Расчет тормозных приводов

Как уже было указано выше, механический привод всегда используется в качестве привода стояночной тормозной системы.

При проектировании механического привода необходимо стремиться к тому, чтобы его элементы обладали высокой жесткостью и работали на растяжение. Передаточные числа и ходы перемещений механического привода определяют на основании его кинематического анализа, что не представляет трудностей.

Статический расчет гидравлического тормозного привода без усилителя сводится к определению диаметров колесных (рабочих) и главного цилиндра с целью обеспечения необходимых приводных сил тормозных механизмов при допустимых усилии на педали и ее ходе.

Диаметр рабочего цилиндра определяют исходя из необходимой приводной силы и заданного максимального давления жидкости в магистрали:

. (14.18)

Диаметр главного цилиндра обычно незначительно отличается от диаметра рабочего цилиндра.

Усилие на педали рассчитывают по формуле:

, (14.19)

где a и b – плечи педали.

Допустимое усилие на тормозной педали легковых автомобилей – [ ] = 300 Н; грузовых – [ ] = 700 Н.

Ход тормозной педали зависит от числа тормозных механизмов и передаточного числа привода.

Применительно к двухосному автомобилю полный ход тормозной педали при гидроприводе можно определить по формуле:

, (14.20)

где и – диаметры рабочих цилиндров тормозных механизмов передних и задних колес соответственно; , , , – перемещения поршней тормозных цилиндров под действием приводных сил; – коэффициент объемного расширения резиновых деталей гидравлического привода; – свободный ход тормозной педали, зависящий от зазора между толкателем и поршнем главного цилиндра.

Полный ход педали не должен превышать – [ ] = 150 мм для легковых автомобилей и [ ] = 180 мм – для грузовых.

Если усилие на тормозной педали > 500 Н, в привод необходимо устанавливать усилитель. Усилие на штоке главного тормозного цилиндра в этом случае будет определяться аналогично гидроприводу сцепления.

Задача динамического расчета тормозного гидропривода заключается в определении параметров и характеристик привода, которые обеспечили бы требуемое быстродействие и качество переходных процес­сов: площадь сечения и длина трубо­проводов, расходные характеристики входящих в привод элементов, давление и меха­нические свойства тормозной жидко­сти, характеристики колебательных процессов жидкости и элементов при­вода и др.

При проектном расчете пневматического тормозного привода задаются рабочие характеристики пневмоаппаратов, т.е. входные сигналы, поступающие на пневмоаппараты, и соответствующие им выход­ные величины (давление, сила, пере­мещение). При этом требуется определить основ­ные конструктивные параметры проек­тируемого пневмоаппарата, обеспечивающие заданные рабочие характеристики. Мо­гут также задаваться дополнительные условия и ограничения, например мак­симальные сила и перемещение тор­мозной педали, допустимая зона не­чувствительности пневмоаппарата.

Так, например, при проектном расчете тормозного крана выбирается его схема, и рассчитываются основные конструк­тивные параметры, обусловливающие статические характеристики: диаметр следящего поршня или диафрагмы, жесткость и предварительный натяг следящей пружины, передаточное отношение педального привода, мак­симальное укорочение следящей пружины.

При этом должно быть за­дано: максимальное перемещение пе­дали; максимальное усилие, прилагаемое к педали; максимальное дав­ление воздуха в ресивере; зона нечувствительности тормозного крана. Пропускная способ­ность тормозного крана (площадь проходных сечений, диаметр клапа­на) определяется динамическим рас­четом.

Принципиальная схема пневмопривода тормозных механизмов с равными перемещениями колодок показана на рисунке.

Момент на валу разжимного кулака рассчитывают после определения необходимых приводных сил на колодках тормозного механизма:

, (14.21)

где – расстояние от оси вала разжимного кулака до линии действия приводной силы.

Необходимое усилие на штоке тормозной камеры можно определить по формуле:

, (14.22)

где – расстояние от оси вала разжимного кулака до оси штока тормозной камеры.

Давление воздуха в тормозной камере при торможении рассчитывают по формуле:

, (14.23)

где – активная площадь диафрагмы тормозной камеры.

Усилие на поршне тормозного крана зависит от давления воздуха, поступающего в полость крана из ресивера и усилия пружины, действующей на стакан крана:

, (14.24)

Таким образом, усилие на тормозной педали можно определить по формуле:

, (14.25)

где a и b – плечи педали.

Под динамическим расчетом пневматического тормозного привода понима­ется определение характера измене­ния во времени давления воздуха в исполнительных органах и следящих аппаратах при резком перемещении тормозной педали. Полученные зави­симости называются динамическими характеристиками тормозного приво­да и позволяют определить его быст­родействие, синхронность работы и др.

ЛИТЕРАТУРА

1. Гришкевич А.И. Автомобили: Конструкция, конструирование и расчет. Трансмиссия: учеб. пособие для спец. «Автомобили и тракторы» / А.И. Гришкевич, В.А. Вавуло, А.В. Карпов и др.; под ред. А.И. Гришкевича. – Мн.: Выш. шк., 1985. – 240 с.

2. Гришкевич А.И. Автомобили: Конструкция, конструирование и расчет. Системы управления и ходовая часть: учеб. пособие для вузов / А.И. Гришкевич, Д.М. Ломако, В.П. Автушенко и др.; под ред. А.И. Гришкевича. – Мн.: Выш. шк., 1987. – 200 с.

3. Высоцкий М.С. Автомобили: Основы проектирования: учеб. пособие для вузов / М.С. Высоцкий, А.Г. Выгонный, Л.Х. Гилелес и др.; под ред. М.С. Высоцкого. – Мн..: Высш. шк., 1987. – 152 с.

4. Бочаров Н.Ф. Конструирование и расчет машин высокой проходимости: учебник для втузов / Н.Ф. Бочаров, И.С. Цитович, А.А. Полунгян. – М.: Машиностроение, 1983. – 299 с.

5. Бухарин Н.А. Автомобили. Конструкция, нагрузочные режимы, рабочие процессы, прочность агрегатов автомобиля: учеб. пособие для вузов / Н.А. Бухарин, В.С. Прозоров, М.М. Щукин. – М.: Машиностроение, 1973. – 504 с.

6. Вахламов В.К. Автомобили: Конструкция и элементы расчета: учебник для студ. высш. учеб. заведений / В.К. Вахламов. – М. Издательский центр «Академия», 2006. – 480 с.

7. Гаспарянц Г.А. Конструкция, основы теории и расчета автомобиля: учебник для машиностроительных техникумов по специальности «Машиностроение» / Г.А. Гаспарянц. – М.: Машиностроение, 1978. – 351 с.

8. Лукин П.П. Конструирование и расчет автомобиля: учебник для студентов втузов / П.П. Лукин, Г.А. Гаспарянц, В.Ф. Родионов. – М.: Машиностроение, 1984. – 376 с.

9. Нарбут А.Н. Автомобили. Рабочие процессы и расчет механизмов и систем: учебник для студ. высш. учеб. заведений обучающихся по специальности «Автомобили и автомобильное хозяйство» / А.Н. Нарбут. – М. Издательский центр «Академия», 2007. – 255 с.

10. Осепчугов В.В. Автомобиль: Анализ конструкции, элементы расчета: учебник для студентов вузов / В.В. Осепчугов, А.К. Фрумкин. – М.: Машиностроение, 1989. – 304 с.