Файл: Бухарин Н.А. Автомобили. Конструкции, нагрузочные режимы, рабочие процессы, прочность агрегатов автомобиля учеб. пособие.pdf

Заметное улучшение энергетического баланса торможения и снижение работы, расходуемой на скольжение шин, может быть достигнуто при применении противоблокирующих устройств и регуляторов тормозных моментов, подводимых к отдельным мостам.

Кинетическая энергия движущегося автомобиля при торможе­ нии превращается в тепло. Хороший теплоотвод от тормозных механизмов является важной задачей.

На рис. XV.9, а представлены кривые нагревания барабана (сплошные линии) и накладки (штриховые линии) легкового автомобиля при движении его в городе и за городом. Цифры над нижними кривыми обозначают скорость (км/ч) в начале тормо­ жения. Как видно из рисунка, температура барабанов достигает 230° С, а накладок 100° С.

На рис. XV.9, б представлены изотермы (в °С) по сечению чугунного тормозного барабана автобуса в конце 1 2 -минутного торможения. При значительной неравномерности распределения температур по ширине барабана температура по толщине стенки меняется мало. В открытых колодочно-дисковых тормозах тем­ пература диска достигает 500° С.

Отвод тепла с поверхности трения может быть улучшен: применением для барабанов металлов, обладающих высокой

теплопроводностью; увеличением поверхности охлаждения за счет оребрення;

улучшением вентиляции нагреваемых деталей.

На рис. XV.9, в и г представлены схемы барабанов биметал­ лического типа с венцом из алюминиевого сплава. Вследствие разных коэффициентов расширения (большего у алюминиевого

399

сплава) удается избежать расслоения венца от барабана только за счет применения высоких ребер, обеспечивающих лучшее охлаждение венца.

Большую износостойкость и лучшие фрикционные качества имеют барабаны, изготовленные из алюминиевых сплавов, рабо-

а)

Рис. ХѴ.9. Нагрев тормозов: а — нагревание барабана и обшив­ ки при движении автомобиля в городе и за городом; б — рас­ пределение температур в барабане ЛАЗ 695Е; в — тормозные биметаллические барабаны с венцом из аллюминиевого сплава с глубокими А и низкими Б ребрами

чая поверхность которых покрыта путем распыливания слоем марганцовистой стали или специальным медно-бериллиевым сплавом.

При единичном торможении баланс тепла выразится формулой

400

При кратковременном торможении второй член правой части формулы (XV.22) можно принять равным нулю. При этом тем­ пература нагрева барабана

Кроме расчета на нагрев определяется величина удельной работы трения Ьтр (Дж/см2), приходящаяся на единицу поверх­ ности фрикционной накладки

Ьтр = • (XV.24)

Допустимые величины LTP при скорости движения в начале торможения V = 60 км/ч (16,7 м/с) составляют 400—1000 Дж/см2 [40— 100 (кг-м)/см2] в зависимости от типа автомобиля и удельной мощности двигателя.

Одним из показателей для выбора размеров тормозных накла­ док является масса груженого автомобиля т а (кг), приходящаяся на 1 м2 или 1 см2 поверхности трения фрикционных накладок. Для легковых автомобилей отношение mJFz составляет (1,0 и-' -=-2,0) ІО4 кг/м2; для автобусов (1,5 -нЗ,5) 101 кг/м2; для грузовых автомобилей (2,5 -=-3,5) 104 кг/м2.

На затяжных спусках с целью снизить тепловой режим рабо­ чих тормозов применяются тормоза-замедлители. Тормозом-за­ медлителем в простейшем случае может служить сам двигатель, приводимый во вращение от ведущих колес автомобиля. Тормоз­ ной эффект создается противодавлением с помощью тормозной заслонки в выхлопном трубопроводе.

Величина противодавления в выхлопном трубопроводе со­ ставляет 0,25—0,3 Мпа (2,5—3,0 кгс/см2); при этом величины замедлений составляют на высших передачах 0,5— 1,5 м/с2, что позволяет значительно разгрузить основные тормоза на затяж­ ных спусках.

Электродинамические тормоза-замедлители включаются в в трансмиссию автомобиля. Пример такого тормоза представлен на рис. XV. 10. На вал 1 тормоза насажен диск 4, вращающийся в магнитном поле полюсов 2 с обмотками 3. Торможение осуще­ ствляется за счет использования вихревых токов, возникающих в диске 4. Для лучшего охлаждения на валу тормоза установлены лопасти 5, обеспечивающие циркуляцию воздуха. Величина тор­

401

мозного момента, создаваемого тормозом этого типа, достигает 800 Н-м (80 кгс/м).

При наличии гидродинамической пли гидрообъемной транс­ миссии гидравлический тормоз-замедлитель является обычно ее составной частью.

Рис. XV. 10. Электродинамический тормоз-замедлитель, включаемый

втрансмиссию автомобиля

§73. МЕХАНИЧЕСКИЕ И ГИДРАВЛИЧЕСКИЕ ТОРМОЗНЫЕ ПРИВОДЫ

Механические приводы. Применяются они обычно для ручных станочных тормозов. В конструкции механического привода сле­ дует отдавать предпочтение элементам, работающим на растяже­ ние и обладающим более высоким коэффициентом жесткости

где sTи йф — теоретическое и фактическое перемещение тормозной педали или рычага с учетом упругих деформаций.

402

Определение передаточных чисел п ходов перемещения де­ талей механического привода не представляет трудностей.

Гидравлические приводы. Усилия в элементах гидравличе­ ского тормозного привода определяются законами гидростатики.

Схема гидравлического тормозного привода приведена на рис. XV. 11.

Давление жидкости внутри системы р 0 определится формулой

ч-ІО МПа (10— 100 кгс/см2). Средние значения р 0, преобладающие

При равенстве диаметров тормозных цилиндров колес, дей­ ствующих на левую и правую колодки тормозов, получим для двухосного автомобиля следующую величину хода педали sn:

где dnj i d3— диаметры цилиндров передних и задних тормозов;

6 „ и бп — перемещение левого и правого поршеньков тормозных цилиндров передних колес; öâ и öâ' — то же задних колес; б0 — величина зазора в педальном приводе.

403

При этом за малостью пренебрегаем сжимаемостью жидкости и увеличением диаметра трубопроводов за счет внутреннего дав­ ления.

Силовое передаточное число гидравлического тормозного при­ вода может быть представлено формулой

£ (Рі + Р г)

(XV.27)

Заменяя силы Р г, Р„, Рп размерами поршней и давлением жид­ кости в системе р 0, получим силовое передаточное число для двух­ осного автомобиля с тормозами на всех колесах в следующем виде:

Так как при «аварийном» торможении давление жидкости до­ стигает 10 МПа (100 кгс/см2), то объем металлических (обычно стальных) и особенно гибких резино-кордных трубок увеличи­ вается, что снижает жесткость привода. Ход педали при этом увеличивается, что нежелательно.

Объем стальных трубок увеличивается при р 0 = 10 МПа (100 кгс/см2) незначительно (менее 1%). Объем гибких трубок увеличивается значительно больше. Имея в виду, что полная длина гибких трубок составляет 1 0 —2 0 % от длины жестких тру­ бок, общее увеличение объема трубопроводов при аварийном тор­ можении составляет 2—4% от номинального.

Конструкция главного тормозного цилиндра с одним маги­ стральным. трубопроводом к тормозным цилиндрам колес обще­ известна.

Рассмотрим конструкцию главного тормозного цилиндра двух­ магистрального (двухконтурного) типа, существенно повышающего надежность тормозной системы (рис. XV. 12, а). Два последова­ тельно расположенных поршня 1 и 5 (компоновка «тандем») под­ водят жидкость независимо друг от друга к магистрали 7 через клапан 3 и магистраль II (последняя на чертеже не показана). При повреждении магистрали / поршень 5 перемещается вправо до упора штифта 4 в стенку, что выключает магистраль /. Соот­ ветственно при повреждении магистрали II выступы 6 упираются друг в друга, что приводит к выключению магистрали II. Пере­ городка 2 в резервуаре позволяет обеспечить независимую подачу жидкости в соответствующие полости цилиндра и магистрали / и II.

404