А.С. Қаржаубаев, А.Ж. Садвакасов, Е.Д. Налибаев

Казахский Национальный Исследовательский Технический Университет

имении К.И. Сатпаева, Казахстан

ОЦЕНКА ДИСКОВОГО ТОРМОЗА ДЛЯ ГРУЗОВОГО АВТОМОБИЛЯ

Аннотация

Тормозная система служит для создания и изменения искусственного сопротивления движению автомобиля. В статье дано дисковому тормозному механизмому чаще всего применяемы в автомобилях с равными перемещениями колодок применяемых на грузовых автомобилях и на автобусах, осковщенных пневмоприводом.

Ключевые слова: тормозное управление, тормозной механизм, тормозной привод, тормозной момент, сила трения, статическая характеристика тормозного механизма.

Тормозной механизм является важным элементом системы активного управления автомобилем. Эффективность торможения оценивается развиваемым замедлением и тормозным путем[3].

Колесный тормозной механизм обеспечивает экстренное и служебное торможение, а также удерживает на месте неподвижный автомобиль.

В большинстве грузовом автотранспорте обычно устанавливают барабанные колодочные тормоза на все колеса. Постепенно дисковые механизмы в качестве колесных тормозов получают все большее распространение на грузовых автомобилях самого разного назначения. Как известно, вначале они выполняли функцию лишь трансмиссионного тормоза.

C древнегреческого языка термин «тормоз» переводится как - отверстие для гвоздя, замедляющего вращение колеса («тормос»)[4]. На сегодняшний день безопасность автомобиля трудно представить без эффективной тормозной системы, особенно если это большой автомобиль.

Рисунок 1- Дисковый тормоз грузового автомобиля: 1-суппорт; 2-тормозной цилиндр; 3-кранштейн; 4-тормозной диск; 5-фрикционная накладка.

В таком дисковых тормозном механизме эффективность работы повышается за счёт вращения диска при движении автомобиля, которое при торможении стремится ещё сильнее прижать к нему колодки, в итоге также уменьшая необходимое усилие на педали тормоза (водителю достаточно легкого нажатия на педаль чтобы колодки коснулись барабана, после чего этот эффект начинает работать как своеобразный «усилитель») .

Основой конструкции является специальный металлический диск. Тормозные колодки прижимаются к его бокам и блокируют вращение.

Такая система меньше подвержена нагреванию, поскольку колодки открыты и свободно обдуваются воздухом. Во время движения частицы износа беспрепятственно выбрасываются в атмосферу. Немаловажными достоинствами являются меньшее время срабатывания и меньшая масса.

Тормозной блок состоит из пневмопривода и тормозного рычажного механизма [2]. Таким образом, за основу разработки структурной схемы механизма тормозного блока принята структура простейшего клещевого шарнирно-рычажного подъемного механизма, предложенного И.И. Артоболевским (рисунок 2) [1].

Рисунок 2 - Клещевой механизм рычажного захвата и его структурная схема. Захват поднимаемого груза происходит при движении крюка вверх

Принцип работы подъемного механизма: подъемная сила P посредством звеньев 3,4,5 заставляет перемещаться звенья 1 и 2, которые свободными концами стремятся сблизиться друг к другу и зажимают груз как клещи.. Выбором соотношения плеч рычагов механизма определяется необходимое усилие зажатия груза клещами.

Схема клещевого механизма (рисунок 2) применительно к схеме механизма тормозного блока дискового тормоза показана на рисунке 3. По данной схеме определен принцип работы пневматического дискового тормоза: сила P возникает в пневматическом цилиндре ТЦ при подаче в него сжатого воздуха, в результате чего посредством звеньев 1 и 2 перемещаются звенья 3, 4, 5, 6, прижимаясь фрикционными накладками Н с двух сторон к тормозному диску ТД.

Н - фрикционные накладки; ТД - тормозной диск; ТЦ - тормозной цилиндр

Рисунок 3 - Схема тормозного механизма блока дискового тормоза

Далее, с целью получения определенности движения всех звеньев механизма, рассчитана степень его подвижности, то есть число возможных независимых перемещений. Для плоского механизма данный параметр находится по формуле, впервые выведенной П.Л. Чебышевым в 1869г.:

W = 3*п – 2*рн -рв, (1)

где W - степень подвижности;

п - число подвижных звеньев;

рн - число низших кинематических пар;

рв - число высших кинематических пар.

Для указанного механизма получено:

W = 3*6 – 2*7 = 4. (2)

Две степени свободы обеспечивают прижатие накладок к тормозному диску за счет поворота звеньев 3 и 4 и две степени свободы обеспечивают независимую подвижность накладок с возможностью равномерного их прижатия к тормозному диску.

Таким образом, при постепенном износе накладок и диска, во время эксплуатации дискового тормоза, полученная схема (рисунок 3) позволяет обеспечить эффективную работу дискового тормоза с отсутствием клиновидного износа пары трения.

Выводы:

1. При длительном торможении с большой скорости тормозные механизмы не перегревается и не теряет эффективность.

2. При движении грузовика вперед или назад одинаковую эффективность торможения.

3. Достаточную жесткость конструкции.

4. В дисковых тормозных механизмов тормозные колодки изношивается более интенсивна. Однако конструкции тормозных механизмов позволяет легко и быстро заменять тормозные колодки.

5. Дисковые тормозные механизмы имеет меньшую массу по сравнению барабану.

ЛИТЕРАТУРА

1. Артоболевский, И.И. Механизмы в современной технике [Текст]: справочное пособие в 7 томах. Т. 1: Элементы механизмов. Простейшие рычажные и шарнирно-рычажные механизмы / И.И. Артоболевский; 2-е изд., перераб. - М.: Наука, 1979. - 496 с.

2. Карпычев, В.А. Устранение клинового износа фрикционных накладок в клещевом механизме тормозного блока дискового тормоза для железнодорожного транспорта [Текст] / В.А. Карпычев, В.Я. Солодилов, А.А. Курочкин, А.А. Мошков // Научно-технический вестник Поволжья. - 2013 - № 4. - С.181-185.

3. Богатырев А.В. и др. Автомобили. – М., Колос, 2004, 496с.

4. http://www.autoshcool.ru/ 09-12-2010 1:34:13, Владимир Зинченко