Расчет элементов тормозной системы.



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:

Р m ах= G 0 / å F нак ;   ( 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 / å Fm ах ,   ( 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 V 2 / 2 m б С ,  ( 4.3. )

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

mб – 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.

Подкатегории

Темп охлаждения, мс-1

 

Коэффициент вентиляции, мм-1

переднего заднего переднего Заднего
М1 1 –1,4 0,9 – 1,2 0,9 – 0,14 0,025-0,12
М 2-3 N 0,7 –1 0.5 –0,8 0,05 –0.1 0,02-0,06
О2 - О4 0,6 –0,8 0,6 –0,8 0,03 –0,07 0,03 –0,07

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.

Тормозной механизм

Максимальная температура, К(С)

Диска Скобы
С серийным грязезащитным щитком 573 (300) 388 (115)
Без грязезащитного щитка 538 (265) 368 (95)
С обрезанным грязезащитным щитком 540 (267) 370 (97)
С грязезащитным щитком и воздухозаборником 473 – 510 (200-237) 348-358 (75-85)

 

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.


Дата добавления: 2019-07-15; просмотров: 583; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:






Мы поможем в написании ваших работ!