3.1 Определение усилия на педали тормоза

Усилие на тормозной педали определяется по формуле:

(3.1)

где з_н - КПД привода, принимаем ;

i_п = 3 - передаточное число педального привода;

= 22 мм - диаметр главного цилиндра;

- давление в тормозной системе;

, (3.2)

где - радиус рабочего цилиндра.

Тормозные моменты соответственно на передней и задней оси определяются по формулам:

(3.3)

где R_z1,2 - нормальные реакции, действующие соответственно на передней и задней оси, Н;

ц - коэффициент сцепления.

Величины нормальных реакций при торможении определяются по формулам:

(3.4)

где m_a - масса автомобиля, Н;

a, b, h_g - координаты центра массы автомобиля, м;

L - база автомобиля, м.

Таким образом, получаем:

(H);

(Н);

(Нм);

(Нм).

Для передних тормозных механизмов (дисковые тормозные механизмы) тормозной момент М_т и коэффициент эффективности К_э определяются зависимостями:

(3.5)

(3.6)

где - коэффициент трения (расчетный =0,35 )

r_ср = 0,105 м - средний радиус приложения силы Р к накладке.

Приводная сила на передних тормозных механизмах определяется из выражения:

, (3.7)

откуда:

(3.8)

(Н)

Для задних тормозных механизмов (барабанных с односторонним расположением опор и равными приводными силами ):

. (3.9)

где - приводная сила на задней оси;

r_б - радиус барабана, м;

м - коэффициент трения;

h - расстояние от рабочего цилиндра до опоры, м;

a - расстояние от опоры до линии действия реакции, м;

- коэффициент касательных сил;

, (3.10)

где в - угол обхвата колодки, рад.

Приводная сила на задних тормозных механизмах определяется из выражения:

, (3.11)

Откуда

. (3.12)

Таким образом, получаем

(Н)

Давление в тормозной системе передних и задних тормозных механизмов соответственно:

(МПа),

(МПа),

Давление в тормозной системе передних тормозных механизмов больше чем в задних тормозных механизмов, следовательно, принимаем

Усилие на педали тормоза составит:

(Н)

Коэффициент эффективности тормозных сил задних тормозных механизмов рассчитывается по формуле:

. (3.13)

По формуле (3.13) вычисляем значения коэффициента эффективности торможения для различных значений коэффициента трения и по данным строим график зависимости . Расчетные значения K_э сводим в таблицу 3.1.

Таблица 3.1 - Значения коэффициента эффективности торможения для различных значений коэффициента трения

Коэффициент эффективности тормозных сил передних тормозных механизмов

Графическая зависимость коэффициентов эффективности тормозных механизмов от величины коэффициента трения представлена на рис. 1.

Рисунок 1 - График статической характеристики

3.2 Определение показателей износостойкости тормозных механизмов

Удельная нагрузка, приходящаяся на тормозные накладки, определяется по формуле:

; (3.14)

где - суммарная площадь тормозных накладок, ,

.

Для передних тормозных механизмов:

Для задних тормозных механизмов:

Удельная работа трения определяется по формуле:

(3.15)

где - скорость автомобиля, = 60 км/ч = 16,67 м/с;

;

;

Нагрев тормозного барабана (диска) за одно торможение определяется по формуле:

; (3.16)

где - масса, приходящаяся на тормозящее колесо, кг;

G_б - масса барабана (диска), кг;

с - удельная теплоемкость чугуна, .

С - для диска;

С - для барабана;

По формулам (3.14) и (3.15) строим графики зависимостей удельной работы трения и нагрева тормозного барабана (диска) в зависимости от начальной скорости торможения.

Таблица 3.2

Рисунок 2 - Зависимость удельной работы трения от начальной скорости торможения:

Рисунок 3 - Зависимость температуры нагрева тормозного барабана - (а) и диска - (б) от начальной скорости торможения.