Расчет рабочей тормозной системы автомобиля ВАЗ - 2107

 

 

 

 

 

 

 

 

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

РАБОЧИЕ ПРОЦЕССЫ И ОСНОВЫ РАСЧЕТА АВТОМОБИЛЕЙ

РАЗДЕЛ: ТОРМОЗНОЕ УПРАВЛЕНИЕ. РАСЧЕТ РАБОЧЕЙ ТОРМОЗНОЙ СИСТЕМЫ АВТОМОБИЛЯ ВАЗ-2107

 

 

 

Выполнил:

студент 4 курса

Злобин А.Н.

Принял:

 

 

 

Шатрура 2013

 

Содержание

 

Аннотация

Введение

1. Данные для расчёта
2. Оценка тормозных механизмов передних и задних колёс
3. Расчёт параметров рабочей тормозной системы
4. Расчёт тормозного гидропривода (без усилителя)
5. Регуляторы тормозных сил

Вывод по работе

Список использованной литературы

 

 

Аннотация

 

В курсовом проекте проведен расчет рабочей тормозной системы автомобиля ВАЗ - 2107 Пояснительная записка содержит _ листов машинописного текста, 9 рисунков, 2 таблицы, 3 библиографических источника.

тормозной механизм автомобиль

 

Введение

 

В данном курсовом проекте проводится проверочный расчет тормозного механизма и его привода для автомобиля ВАЗ-2107. Целью этой работы является освоение студентом практических навыков расчета тормозного механизма и его привода, а также более близкое ознакомление с конструкцией основных типов тормозных механизмов автомобилей.

На автомобиле ВАЗ-2107 установлено: тормозные системы — рабочая тормозная система и стояночная тормозная система. Гидравлический привод рабочей тормозной системы на автомобиле ваз 2107 состоит из двух независимых контуров, приводящих в действие тормозные механизмы передних и задних колес. При нарушении в работе одного тормозного контура автомобиль ваз 2107 затормаживается вторым тормозным контуром, хотя и с увеличением хода педали тормоза и тормозного пути.

Рабочая тормозная система автомобиля ваз 2107 состоит из педального узла, вакуумного усилителя, главного тормозного цилиндра, тормозного бачка с датчиком уровня тормозной жидкости, трубопроводов, тормозных механизмов передних и задних колес с рабочими цилиндрами и регулятора давления задних тормозов.

Вакуумный усилитель ваз 2107, установленный на перегородке моторного отсека, служит для снижения усилия на педаль тормоза за счет разрежения во впускном трубопроводе при работающем двигателе. Главный тормозной цилиндр ваз 2107 установлен на двух шпильках, ввернутых в корпус вакуумного усилителя, и крепится к нему гайками. В главном тормозном цилиндре ввернуты штуцеры тормозных трубок переднего и заднего контуров рабочей тормозной системы.

Тормозной механизм переднего колеса автомобиля ваз 2107 — дисковый и состоит из чугунного, невентилируемого тормозного диска, тормозного суппорта с двумя рабочими цилиндрами и двух тормозных колодок. Рабочие тормозные цилиндры правого и левого тормозных механизмов на автомобиле ваз 2107 — невзаимозаменяемые.

Тормозной механизм заднего колеса автомобиля ваз 2107 — барабанный и состоит из тормозного барабана, рабочего тормозного цилиндра, двух тормозных колодок со стяжными пружинами и распорного рычага привода стояночного тормоза. Тормозной барабан — алюминиевый с чугунной вставкой. Рабочий тормозной цилиндр автомобиля ваз 2107 — двухпоршневой, с механизмом автоматической регулировки зазора между тормозным барабаном и тормозными колодками. Основным элементом механизма автоматической регулировки зазора являются два упругих стальных разрезных кольца, установленных на поршнях в рабочем тормозном цилиндре с осевым зазором 1,25—1,65 мм. Упорные кольца установлены в тормозном цилиндре с натягом, обеспечивающим усилие сдвига по зеркалу тормозного цилиндра не менее 35 кгс, что превышает усилие от стяжных пружин тормозных колодок. По мере износа накладок тормозных колодок поршни при торможении перемещают кольца в тормозном цилиндре, благодаря чему поддерживается постоянный зазор между тормозным барабаном и тормозными колодками.

Для снижения тормозного усилия в автомобиле ваз 2107 на задней оси в гидропривод тормозных механизмов задних колес включен регулятор давления тормозов. Регулятор давления тормозов предотвращает занос автомобиля ваз 2107 при торможении, ограничивая давление в тормозных рабочих цилиндрах, в зависимости от положения задней части кузова автомобиля ваз 2107 относительно балки заднего моста.

Привод стояночной тормозной системы автомобиля ваз 2107 — механический, тросовый, на тормозные механизмы задних колес. Ручной тормоз на автомобиле ваз 2107 состоит из рычага ручного тормоза, переднего троса, направляющей, заднего троса и распорного рычага ручного тормоза. При перемещении рычага ручного тормоза в верхнее положение, распорные рычаги, установленные на колодках поворачиваются и воздействуют на распорные планки. Колодки тормозных механизмов задних колес раздвигаются и фиксируют от вращения тормозные барабаны.

В процессе эксплуатации стояночная тормозная система требует периодической регулировки. Это связано с износом накладок колодок и вытягиванием тросов привода.

 

Тормозной механизм переднего колеса автомобиля ваз 2107:

1 — направляющий палец колодок 2 — тормозная колодка); 3 — рабочий  цилиндр внутренний 4 — прижимная  пружина колодок 5 — шланг тормозного механизма переднего колеса; 6 —; 7 — штуцер прокачки тормозного механизма переднего колеса; 8 — соединительная трубка рабочих цилиндров; 9 — рабочий цилиндр наружный; 10 - тормозной диск 11- защитный кожух

 

 

Тормозной механизм заднего колеса:

1 — задний трос привода стояночного  тормоза; 2 — распорный рычаг стояночного тормоза; 3 — чашка наружная опорной стойки; 4 — тормозная колодка; 5 - рабочий цилиндр; 6 - верхняя стяжная пружина; 7 — распорная планка; 8 — нижняя стяжная пружина

 

 

1. Данные для расчета

 

Таблица данных для расчета

	передние	задние
Марка автомобиля	ВАЗ-2107
Тип тормозного механизма	дисковый	барабанный
Диаметр диска, мм	250
Ср. радиус поверхности тр., мм	104
Площадь накладки, см2	34,68	120
Диаметр барабана, мм		250
Ширина накладок, мм	48	50
Угол охвата, град		110
Плечо действия силы Pn a, мм		89
Плечо действия силы P h, мм		178

 

Расчетные схемы тормозных механизмов

Передний дисковый механизм

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис.1 Расчетная схема переднего тормозного механизма

 

 

Задний барабанный тормозной механизм

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис.2 Расчетная схема задних тормозных механизмов

 

2. Оценка тормозных механизмов передних и задних колес

 

Оценка передних тормозных механизмов. Дисковый тормозной механизм.

Тормозной механизм неуравновешен, в нем присутствуют большие удельные давления на тормозные накладки, из-за чего они достаточно быстро изнашиваются.

Тормозной момент

 

,

 

где P - приводная сила;

rтр- средний радиус трения.

Коэффициент тормозной эффективности оценивается по формуле:

 

 

 

Рис. 3 Статическая характеристика дискового механизма

 

Дисковый тормозной механизм обладает малой эффективностью, т.к. тормозной момент в 3 раза меньше приводного момента. Основное достоинство дисковой тормозной системы – стабильность, поскольку статическая характеристика имеет линейный характер. Стабильности отдается предпочтение, поскольку необходимый тормозной момент можно получить за счёт увеличения диаметров рабочих тормозных цилиндров и применения усилителей в приводе.

Преимущества:

1. Меньшая чувствительность к  попавшей воде.

2. Возможность увеличения передаточного  числа привода благодаря малому  ходу поршня.

3. Хорошее охлаждение тормозного  диска.

4. Меньшая масса.

Недостатки:

1. Дисковый тормозной механизм неуравновешен.

2. Быстрый износ накладок.

Оценка задних тормозных механизмов. Барабанный тормозной механизм с равными приводными силами и односторонним расположением опор.

Определим сумму моментов сил относительно точки опоры для активной колодки (передней)

 

 

 

Определим тормозной момент для пассивной колодки

 

 

Величина общего тормозного момента создаваемого тормозным механизмом:

 

 

Оценка механизма: Неуравновешен, т.к.

 

 

 

По отношению моментов на активной и пассивной колодках оценивают удельное давление и износ накладок на колодках:

 

 

Эффективность тормозной системы оценивается коэффициентом тормозной эффективности:

 

 

Рис. 4 Статическая характеристика барабанного тормозного механизма

 

По эффективности барабанный тормоз лучше дискового, но статическая характеристика тормозного механизма не линейна, что свидетельствует о его недостаточной стабильности.

 

3. Расчет параметров рабочей тормозной системы

 

Удельная нагрузка на тормозные накладки.

 

,

 

Где Pнак – удельная нагрузка на торм. барабаны, Н/см2;

Ga – вес автомобиля, Н;

 

УFнакл= Fнакл передней*n+ Fнакл задней

 

n – суммарная площадь тормозных накладок рабочей системы, см2;

n - количество накладок;

Fнакл передней=8,3*4,8-5,16=34,68 - площадь одной передней накладки, см2

Fнакл задней=24*5=120 - площадь одной задней накладки, см2

Среднее значение удельной нагрузки по статистическим данным для легкового автомобиля составляет 10…20 Н/см2. Однако это относится только к автомобилям с барабанными тормозными механизмами. Учитывая, что удельное давление на накладки дисковых тормозов значительно выше имеем суммарное давление, удовлетворяющее статистическим данным.

Удельная работа трения.

 

 

Где q – удельная работа трения, Дж/см2;

A – кинетическая энергия затормаживаемого автомобиля, Дж;

УFнакл – суммарная площадь тормозных накладок рабочей системы, см2

 

 

Где V – скорость автомобиля, м/с;

ma – масса автомобиля, кг.

 

 

Нагрев тормозного диска (передние колеса) за одно торможение.

 

 

Где m’a – масса автомобиля, приходящаяся на одно колесо, кг;

V – скорость автомобиля, м/с;

mд – масса диска, кг; Для ВАЗ 2107 -1.88 кг

 

 

Объем диска (посчитан по рабочему чертежу диска), который подвержен нагреву, см3;

 

 

Где m1 – полная масса автомобиля, приходящаяся на переднюю ось, кг;

K1 – коэффициент перераспределения веса при торможении

Нагрев тормозного диска определяется при торможении со скорости 30 км/ч, 60 км/ч, 90 км/ч, 120 км/ч

 

 

Рис. 5. График зависимости температуры нагрева дисков передних колес от начальной скорости торможения.

 

Нагрев тормозного барабана (задние колеса) за одно торможение.

 

 

Где m’a – масса автомобиля, приходящаяся на одно колесо, кг;

V – скорость автомобиля, м/с;

mб – масса барабана, кг; Для ВАЗ 2107 – 3,29 кг

 

 

где - объем алюминиевой части диска, см3;

ч - объем чугунной вставки, см3;

- плотность металла, г/см3

С – удельная теплоемкость чугуна или стали, Дж/кг*град

 

 

Где m1 – полная масса автомобиля, приходящаяся на переднюю ось, кг;

K1 – коэффициент перераспределения веса при торможении

Нагрев тормозного барабана определяется при торможении со скорости 30 км/ч, 60 км/ч, 90 км/ч, 120 км/ч

 

Рис. 6. График зависимости температуры нагрева барабанов задних колес от начальной скорости торможения.

 

4. Расчет тормозного гидропривода (без усилителя)

 

Определение хода педали.

 

 

Где Sпед – ход педали, мм;

dп – диаметры рабочих цилиндров тормозов передних колес, мм;