|
|
Автомобілі Електронний підручник |
|||
|
|
||||
|
Лекція №31
Гальмівна динамічність автомобіля
Динамічність автомобіля залежить
насамперед від його тягових і гальмівних властивостей.
Динамічність
автомобіля характеризується також і його гальмівними властивостями.
Динамічна
характеристика автомобіля при різнихступенях використання його
вантажопідйомності. Динамічність автомобіля залежить від умов експлуатації, для
яких він призначається. Висока максимальна швидкість руху має найбільше
значення для автомобілів, що працюють з великими пробігами по хорошимдорогам. У
цих умовах величина динамічного фактора на прямій передачі може бути порівняно
невеликою.
Динамічність
автомобіля залежить від його тягових і гальмівних якостей. Тому її вивчають у
двох розділах, один з яких присвячений тягової, а інший -гальмівної динаміці автомобіля.
Графіки
прискорень. Для дослідження динамічності автомобіля розгін його можна проводити
також на кожній з передач, змінюючи швидкість автомобіля від мінімально стійкої
до максимально можливої. Мінімальне значення швидкості k minвідповідає найменшій
стійкої кутової швидкості колінчастого вала cumin при повному навантаженні
двигуна. В інтервалі від 0 до утП автомобіль рушає з місця при пробуксовуванні
зчеплення і поступовому відкритті дросельної заслінки.
Динамічноїхарактеристикою
визначається динамічність автомобіля лише на дорогах з удосконаленим покриттям,
не перевантажених транспортом. На нерівних дорогах вирішальну роль набуває
якість підвіски, а на дорогах з інтенсивним рухом - маневреність і
прийомистістьавтомобіля. ГАЗ-51 М-20 Побєда, ЗИМ, ЗІС-ПО дозволяє їм рухатися з
високими швидкостями по дорогах з нерівностями, на покритті.
Динамічна
характеристика авто - Графік зміни. Найбільш зручним вимірником динамічності
автомобіля є ставлення надлишковоїсили тяги до ваги автомобіля.
Параметри
руху накатом. У практиці для оцінки динамічності автомобіля при накаті широко
використовують довжину шляху вибігу, яка є простим і наочним показником, що
дозволяє оцінювати також і технічний стан шасіавтомобіля.
Ці
ж фактори одночасно з втратою динамічності автомобіля призводять і до
збільшення витрата ч палива. Тому при погіршенні динамічності і збільшенні
витрати палива треба, перш НД: о, перевіряти величину шляху гальмування
автомобіля за інерцією (вибігу), як це зазначено в розділі Експлуатаційні дані
автомобіля гл.
Крива
перегонки бензину А-76. Температура википання 50% палива характеризує
тривалість прогріву двигуна після його пуску і динамічність автомобіля.
Динамометричністенди,
як правило, не тільки дозволяють визначити колісну потужність і витрата палива,
але і забезпечують можливість виявити тягову характеристику, час і шлях
розгону, втрати в трансмісії і ходової частини, а також інші параметри
динамічності автомобіля.
Крутний
моменти затягування підшипників в KIM. Падіння потужності двигуна, погіршення
динамічності (прийомистості) автомобіля і підвищення витрати палива в більшості
випадків є наслідком не зносу деталей двигуна, а порушення регулювань систем
запалювання,живлення паливом, газорозподілу, відкладення нагару в камерах
згорання і смол у впускному трубопроводі. Динамічність автомобіля і витрата
палива, крім того, в значній мірі залежать від втрат тертя в агрегатах силової
передачі і ходової частини (головним чиномвід регулювання підшипників коліс),
від кутів установки передніх коліс (особливо кута сходження), від тиску в шинах
і регулювання гальм.
Максимальний
динамічний фактор визначає величину найбільшого дорожнього опору я зшах,
подоланого при рівномірному русі на першій передачі. Величини РГПЕХ,
Jmax і Dv є основними показниками динамічності автомобіля при рівномірному
русі.
У
цьому випадку при роботі двигуна відбувається його помітне здригання, як
правило, супроводжується пострілами в глушник, особливо при вступі в циліндри
двигуна переобогащенной суміші. У цьому разі настає перевитрата бензину; двигун
піддається підвищеному зносу; динамічність автомобіля погіршується.
Сили
і моменти, що діють на автомобіль. Рівняння руху автомобіля є основним в
тяговій динаміці. Воно пов'язує сили, які рухають автомобіль, з силами опору
руху і дозволяє визначити характер руху автомобіля в кожен момент часу. При
вивченні динамічності автомобіля вважають, що його можливості обмежені лише
потужністю двигуна і зчепленням провідних коліс з дорогою. Решта обмеження, що
накладаються, наприклад, вимогами безпеки руху або комфортабельності, не
враховують.
При
передньому розташуванні двигуна і привід на задні колеса (рис. 120 а) можна
забезпечити рівномірний розподіл навантаження між осями, але необхідно
встановити довгий карданний вал. У разі розташування двигуна в передній частині
автомобіля і приводу на передні колеса (рис. 120 б) виходить більш компактна
трансмісія, так як відпадає необхідність в карданної передачі, а зчеплення і
коробку передач можна об'єднати з провідним мостом. Однак застосування такої трансмісії
обмежена через погіршення динамічності автомобіля на підйомі, що викликано
зменшенням зчіпного ваги в результаті перерозподілу навантажень на осі.
Практичне
використання методів силового і мощностного балансів важко, так як для різних
значень коефіцієнта опору дороги на графіку силового балансу доводиться
наносити кілька кривихРл іРлРв, а на графіку потужностний балансу - ряд кривих
7VH і N Ч - NB. Це ускладнює графіки і пов'язане з додатковою витратою часу.
Крім того, за потужностних і силовому балансам не можна порівнювати
динамічність автомобілів, що мають різні ваги, так як при русі їх в однакових
умовах сила і потужність, необхідні для подолання опору дороги, різні.
Безпека
руху автомобілів з високими швидкостями значною мірою визначається ефективністю
дії й безпекою тормозов.
Ефективність
гальмівного шляху визначається за визначеною оцінці гальмівного дорозі чи часом
руху автомобіля до зупинки. Що ефективніше дію гальм, то вище безпечна
швидкість, яке може допустити водій, і тих вище швидкість руху автомобіля по
всьому маршруте.
Гальмування
необхідно як для швидкої зупинки автомобіля при раптовому появу перешкод, а й
як управління швидкістю його движения.
Структура
гальмівного управління автомобіля й підвищити вимоги, пред'явлені до нього
обумовлені ГОСТ-22895-95г.
Відповідно
до цього стандарту гальмівне управління заборгувало складатися з чотирьох
систем: робочої, запасний, стояночной і вспомогательной.
Системи
може мати загальні елементи, але з менше двох незалежних органів управления.
Кожна
з цих систем включає у собі гальмівні механізми, щоб забезпечити створення
опору руху автомобіля і гальмівний привід, необхідний управління гальмовими
механизмами.
До
нашого часу на вантажних двухосных армійських автомобілях застосовувалася
гальмівна система з барабанними колодочными гальмовими механізмами і у останні
роки намітилася тенденція використання дискових гальмівних механізмів на
передніх колесах вантажних автомобілів, тому що в цього механізму багато переваг:
-
велика надійність
-
великий коефіцієнт гальмівний эфективності
-
хороша стабильность
У
цьому дипломному проекті пропонується автомобіль із поліпшеними гальмовими
властивостями (з дисковими гальмовими механізмами на передній осі автомобіля і
установкою АБС в пневмоприводі . Застосування дискових гальмівних механізмів дозволяє знизити масу елементів гальмівної системи. Під час такого
компонуванні можна знизити масу автомобіля приблизно за 10%, трудомісткість
виготовлення 13%, собівартість на 6%, за одночасного поліпшенні стійкості й
керованості, забезпеченні оптимального використання обсягів автомобиля.
2.Аналіз гальмівних систем
армійських автомобилей.
2.1 Вимоги, класифікація,
застосовність гальмівних систем сучасних автомобілів.
До
тормозного управлінню автомобіля, службовцю для уповільнення руху, до зупинки й
утримання його за місці на стоянці, пред'являються підвищені вимоги, оскільки
гальмівне управління є найважливішим засобом забезпечення активної безпеки
автомобіля. Вимоги до гальмівним системам регламентовані ГОСТ 22895-95 і міжнародними
правилами дорожнього руху. Вимоги до гальмівним системам наступні:
1.
Максимальний гальмівний шлях максимальне усталене уповільнення відповідно до
вимогами ГОСТ 22895-95 р., для пасажирських автомобілів і вантажних автомобілів
залежно від типу іспитів.
2.
Збереження стійкості під час гальмування (критеріями стійкості служать: лінійне
відхилення, кутовий відхилення, кут формування автопоїзда.)
3.
Стабільність гальмівних властивостей при кількаразовому гальмуванні.
4.
Мінімальна час спрацьовування гальмівного привода.
5.
Силове следящее дію гальмівного приводу, тобто пропорційність між зусиллям на
педаль і приводним моментом.
6.
Мала робота управління гальмовими системами - зусилля на гальмівні педалі
залежно від призначення автотранспортного кошти має бути, у межах 500….7ОО М,
хід гальмівний педалі 80…180мм.
7.
Відсутність органоптичних явищ (слухових).
8.
Надійність всіх елементів гальмівних систем, основні элементи
(гальмівна педаль, головний гальмівний циліндр, гальмівний кран та інших.) повинен мати гарантовану міцність, нічого не винні виходити з експлуатації протягом гарантованого ресурсу, мала б бути передбачена сигналізація, яка повідомляє водія про несправності гальмівний системи. Відповідно до ГОСТ 22895-95 гальмівне управління заборгувало включати такі гальмівні системи: - робочу
-
запасну
-
стояночну
-
допоміжну, обов'язкову для автобусів повної масою понад 5 т. і вантажних
автомобілів масою понад 12 т., призначену для гальмування на тривалих спусках й
кількості прихильників швидкість 30км/ч узвозі з ухилом 7% протяжністю 6км.
Кожна з вище перерахованих гальмівних систем включає кілька гальмівних
механізмів і гальмівний привід.
Класифікація
гальмівних механизмов.
Гальмівний
механізм:
·
Механічний
o
гідравлічний
o
електричний
·
Дисковий
o
барабанний
o
колісний
·
Колодочний
o
стрічковий
Примусове
уповільнення може здійснюватися у різний спосіб: механічним, гідравлічною,
електричним, позаколесним.
Найширше
використовуються фрикційні гальмівні механізми. На легкових автомобілях
великого класу часто використовуються дискові гальмівні механізми на передніх
колесах і барабанні колодочні на задніх колесах.
На
вантажних автомобілях незалежно від своїх вантажопідйомності встановлюються
барабанні колодочні гальмівні механізми. Лише за останні роки намітилася
тенденція використання дискових механізмів для вантажних автомобилей.
Барабанні
стрічкові гальмівні механізми як колісних нині не застосовуються зовсім. У
окремих випадках їх застосовують як трансмісійні для стояночної гальмівної
системи (МАЗ, Белаз-540)
Гідравлічні
і електричні гальмівні механізми використовують як уповільнювачі. На ряді
автомобілів уповільнювачем є двигун, впускний колектор перекривається сталевою
заслонкою.
Класифікація
гальмівних приводів
·
Гальмівний привід
o
механічний
o
комбінований
o
гідравлічний
·
Електричний
o
пневматичний
Механический
привід, що з тяг і важелів, застосовують у основному гальмівних системах з
ручним управлінням ( допоміжна гальмівна система -,,стояночный- тормоз’’).
У
цьому привід для включення гальмівного механізму використовується м'язова
енергія водія. Простота конструкції і незмінна у часі жорсткість механічного
приводу роблять його найбільш застосовуваним для стояночної гальмівної системи.
Гідравлічний
привід застосовується у робочої гальмівний системі легкових автомобілів і
вантажних малої і середній вантажопідйомності. У цьому привід зусилля осі
педалі до гальмівним механізмам передається рідиною. Для включення гальм
використовується м'язова енергія водія. Для забезпечення водієві роботи з
включенню гальм нерідко застосовують гідравлічний привід з вакуумним (ГАЗ-66)
чи пневматичним підсилювачем (Урал-4320).
Нині
починають отримувати поширення гідравлічний привід з насосом. І тут для
включення гальмівних механізмів і шляхом створення, необхідні швидкого
гальмування автомобіля гальмівних моментів на колесах використовується енергія
двигуна який приводить на дію гідравлічний насос безпосередньо, чи через будь-якої
агрегат силовий передачі автомобиля.
Пневматичний
привід широко використовують у гальмівний системі тягачів, вантажних
автомобілів середньої та великої вантажопідйомності і автобусів. У гальмівний
системі з пневматичним приводом гальмівні механізми включаються з допомогою
використання стиснутого воздуха.
На
длиннобазных автомобілях і тягачах великовантажних автопоїздів часто
використовуються комбінований привід гидропневматический. У цьому привід
збільшення гальмівних зусиль використовується енергія стиснутого повітря, а
передача їх до тормозному механізму здійснюється жидкостью.
Електричний
привід необхідний на автопоїздах, бо за цьому досягається найпростіший спосіб
передачі енергії великі відстані за дуже малому часу на спрацьовування гальмівної
системи.
Для
оцінки конструктивних схем гальмівних механізмів служать такі критерії:
1
Коефіцієнт гальмівний эффективности.
Цей
стан гальмівного моменту, створюваного гальмівним механізмом до умовному
приводному моменту
Кэ=
Мтор /((Рrтр)
де:
Мтор-гальмівний
момент.
(Р-сума
приводних сил. rтр-радіус докладання результируючих сил тертя.
Гальмівна
ефективність слід оцінювати роздільно на своєму шляху вперед і назад.
2
Стабільність.
Цей
критерій характеризує залежність коефіцієнта гальмівний ефективності через зміну
коефіцієнта тертя. Ця залежність представляється графіком статистичної
характеристики гальмівного механізму. Кращою стабільністю мають гальмівні
механізми, характеризуючі лінійноюї залежністю.
3 Врівноваженість.
Врівноваженими
є гальмівні механізми, у яких сили тертя не створюють навантаження на
підшипники колеса.
Для
оцінки конкретних конструкцій гальмівних механізмів необхідно додатково
користуватися розрахунковими нормативами (тиск на колодкою, нагрівання
гальмівного барабана). До нашого часу вважалося, що барабанні гальмівні
механізми найбільш задовольняють вимогам безпеку руху, та у з зрослими
швидкостями руху автомобіля, підвищуються й підвищити вимоги безпеку руху,
багато в чому залежать від гальмівних якостей автомобиля.
Порівняльні
стендові випробування різних варіантів конструкцій закритих дискових і
барабанних гальмівних механізмів для автомобілів виявили, що найкращими
показниками за стабільністю вихідних параметрів, теплонапряженности і масі має
дисковий гальмо з цими двома поверхнями тертя, пневматичним приводом і
усилителем
2.2. Аналіз гальмівних
механізмів армійських автомобилей.
Проведені
дорожно-лабораторні випробування барабанних і дискових гальм Харківським АДИ
показали, у разі нагріву гальмівних деталей до 300 З повагою та V = 40 км/год
гальмівний шлях збільшується під час гальмування дисковими гальмами на майже
7%, а барабанними на 25%. Якщо нормальна швидкість той самий, але об'ємна
температура досягне 500 З, гальмівний шлях збільшиться на 21% і 55% відповідно.
Менша
чутливість дискових гальм до змочування і забруднення пояснюється лише тим, що
поверхні тертя плоскі і потраплена з-поміж них бруд і вода видушується легше,
ніж у барабанному гальмі, а як і тим, що з обертанні вода і бруд відцентровій
силою скидаються із поверхні тертя, а й у барабанного – заносяться на нього.
2.3. Аналіз гальмівних
приводів армійських автомобилей.
Провівши
аналіз всіх гальмівних приводів ми з'ясували, що найкращим для армійського
автомобіля буде використання пневматичного приводу з підсилювачем. Вона має
поруч переваг над іншими гальмовими приводами:
1.
Практично необмежене приводне зусилля гальмівних механізмов.
2.
Широке застосування на автопоїздах.
3.
Простота конструкції.
3.Вибір та обґрунтування
гальмівної системи.
3.1 Вибір та обґрунтування
гальмівного механізма.
Узятий
нами комбінований гальмівний механізм розглядатимемо окремо, спочатку дисковий
гальмівний механізм, потім барабанный.
Дисковий
гальмівний механізм застосовується головним чином легкових автомобілях,
автомобілями великого класу – усім колесах, автомобілями малого середнього
класу - здебільшого, лише з передніх колесах (на задніх застосовуються
барабанні гальмівні механізми, як і у случае).
Останніми
роками дискові гальма знайшли собі застосування на вантажних автомобілях низки
зарубіжних фирм.
Конструкції
гальмівних механізмів можуть виконуватися з нерухомій і плаваючою скобой.
Гальмівний
диск закріплено на маточині переднього колеса, а скоба, виконана із
високоміцного чавуну, кріпиться з допомогою кронштейна на фланці поворотного
кулака. Гальмівні легкоз’ємні колодки вкладаються у пазах скоби. У скобі є
робочих гальмівних алюмінієвих циліндра, розміщених з обох боків гальмівного
диска, циліндри повідомляються між собою з допомогою сполучної трубки.
Запроваджені циліндрах сталеві поршні ущільнюються гумовими кільцями, які
завдяки їхній пружності повертають поршні у початковий становище при гальмуванні.
У водночас при знос накладок вказують поршневі переправитися у нове становище.
Таке автоматичне регулювання, можливо, оскільки зазор малий (порядку 0,1мм). У
цьому підвищуються вимоги до точності виготовлення та встановлення гальмівного
диска.
При
окремому чи дублірованому привід передніх коліс (гальмівних механізмів) часто в
скобі розміщують два циліндра із боку (Москвич-2140).
У
дисковом гальмовому механізмі з плаваючою скобою, скоба може переміщатися в
позах кронштейна, закріпленого на фланці поворотного кулака. І тут циліндр
розташований з одного боку. При гальмуванні, переміщення поршня викликає
переміщення скоби у протилежний бік, завдяки чому обидві колодки притискаються
до тормозного диску.
Плаваюча
скоба має значно меншу ширину проти нерухомій, що дозволяє забезпечити
негативне плече обкатування. При плаваючій скобі хід поршня вдвічі більше, аніж
за нерухомій. Схема і статистична характеристика приведено малюнку1. гальмівний
момент рівний:
Мтр=2Рrср, а коефіцієнт эфективності:
Кэ=
Мтр/(2Рrср)
При
розрахунковому коефіцієнті тертя (=0,35, коефіцієнт ефективності Кэ=0,35. Із
цього можна укласти, що дисковий гальмівний механізм має малої гальмівний
ефективністю. Так, при розрахунковому коефіцієнті тертя (=0,35 гальмівний
момент приблизно тричі менше приводного.
Нині
стабільності віддається перевагу перед ефективністю, оскільки необхідний
гальмівний момент можна отримати роботу збільшення приводних наснаги в
реалізації результаті застосування робочих циліндрів великого діаметра чи
застосуванням усилителя.
До
іншим переваг дискових гальм можна віднести:
1.
Меншу чутливість потрапити на накладки води, проти барабанними гальмами (тиск
накладок в 3….4 разу перевершує тиск накладок барабанного гальмівного
механізму, що їх меншою площею).
2.
Можливість збільшення передатного числа гальмівного приводу, завдяки малому
ходу поршня.
3.
Хороше охолодження гальмівного диска, оскільки він відкритий, ще інтенсивного
охолодження диска у ньому роблять радіальні канали.
4.
Меншу масу, проти барабанним гальмівним механізмам.
Дисковий
гальмівний механізм не урівноважений, бо за гальмуванні створюється додаткова
сила, навантажуючи підшипники колеса. Слід зазначити, що у дискових гальмах
гальмівні накладки зношуються інтенсивніше, ніж у барабанних, тому необхідно
більш часто змінювати колодки. Конструкції дискових гальмівних механізмів
передбачають швидку і легку зміну колодок.
Барабанні
гальма складаються з тертьових, обертових і нерухомих деталей, а як і
разжимного і регулировочного устрою. Тертьові деталі створюють гальмівний
момент, разжимное пристрій забезпечує зіткнення тертьових деталей під час
гальмування, а регулювальне пристрій дозволяє підтримувати необхідний зазор між
тими деталями в отторможенном стані. Барабанні гальмівні механізми розрізняють
за типами разжимных пристроїв. Застосовуються вони у залежність від автомобіля.
На автомобілях повної масою понад 8т. застосовується барабанний гальмівний
механізм, наведений в роботу разжимным кулаком. Цей гальмівний механізм
урівноважений і однаково ефективний при передньому і задньому ході. Гальмівний
механізм має високої стабільністю. Ефективність даних гальм трохи нижче, ніж в
гальмівного механізму із рівними приводними силами і одностороннім
розташуванням опор (застосовуються автомобілями мають найбільшу повну массу).
З
іншого боку, установка барабанного гальмівного механізму на задні колеса
виключає потрапляння багна й пилу, піднятою передніми колесами, в гальмівні
механізми, оскільки барабанні гальма більш захищені, ніж дискові.
|
||||
