14.4. Расчет тормозных приводов

Как уже было указано выше, механический привод всегда используется в качестве привода стояночной тормозной системы.

При проектировании механического привода необходимо стремиться к тому, чтобы его элементы обладали высокой жесткостью и работали на растяжение. Передаточные числа и ходы перемещений механического привода определяют на основании его кинематического анализа, что не представляет трудностей.

Статический расчет гидравлического тормозного привода без усилителя сводится к определению диаметров колесных (рабочих) и главного цилиндра с целью обеспечения необходимых приводных сил тормозных механизмов при допустимых усилии на педали и ее ходе.

Диаметр рабочего цилиндра определяют исходя из необходимой приводной силы и заданного максимального давления жидкости в магистрали:

. (14.18)

Диаметр главного цилиндра обычно незначительно отличается от диаметра рабочего цилиндра.

Усилие на педали рассчитывают по формуле:

, (14.19)

где a и b – плечи педали.

Допустимое усилие на тормозной педали легковых автомобилей – [] =300 Н; грузовых – [] =700 Н.

Ход тормозной педали зависит от числа тормозных механизмов и передаточного числа привода.

Применительно к двухосному автомобилю полный ход тормозной педали при гидроприводе можно определить по формуле:

, (14.20)

где и– диаметры рабочих цилиндров тормозных механизмов передних и задних колес соответственно;,,,– перемещения поршней тормозных цилиндров под действием приводных сил;– коэффициент объемного расширения резиновых деталей гидравлического привода;– свободный ход тормозной педали, зависящий от зазора между толкателем и поршнем главного цилиндра.

Полный ход педали не должен превышать – [] = 150 мм для легковых автомобилей и [] = 180 мм – для грузовых.

Если усилие на тормозной педали > 500 Н, в привод необходимо устанавливать усилитель. Усилие на штоке главного тормозного цилиндра в этом случае будет определяться аналогично гидроприводу сцепления.

Задача динамического расчета тормозного гидропривода заключается в определении параметров и характеристик привода, которые обеспечили бы требуемое быстродействие и качество переходных процес­сов: площадь сечения и длина трубо­проводов, расходные характеристики входящих в привод элементов, давление и меха­нические свойства тормозной жидко­сти, характеристики колебательных процессов жидкости и элементов при­вода и др.

При проектном расчете пневматического тормозного привода задаются рабочие характеристики пневмоаппаратов, т.е. входные сигналы, поступающие на пневмоаппараты, и соответствующие им выход­ные величины (давление, сила, пере­мещение). При этом требуется определить основ­ные конструктивные параметры проек­тируемого пневмоаппарата, обеспечивающие заданные рабочие характеристики. Мо­гут также задаваться дополнительные условия и ограничения, например мак­симальные сила и перемещение тор­мозной педали, допустимая зона не­чувствительности пневмоаппарата.

Так, например, при проектном расчете тормозного крана выбирается его схема, и рассчитываются основные конструк­тивные параметры, обусловливающие статические характеристики: диаметр следящего поршня или диафрагмы, жесткость и предварительный натяг следящей пружины, передаточное отношение педального привода, мак­симальное укорочение следящей пружины.

При этом должно быть за­дано: максимальное перемещение пе­дали; максимальное усилие, прилагаемое к педали; максимальное дав­ление воздуха в ресивере; зона нечувствительности тормозного крана. Пропускная способ­ность тормозного крана (площадь проходных сечений, диаметр клапа­на) определяется динамическим рас­четом.

Принципиальная схема пневмопривода тормозных механизмов с равными перемещениями колодок показана на рисунке.

Момент на валу разжимного кулака рассчитывают после определения необходимых приводных сил на колодках тормозного механизма:

, (14.21)

где – расстояние от оси вала разжимного кулака до линии действия приводной силы.

Необходимое усилие на штоке тормозной камеры можно определить по формуле:

, (14.22)

где – расстояние от оси вала разжимного кулака до оси штока тормозной камеры.

Давление воздуха в тормозной камере при торможении рассчитывают по формуле:

, (14.23)

где – активная площадь диафрагмы тормозной камеры.

Усилие на поршне тормозного крана зависит от давления воздуха, поступающего в полость крана из ресивера и усилия пружины, действующей на стакан крана:

, (14.24)

Таким образом, усилие на тормозной педали можно определить по формуле:

, (14.25)

где a и b – плечи педали.

Под динамическим расчетом пневматического тормозного привода понима­ется определение характера измене­ния во времени давления воздуха в исполнительных органах и следящих аппаратах при резком перемещении тормозной педали. Полученные зави­симости называются динамическими характеристиками тормозного приво­да и позволяют определить его быст­родействие, синхронность работы и др.