ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО
ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

ДОНСКОЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

ЦЕНТР ДИСТАНЦИОННОГО ОБУЧЕНИЯ

Кафедра «Сервис и техническая эксплуатация автотранспортных средств»

Конструкция, расчет и потребительские свойства автомобилей

ТРАНСМИССИЯ И ХОДОВАЯ ЧАСТЬ

Учебное пособие

8. ТОРМОЗНАЯ СИСТЕМА

8.6. Расчет тормозного механизма

     Рассмотрим схему простого симметричного колодочного тормоза (рис. 81), состоящего из вращающегося барабана 1 и двух внутренних колодок 2, шарнирно подвешенных на неподвижных опорах 5. Между другими концами колодок расположено разжимное устройство 4 гидравлического типа, в котором поршни рабочего цилиндра, находясь под давлением тормозной жидкости, прижимают обе колодки к барабану с одинаковой силой Р.

Рис.81. Схема простого симметричного колодочного тормоза

     При торможении между каждой элементарной площадкой тормозной колодки и барабаном возникают нормальная сила dN и сила трения μdN, где μ - коэффициент трения между поверхностью (накладкой) колодки и барабаном. Для ориентировочных расчетов можно приближенно допустить, что после приработки удельные давления распределяются по длине накладки равномерно, а результирующая нормальных сил, действующих между барабаном и колодкой, расположена посредине дуги накладки и может быть выражена зависимостью

Y = p · ß · r_б · b_н,

     где p - давление в контакте барабана с накладкой; ß - угол охвата накладки; r_б - радиус барабана; b_н - ширина накладки.
     При указанных допущениях на колодки симметричного тормоза, изображенного на рис. 81, действуют результирующие нормальные силы N₁ и N₂ и тангенциальные силы трения μN₁ и μN₂. Силы трения направлены у левой и правой колодок в противоположные стороны. В опорах действуют соответствующие реакции - горизонтальные R_x и вертикальные R_y с индексами, указывающими номера колодок.
     Из уравнения момента относительно осей 3 имеем

N₁ = P₁ (а + с) / (с - μ · е),
N₂ = P₂ (а + с) / (с + μ · е).

где а, с и е - плечи сил, действующих на колодки.
     Сила N₁ значительно больше силы N₂, так как у левой колодки момент μN₁e прижимает колодку к барабану, а правую колодку момент μN₂e отжимает от барабана. Соответственно будут различаться и тормозные моменты, развиваемые каждой из колодок. Так как в механизме действуют равные силы P₁ = P₂ = P, то суммарный тормозной момент обеих колодок определяется как

M_Т = μ·r_б(N₁ + N₂)= μ· r_б ·P(а+с)[1/(с-μ·е)+1/ (с+μ·е)],

где r_б - радиус барабана.

     Учитывая влияние моментов сил трения на эффективность торможения, различают колодки активные и пассивные. К первым относятся колодки, у которых эффективность торможения под действием момента сил трения возрастает; пассивными считаются колодки, на которые момент сил трения оказывает отрицательное влияние.
     У тормозов с односторонним расположением опор колодок в качестве разжимного устройства применяются также кулачки, закрепленные на приводном валу (рис. 82).

Рис.82. Схема колодочного тормоза с разжимным кулачком

     Кулачок 1 поворачивает обе колодки 2 и 5 на одинаковый угол. При этом усилия P₁ и P₂, передаваемые соответственно на активную и пассивную колодки, получаются разными. На схеме они показаны применительно к вращению барабана 4 по направлению стрелки ω. После приработки тормоза, когда удельные давления на обе колодки выравниваются, соотношения между силами P₁ и P₂ должны быть пропорциональными действующим на колодки результирующим нормальным силам N₁ и N₂. У симметричных колодок при этих условиях N₁ = N₂, поэтому

P₁/P₂ = (с - μ·е) / (с + μ · е).

     Учитывая это, величина тормозного момента приобретает следующий вид

M_Т = 2μ·r_б·P₁(а + с)/(с - μ· е).

     Дисковой тормозной механизм отличается от барабанного плоской формой трущихся поверхностей (рис. 66, 69). Различные силы в таком механизме обычно действуют перпендикулярно плоскости вращения диска. При этом серводействие, присущее барабанным тормозам, отсутствует. Дисковые тормозные механизмы отличаются стабильностью характеристик: хорошими условиями охлаждения трущихся поверхностей; меньшей массой; малыми зазорами между дисками и колодками, что позволяет увеличить передаточное число привода; уравновешенностью осевых тел диска; равномерным распределением давления по поверхности пар трения.
     Дисковые тормозные механизмы имеют следующие недостатки: ввиду отсутствия серводействия возникает необходимость применения усилителей; значительные силы прижатия накладок к диску приводят к высокому давлению в контакте и повышенному изнашиванию накладок; слабую защищенность от загрязнения трущихся пар.
     Тормозной момент открытого дискового тормоза

M_Т = 2μ·P·r_ср,

где Р = 0,25π·p₀·d_ц²;
μ - коэффициент трения материала накладки по диску;
r_ср - средний радиус колодки;
p₀ = 2,5 МПа - давление жидкости в системе;
d_ц - диаметр тормозного цилиндра.

О ПОСОБИИ            НАЗАД            ВПЕРЕД            СОДЕРЖАНИЕ            СПИСОК ПОСОБИЙ