Тормозной механизм с равными приводными силами и одностороннем расположением опор

О 0, 2 0, 4 ц,

На схеме (рис 9.6) обозначены P' = P" = P - приводные силы, P, P^ - равнодействующие нормальных сил, действующих со стороны тормозного барабана на колодки, P_T\ P - силы трения, действующие на колодки, R'_x, R" _x, R'₃, R" - реакции опор.

а)

 

б)

Рис. 9.6

Для активной колодки сумма моментов сил относительно точки опоры колодки

Ph + pr₆ - kpa = 0.

Принимая во внимание, что P[ = jiP'_n, подставим значение P^ в уравнение моментов и решим его относительно P'

_P' = _P- ¹

^ko^{a -}l^r6 '

Кр = Pr = Pr6^—. (9.8)

Момент трения, создаваемый активной колодкой,

jlh

_f ^ko^{a -}l^r6

При k_oa = jir₆, М_тр тормозной механизм заклинивается.

Для пассивной колодки сумма моментов сил относительно точки опоры колодки,

Ph - P? r₆ - k_oP" a = 0.

o n

Момент трения, создаваемый пассивной колодкой,

Мтр = Pj₆ = Pr₆-^~. (9.9)

^ko^a + l^r6 '

Тормозной момент, создаваемый обеими колодками

 

М = М' + М" = Pr₆

jih jih

(9.10)

koa koa + 1

тр тр тр б

 

R'_y = P, R' = P'-P, где P' = P / j = Ph /(koa - j),

r; =p, r; =p; - p, где p; = Ph /(k₀a+ir₆).

В дальнейшем для сравнительной оценки различных схем тормозных механизмов введем упрощения: будем считать a - r₆, k_o = 1, ji= 0, 35.

Оценить тормозной механизм можно по следующему параметру, определенному как отношение тормозных моментов, создаваемых активной и пассивной колодками,

М'тр /М'тр = (Koa + j)/(Koa - j) (9.11) или, приняв указанные выше упрощения,

Реакции опор: активной колодки пассивной колодки

М'т_Р /М" т_Р = (1 + j)/(1 -j) = 1, 35/0, 65 - 2. (9.12) 184 Тормозная система

При принятых упрощениях активная колодка обеспечивает примерно в 2 раза больший тормозной момент по сравнению с пассивной, что приводит к ускоренному ее изнашиванию. Для того чтобы уравновесить износ накладок, необходимо сделать давления накладок одинаковыми, что достигается уменьшением длины пассивной накладки. Возможно применение ступенчатых цилиндров, в которых поршень большего цилиндра воздействует на пассивную колодку, но при этом неоправданно усложняется конструкция.

Оценка тормозного механизма:

а) тормозная эффективность одинакова независимо от направления движения,

б) статическая характеристика тормозного механизма нелинейна (рис. 9.6 б), что свидетельствует о недостаточной стабильности,

г) в результате неуравновешенности РП Ф Р", P Ф P? при торможении на подшипники ступицы колеса действует дополнительная нагрузка.

б)

(9.13)

koa -№б jlh

Тормозной механизм, с равными приводными силами и разнесенными опорами (рис. 9.7)

а)

 

Рис 9.7

В этом тормозном механизме обе колодки активные при движении вперед, поэтому тормозные моменты, создаваемые обеими колодками, одинаковы:

M' = M ' = Pr —

mp mp ¹ 'б,

^ko<

(9.14)

koa -Vr6 '

Суммарный момент тормозного механизма

Mmp = 2РГб

Оценка тормозного механизма:

а) давление на поверхности обеих накладок одинаково, следовательно, обе накладки имеют одинаковый износ;

б) коэффициент тормозной эффективности при принятык упрощениях

к_а = 2j/(1 -j), (9.15)

т. е. тормозной момент несколько больше приводного;

в) на заднем ходу эффективность тормозного механизма снижается, примерно, в 2 раза, такой тормозной механизм используется только для передних колес;

г) тормозной механизм уравновешенный.

б)

Тормозной механизм с равными перемещениями колодок (рис. 9.8).

а)

 

Рис.9.8

Профиль разжимного кулака симметричен, поэтому перемещения и деформации колодок, накладок и тормозного барабана одинаковы. Из этого следует, что нормальные силы, а, следовательно, и силы трения одинаковы на обеих колодках. Однако приводные силы не одинаковы, так как активная колодка воспринимает меньшую приводную силу по сравнению с пассивной:

(9.16)

P' = P, р' = Т р' ' = р

' n n ' т т '

Момент трения: активной колодки

M' = Pr ^Uh

тр ¹ 'б,

^ko^{a -}U^r6

пассивной колодки

 

(9.17)

 

Суммарный момент тормозного механизма

 

(9.18)

+ koa koa + ЦГб

v

/

Mmp = M'mp + M" mp = РГ_б&

 

Найдем связь между Р' и Р":

 

Р' = Ph --------------, Р> Ph -------------------

п J? п 7 И. '

^ko^{a k}o^a + Ц^Гб

 

так как Р'_п = РП, то

 

Р Р

^ko^{a k}o^a + №б.

Используя принятые упрощения, как в предыдущих случаях, получим

(9.19)

Р/Р = (1 + ^)/(1 -JU)«2.

Оценка тормозного механизма:

а) давление на поверхности накладок одинаково, следовательно, обе накладки имеют одинаковый износ;

б) коэффициент тормозной эффективности k_o = 2ц, т. е. тормозной момент меньше приводного - тормозной механизм недостаточно эффективен;

в) тормозная эффективность одинакова независимо от направления движения;

г) статическая характеристика линейна (рис.9.8 б), тормозной механизм стабилен;

д) тормозной механизм уравновешен.

Тормозной механизм с равными перемещениями колодок широко применяется на грузовых автомобилях и автобусах, оснащенных тормозным пневмоприводом.

Тормозной механизм с большим самоусилением (сервотормоз). Схема сил, действующих на колодки тормозного механизма, и его статическая характеристика показаны на рис. 9.9.

На схеме показан сервотормоз одностороннего действия. В этом механизме во время торможения при движении вперед обе колодки являются активными, а на заднем ходу - пассивными. Момент трения, создаваемый первой активной колодкой:

(9.20)

Рис.9.9

Так как приводное усилие, действуйствующее на вторую активную колодку P = P_x, то момент трения, создаваемый второй активной колодкой,

M" = P'_r_____ ^jh-

тр ¹ 'б, •

(9.21)

0, 4 (j,

б)

а)

^ko^{a -}U^r6

Как выше было установлено,

< = P - P = Ph /(koa -jr₆).

Следовательно,

 

h

P = P

^ko^{a -}u^r6

В результате принятых допущений получим Р" =2Р', т. е. приводная сила на второй активной колодке, примерно, в 2 раза больше, чем на первой, вследствие чего тормозная эффективность второй активной колодки также, примерно, в 2 раза выше. Суммарный момент тормозного механизма

(9.22)

ji h

M = M' + M" ~ 3Pr₆

^lv± тр ^lv± тр ^{1 1У±} тр •^J± 'б,

^ko^{a - jr}6

Оценка тормозного механизма:

а) давление на поверхности накладок неодинаково, в результате чего накладка второй активной колодки изнашивается интенсивнее;

б) коэффициент тормозной эффективности k_a = 4j/(1 -j)² ~3, 31;

в) сервотормоз одностороннего действий имеет, примерно, в 3 раза меньшую эффективность на заднем ходу; двусторонний сервотормоз имеет одинаковую эффективность независимо от направления
движения;

г) тормозной механизм имеет наименьшую стабильность (рис.9.9, б) по сравнению со всеми другими типами тормозных механизмов;

д) тормозной механизм неуравновешен.

Из-за большой величины коэффициента тормозной эффективности, малой стабильности и большой неуравновешенности этот тормозной механизм, вызывающий чрезмерно резкое торможение, в современных автомобилях в качестве колесного тормозного механизма не применяется. В то же время сервотормоз довольно широко используется в качестве трансмиссионного тормозного механизма.