , качению , подъему и разгону автомобиля, т. е.

.

Уравнение движения автомобиля решают численными методами на ЭВМ или приближенно, используя графоаналитические методы

Уравнение мощностного баланса автомобиля при неравномерном движении

Ne = Nтр + Ny + Nw ± Nj,

где Ne – эффективная мощность двигателя, кВт;

Nтр – потери мощности в трансмиссии, кВт;

Ny – потери мощности на преодоление суммарного сопротивления

дороги, кВт;

Nw – потери мощности на преодоление сопротивления воздуха, кВт;

Nj – потери мощности на преодоление сил инерции, кВт (при разгоне,

обгоне, т. е. при неравномерном движении).

При расчете и построении графика мощностного баланса для случая равномерного движения автомобиля используют следующее уравнение:

 

Nк = Nе×hтр = Ny + Nw, (1.25)

 

где Nк - мощность, подведенная к ведущим колесам автомобиля, кВт.

Расчет мощности, теряемой на преодоление суммарного сопротивления дороги, определяется по формуле:

 

, кВт, (1.26)

где Рy определяется по формуле (31).

Мощность, затрачиваемая на преодоление сопротивления воздуха, определяется по формуле:

 

, кВт, (38)

где Рw – сила сопротивления воздуха, определяется по формуле (1.22).

Составляющие мощностного баланса удобно находить, задаваясь частотой вращения коленчатого вала двигателя, аналогично расчету тягового баланса автомобиля

Степенью использования мощности двигателя называется от­ношение мощности, необходимой для равномерного движения автомобиля, к мощности, развиваемой двигателем при той же скорости и полной подаче топлива.

Степень использования мощности двигателя определяется по формуле

Данная величина зависит от дорожных условий, скорости дви­жения и передаточного числа трансмиссии. Так, чем лучше доро­га, меньше скорость движения и больше передаточное число транс­миссии, тем меньше степень использования мощности двигателя. Это приводит к увеличению расхода топлива и снижению топ­ливной экономичности автомобиля.