Реферат: Тормозная система автомобиля

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.

4.2. 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= mр+mк.о+mо+mупр.+mт+mоп.+mдоп.+mсч.+mтр.+mп  , (4.4.)

где m0 -  полная масса машины с грузом, кг.

mр –  масса рамы.

mк.о -  масса колесных агрегатов.

mо – масса системы подрессоривания.

mупр – масса элементов управления машины.

mт -   масса топлива с учетом топливных баков и аппаратуры.

mоп – масса опор вывешивания.

mдоп. – масса дополнительного оборудования.

mсу. – масса силовой установки.

mтр. – масса трансмиссии.

mп – 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

mо, тогда

1=xр+xко+ xупр+xт+xоп+xдоп+xсч+xтр+xп          (4.5.)

где xI =mi /mo- 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

åxki =xр+xко+xo+ xупр+xт+xоп+xдоп (4.6.)

Вторую группу элементов выделим через удельные параметры

xсч =mx.су  Nуэ  (4.7.)

xтр=mу.тр  Nэ  (4.8.) , где

mx.су и mу.тр  - удельные приведенные массы силовой установки и трансмиссии кг/к Вт.

Nуэ – удельная эффективная энерговооруженность машины, кВт/кг

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

4.2.1. Определение относительных масс агрегата (машины).

1.   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 xр = 0,0319.

2.   Определение относительной массы колесных агрегатов.

К колесным агрегатам относятся : ступицы колес, элементы системы центральной накачки шин (СЦНШ), ободы колес,                        – относительная масса ступиц.

                            – относительная масса ободъев.

Относительная масса шин  в большей степени зависит от уровня проходимости, определяемого удельным минимальным давлением на грунт gmin , Мпа

Относительная масса колесных агрегатов определяется как:

xка =xш+xст+xоб

Получаем xка=                                           0,0637.

3.   Определение относительной массы системы подрессоривания.

xо=ко hk+xнэ+xрег

где         - относительная масса системы подрессоривания

ко – коэффициент зависящий от типа упругого элемента выбираемый в пределах.

ко= 0,07…0,08

принимаем                 0,07

hk – полный ход колеса

принимаем hk=0,35

xнэ= 0,014…0,02

Принимаем :            0,015

xрег – относительная масса системы регулирования и стабилизации корпуса, выбирается  = 0,01

Получаем xо= 0,0485.

4.         Определение относительной массы системы управления.

Где             -  масса машины, приходящаяся на управляемые колеса

  -  полная масса машины

  -  относительная масса элементов тормозной системы с колесными тормозами.

xторм = 0.015….0,023

Принимаем :         0,02

Получаем xупр= 0,029

5.   Определение относительной массы топлива.

Где

-             коэффициент, учитывающий массу баков = 1,1…1,2

принимаем :

-             удельный расход топлива = 0,224…0,244

принимаем :

-             минимальный динамический фактор = 0,03…0,045

принимаем :

-             запас хода по топливу ³800км

-             коэффициент, учитывающий отбор мощности на нужды двигателя и систему управления = 0,85

-             КПД трансмиссии = 0,8

 Получаем   :xт= 0,0433

6.   Определение относительной массы дополнительного оборудования.

Из статистических данных

xдоп – отностиельная масса дополнительного оборудования, выбирается в пределах

xдоп= 0,01….0,015,

  Принимаем :         = 0,0125.

7.   Определение относительной массы силовой установки.

xсу=mусу Nvэ

где :         - относительная масса силовой установки

   mусу – удельная приведенная масса силовой установки.

Где :

- удельная масса двигателя по паспортным данным

- удельная масса систем двигателя

Принимаем :

- коэффициент, учитывающий массу узлов крепления двигателя на раме

                  принимаем:

где    g=9,81- ускорение свободного падения.

Dmin – минимальный динамический фактор .

Vmax- максимальная скорость .

Получаем xсу= 0,0554

8.   Определение относительной массы трансмиссии.

xтр=mутр Nvэ

где :          - относительная масса трансмиссии

 mутр- удельная приведенная масса трансмиссии

mутр= 6…8 кг/кВт

Принимаем :            7

Nэ= 5,88 10-3 кВт/Кт

Получаем xтр= 0,041.

9.   Определение относительной массы полезной нагрузки.

xп=1 - åxki – (mv сч+mутр)Nvэ

Масса элементов автомобиля определяется по формуле

mj=mo xi   ,кг

где :           - полная масса автомобиля

                   - относительные массы элементов автомобиля

   mо=mп / x п

Получаем x п=0,662

mp =x p mo=0,0319  11700=2000 кг.

= 0,0637  11700=1000

= 0,0485  11700=503

= 0,0898  11700=1080

= 0,0377  11700=500

= 0,01  11700=142

= 0,0125  11700=146.5

= 0,041  11700=781,5

= 0,662  11700=7600

Принимаем, что:

= 300 кг.

= 1500 кг.

= 900 кг.

4.2.2. Определение центра масс автомобиля.

     После определения полной массы агрегата и его составляющих, определим положение центра масс агрегата в целом. Положение общего центра масс необходимо для расчетов нагрузок на колеса, расчета параметров устойчивости движения и плавности хода, расчетов параметров регулятора тормозных сил.

     Для расчета положения центра масс необходимо иметь конструктивно-компоновочную схему агрегата, которая выполняется на миллиметровом листе бумаги с нанесением положений центров масс всех его агрегатов. Выбираем систему координат  X, Y. Общий центр масс автомобиля необходим как центр положения равнодействующей всех сил элементарных масс. Для этого составляем уравнение моментов относительно каждой из координатных осей:

    Где:                        - координаты элементарных масс элементов автомобиля по компоновочному чертежу.                                                                             - элементарные массы элементов автомобиля.

4.3. Расчет регулятора тормозных сил и АБС.

        Расчет регулятора тормозных сил будем производить по методике указанной в [10]. При расчете регулятора тормозных сил, сначала определяют недоиспользование тормозной силы колес:

      Тормозная сила колес 2-х осного автомобиля по сцеплению:

-     для передних колес:

-     для задних колес:

    где:               -  вес автомобиля

                           - база автомобиля

-  координаты центра тяжести автомобиля

       Тормозная сила колес автомобиля:

-     для передних колес:

-     для задних колес:

где:            - замедление автомобиля.

-             оптимальное значение коэффициента сцепления.

         Отношение тормозных сил передних и задних колес автомобиля:

         Найдем недоиспользование тормозной силы задних колес автомобиля в условиях блокировки передних колес при

                      Откуда:

         Недоиспользование тормозной силы колес автомобиля:

         Наибольший эффект регулирования тормозных сил автомобиля обеспечивает регулятор тормозных сил в пневмоприводе тормозов, имеющих упругую связь с задним мостом, который учитывает статическое и динамическое перераспределение веса автомобиля. Принимаем, что тормозные силы задних колес с регулятором давления:

       Включение регулятора происходит при                        , откуда

       Одновременная блокировка передних и задних колес автомобиля с регулятором происходит при                   , поэтому:

       Недоиспользование тормозной силы колес автомобиля с регулятором найдем исходя из условий блокировки передних колес автомобиля:

При

4.3.1.  Расчет коэффициента динамического регулирования.

        Принимаем что:

         Где:   Р – давление в пневмоприводе тормозов.

                    К  и К  - статический коэффициент тормозной силы передних и задних тормозов.

         Давление в пневмоприводе задних тормозов с регулятором в процессе торможения автомобиля (динамическая характеристика регулятора) принимаем равным:

       Где:    К   - коэффициент динамического регулирования.

           Давление включения регулятора:

           Давление в приводе тормозов автомобиля с регулятором в момент одновременной блокировки передних и задних колес:

       Откуда:

4.3.2. Расчет жесткости упругого элемента.

Жесткость упругого элемента регулятора должна быть выбрана таким образом, чтобы обеспечить включение регулятора для автомобиля с любой нагрузкой при                       :

Где:

                                                                   -  максимальное перемещение кузова относительно моста в статическом положении автомобиля.

                                                                    -  динамическое перемещение кузова относительно заднего моста при

                                                                    -  динамическое перемещение кузова относительно заднего моста при      

С  - жесткость задней подвески

Получаем:

Расчет параметров регулятора тормозных сил.

Вес автомобиля в снаряженном состоянии и в груженом, координаты центра масс сведены в таблицу№ 3:

                                                               Таблица № 3

Техническая характеристика автомобиля:

Страницы: 1, 2, 3, 4