CC BY
18
УДК 629.113-59 С. С. Гулезов
Курганский государственный университет
СТЕНД ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ХАРАКТЕРИСТИК ГИДРАВЛИЧЕСКОГО ПРИВОДА ТОРМОЗОВ С УСИЛИТЕЛЕМ
Аннотация
В статье рассматривается конструкция стенда, предназначенного для исследования характеристик усилителей тормозов автомобилей и временных характеристик процесса торможения.
Ключевые слова: стенд, тормоза, усилитель, характеристики, автомобиль.
S.S. Gulezov Kurgan State University
THE STAND FOR RESEARCH OF CHARACTERISTICS OF HYDRAULIC BRAKE ACTUATOR WITH THE AMPLIFIER
Annotation
This article discusses the design ofthe stand, constructed to study the characteristics of amplifiers car brakes and temporal characteristics ofthe braking process.
Key words: a stand, brakes, an amplifier, features, a vehicle.
На легковых автомобилях и грузовых полной массой до 7,5 т применяется гидравлический привод тормозов, отличительной особенностью которого является быстродействие и высокий КПД, равенство приводных сил тормозных механизмов левых и правых колес, простота обслуживания. При таком приводе торможение происходит за счет работы водителя, поэтому эффективное торможение автомобилей полной массой более 1000 кг требует больших усилий. В качестве постороннего источника энергии в таких приводах используется энергия разряжения во впускном трубопроводе двигателя (вакуумный усилитель), что значительно облегчает управление тормозами. Схема гидровакуумного усилителя грузового автомобиля показана на рис.1.
Основным требованием к любому усилителю является наличие следящего действия, которое обеспечивает пропорциональность усилия усилителя силе нажатия на педаль тормоза. Способность усилителя снижать усилие, необходимое для торможения автомобиля, характеризуется коэффициентом усиления (К^), определяемым как отношение давления тормозной жидкости после усилителя к давлению до усилителя. Достаточно точно зависимость коэффициента усиления от режимных и конструктивных параметров имеет следующий вид [1]:
ку =1 + -
Qin-CFn+k^y + F^) -(Fa+ka*x)
Qn
, (1)
dc - диаметр гидравлического поршня 6 следящего устройства;
с1г-диаметр поршня главного тормозного цилиндра; с! - диаметр поршня цилиндра 7 усилителя; <Зш-сила нажатия на педаль тормоза, приведенная к штоку главного тормозного цилиндра;
Рп- сила предварительного натяжения пружины 4 диафрагмы следящего устройства;
кс-жесткость пружины диафрагмы следящего устройства;
- сила предварительного натяжения пружины 3 атмосферного клапана;
- сила предварительного натяжения возвратной пружины 2 диафрагмы вакуумной камеры;
кй-жесткость возвратной пружины диафрагмы вакуумной камеры;
х - ход штока диафрагмы вакуумной камеры.
От гщйного тормозного цилиндра.
где площадь рабочей поверхности диафрагмы 1 (рис. 1) вакуумной камеры;
Э2- площадь рабочей поверхности диафрагмы 5 следящего устройства;
К Втсь^иющей трубе Мигателя
Рис. 1. Схема гидровакуумного усилителя: 1 - диафрагма вакуумной камеры; 2 - возвратная пружина вакуумной камеры; 3 - пружина атмосферного клапана;
4 - пружина диафрагмы следящего устройства; 5 - диафрагма следящего устройства; 6 - гидравлический поршень следящего устройства; 7 - поршень цилиндра усилителя
Анализ приведенного выражения показывает наличие большого числа факторов, влияющих на величину и характер изменения коэффициента усиления. Уменьшение жесткости пружин вакуумной камеры и следящего устройства и их предварительного натяжения способствует увеличению коэффициента усиления. К этому же приводит увеличение отношений площадей диафрагм вакуумной камеры и следящего устройства и отношение квадратов диаметров поршней главного цилиндра и цилиндра усилителя. При полном срабатывании усилителя и установлении максимального перепада давления воздуха между полостями А и Б усилителя коэффициент усиления снижается по мере увеличения силы нажатия на педаль тормоза.
Для исследования характеристик гидравлического тормозного привода с вакуумным усилителем разработан и изготовлен стенд, за основу которого принят выпускаемый в качестве учебного пособия Горьковским автомобильным заводом стенд тормозов автомобиля ГАЗ-5ЭА. Общий вид стенда показан на рис.2.
32
ВЕСТНИК КГУ. 2012. № 2 (24)
Рис.2. Стенд для исследования гидравлического привода тормозов: 1,5 - манометры для измерения давления в трубопроводах до и после усилителя; 2 - блок регистрации
временных характеристик процесса торможения; 3 - поршневой вакуумный насос; 4 - вакуумметр; 6 - датчик максимального давления
В исходную конструкцию стенда внесен ряд изменений, позволяющих выполнять необходимые испытания. Для имитации процесса торможения автомобиля оборудовано рабочее место оператора, установлено дополнительное оборудование и измерительные приборы. Дополнительно к штатному диафрагменному насосу установлен поршневой вакуумный насос, обеспечивающий получение более высокого разряжения в вакуумной камере усилителя. Предусмотрена установка дополнительного рычага для создания тарированного усилия на тормозной педали. Измерение давлений тормозной жидкости до и после усилителя, разряжения в вакуумной камере выполняется с использованием пружинных манометров и вакуумметра.
Стенд позволяет измерять и некоторые временные характеристики процесса торможения: время реакции водителя, время запаздывания тормозного привода и время нарастания давления. Электрическая схема для измерения перечисленных параметров представлена на рис.3.
Рис.3. Электрическая схема для измерения составляющих времени процесса торможения
Регистрация указанных интервалов времени выполняется с использованием магнитоэлектрических счетчиков МЭС-54, включенных в сеть переменного тока частотой 50 Гц. Цена деления счетчика составляет 0.02 секунды. Сигналом к началу торможения служит загорание красной лампы HL1, включаемой выносной кнопкой S3. Одновременно подается питание на обмотку реле К1, контакты
которого запускают счетчик РТ1, регистрирующий время реакции водителя. По мере нарастания давления в приводе срабатывают коммутирующие датчики: датчик, фиксирующий момент нажатия на педаль S3, датчик стоп-сигнала S4, срабатывающий в момент касания тормозных колодок поверхности барабана, и датчик максимального давления в тормозном приводе S5. Управляемые этими датчиками реле К2 - К4 поочередно включают и отключают счетчики. Счетчик РТ2 регистрирует время запаздывания тормозного привода, а счетчик РТ3 фиксирует время нарастания давления.
На рис.4 показана характеристика гидровакуумного усилителя, полученная в ходе доводки стенда. На графике показаны зависимость давления после гидравлического цилиндра усилителя при неработающем и работающем усилителе (обозначение соответственно Р2бу и Р2су) и кривая изменения коэффициента усиления усилителя Ку в зависимости от давления тормозной жидкости в главном тормозном цилиндре Р1 (до усилителя). Эксперимент проводился при максимальном разряжении в вакуумной камере равном 30 кПа.
Р1,МПа
Рис.4. Характеристика гидровакуумного усилителя
Стенд предназначен для исследования характеристик установленных на него усилителей тормозов и влияния на них конструктивных параметров, входящих в выражение (1). Стенд так же используется в учебном процессе при изучении студентами специальности 190201 дисциплины «Конструирование и расчет автомобиля и трактора».
Список литературы
1. Армейские автомобили. Конструкция и расчет. М.М. Запрягаев, Л.К. Крылов, Е.И. Мигидович и др./Подред. А.С. Антонова. - М.: Изд-во Министерства обороны СССР, 1970. - Ч.2. - 480 с.
УДК 629.113-585 Б.М. Тверсков
Курганский государственный университет
ГИДРОМЕХАНИЧЕСКАЯ КОРОБКА ПЕРЕДАЧ
Аннотация
Дано описание гидромеханической коробки передач, в которой для включения передач используется электронная система синхронизации скоростей вращения соединяемых деталей.
Ключевые слова: коробка передач, блок управления, гидротрансформатор.
СЕРИЯ «ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ», ВЫПУСК 7
33
