Расчет нагрузок в элементах тормозной системы.

Параметры по которым оценивают совокупность тормозных механизмов рабочей тормозной системы и тормозные механизмы отдельно:

- удельная нагрузка на тормозные накладки.

- удельная работа трения.

1. Удельная нагрузка на тормозные накладки:

Рmах=G0 / å Fнак; (4. 1.)

Где: å Fнак- суммарная площадь тормозных накладок рабочей системы,

G0- вес автомобиля.

Среднее значение удельной нагрузки, по статистическим данным, составляет для легковых автомобилей 10…20 Н/см²; для грузовых автомобилей 20…40 Н/см²; для автобусов 25..40 Н/см²

Эти данные относятся к автомобилям с барабанными тормозными механизмами. Для автомобилей с дисковыми тормозными механизмами эти нагрузки соответственно выше.

2. Удельная работа трения.

g_о=А / åF_mах, (4.2.)

где: А=m₀ V²/2 – кинетическая энергия автомобиля при максимальной скорости начала торможения, считая, что она полностью поглощается тормозными механизмами.

Среднее значение удельной работы:

- для легковых автомобилей – 1…2 Дж/см².(большее значение для дисковых тормозных механизмов).

- Для грузовых автомобилей и автобусов – 0,6….0,8 Дж/см².

От удельной работы зависит износ и нагрев элементов тормозного механизма: тормозного барабана (диска) и тормозных накладок.

Для уменьшения удельной работы необходимо увеличить площадь тормозных накладок и соответственно ширину тормозных барабанов и их диаметр.

При увеличении размеров тормозного барабана идет увеличение поверхности охлаждения, что благоприятно сказывается на режиме торможения. Этим объясняется в последнее время тенденция увеличения размера колес автомобилей (особенно легковых) для возможности размещения тормозных барабанов увеличенного размера.

Нагрев тормозного барабана (диска) за одно торможение

Т=m^¢₀ V² / 2 m_б С, (4.3.)

Где: m^¢₀ – масса автомобиля, приходящаяся на тормозящее колесо

m_б – масса тормозного барабана

С»500 Дж/(кг. К) – удельная теплоемкость чугуна или стали.

По требованиям к тормозным механизмам нагрев тормозного диска за одно торможение не должен превышать 20⁰С.

Система охлаждения тормозных механизмов.

Специалисты ЦНИАП НАМИ провели статистический анализ тормозных механизмов различных категорий автомобилей с точки зрения их способности к охлаждению.

Анализ тормозных механизмов с точки зрения их способности к охлаждению.

Таблица №1.

Из таблицы видно, что лучше охлаждаются тормозные механизмы автотранспортных средств подкатегорий М и N и хуже всего – задние мосты, особенно легковых автомобилей, у которых они по отношению к встречному потоку воздуха почти полностью перекрыты передними.

Перечень конструктивных решений, улучшающих охлаждение и одновременно снижающих термонагруженность дискового тормозного механизма, приведены в таблице №2.

Конструктивные решения улучшающие охлаждение и снижающие термонагруженность дискового механизма.

Таблица№2.

Как из нее видно, обрезанный на четверть со стороны встречного потока грязезащитный щиток снижает температуру тормозов в среднем на 10%, т.е. дает те же результаты, что и демонтаж щитков.

Но наиболее эффективны щитки с раструбами (воздухозаборниками), направляющими воздух на тормозные механизмы. Они снижают температуру дискового тормозного механизма до 60…100 К.

Важным элементам, способствующим снижению энерго- и термонагруженности тормозных механизмов, является их постоянное совершенствование, в частности:

1. Применение рамных скоб.

2. Внедрение различных конструкций температурных компенсаторов.

3. Внедрение фрикционных накладок с меньшим коэффициентом теплопроводности и т.д.

К факторам, от которых зависит энерго- и термонагруженность дисковых тормозных механизмов, относятся также размеры шин, ободьев, расстояние между ободом и поверхностью охлаждения тормозного механизма, дорожный просвет под днищем автомобиля, передние и задние углы свеса.

Если все эти факторы оптимизировать, то по данным ЦНИАП НАМИ, термонагруженость тормозных механизмов может быть снижена на 15..30%.

Таким образом, проведенные исследования и анализ развития современных конструкций автомобилей позволяют сделать ряд практических выводов:

- для снижения энэрго- и термонагруженности тормозного механизма отношение его площади поверхности охлаждения и произведению массы и удельной теплопроводности должно находится в определенных пределах.

- специальные грязезащитные щитки с воздухозаборниками являются самым эффективным средством снижения температуры тормозных механизмов.

- в переднем фартуке автомобиля следует предусматривать щели, направляющие набегающий поток воздуха к тормозам.

- диски колес и их декоративные колпаки нужно делать вентилируемыми.

Расчет характеристик массы автомобиля.

Данный расчет производится по методике представленой в [11]. Полную массу любой проектируемой машины или агрегата можно представить в виде уравнения

m₀₌ m_р+m_к.о+m_о+m_упр.+m_т+m_оп.+m_доп.+m_сч.+m_тр.+m_{п, (4.4.)}

где m_{0 -} полная масса машины с грузом, кг.

m_{р –} масса рамы.

m_{к.о -} масса колесных агрегатов.

m_{о –} масса системы подрессоривания.

m_{упр –} масса элементов управления машины.

m_{т -} масса топлива с учетом топливных баков и аппаратуры.

m_{оп –} масса опор вывешивания.

m_доп. – масса дополнительного оборудования.

m_{су. –} масса силовой установки.

m_{тр. –} масса трансмиссии.

m_п – масса полезной нагрузки.

Для удобства анализа и расчета характеристик масс на этапе проектирования заменим уравнение (4.4) в относительных параметрах, разделив левую и правую части на полную массу машины

m_о, тогда

1=x_р+x_ко+ x_упр+x_т+x_оп+x_доп+x_сч+x_тр+x_{п (4.5.)}

где x_{I =}m_i /m_o- относительные массы правой части уравнения (4.4).

На основании анализа данных, статистик и опыта проектирование базовых машин, все элементы управления массы можно разделить на три основных группы.

Правую группу элементов объединим в сумму

åx_ki =x_р+x_ко+x_o+ x_упр+x_т+x_оп+x_доп (4.6.)

Вторую группу элементов выделим через удельные параметры

x_сч =m_x.су N_уэ (4.7.)

x_тр=m_у.тр N_э (4.8.), где

m_x.су и m_у.тр - удельные приведенные массы силовой установки и трансмиссии кг/к Вт.

N_уэ – удельная эффективная энерговооруженность машины, кВт/кг

Разделив уравнение (4.4.) относительно полезной нагрузки с учетом уравнений (4.5.,4.6.,4.7.) получим:

Определение относительных масс агрегата (машины).

Определение относительных масс рамы.

В качестве модели рамы примем балку, нагруженной эквивалентной, равномерно распределенной нагрузкой собственного веса и расположенных на ней элементов. Для расчета относительной массы будем считать

где

- коэффициент нагружения рамы

- коэффициент формы

- коэффициент соотношения подресоренных и неподрессоренных

- коэффициент конструкций

- коэффициент сосредоточенных сил

- запас прочности

- предел текучести материала рамы = 400 Мпа

- удельный вес материала рамы = 78000 Н/м³

- привиденная длина рамы

- высота рамы.

Получаем x_р = 0,0319.

Что делать, если нет взаимности? А теперь спустимся с небес на землю. Приземлились? Продолжаем разговор...

Что будет с Землей, если ось ее сместится на 6666 км? Что будет с Землей? - задался я вопросом...

Что вызывает тренды на фондовых и товарных рынках Объяснение теории грузового поезда Первые 17 лет моих рыночных исследований сводились к попыткам вычис­лить, когда этот...

Что делает отдел по эксплуатации и сопровождению ИС? Отвечает за сохранность данных (расписания копирования, копирование и пр.)...

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте: