Техническое обслуживание. 1. Исследование и анализ проектирование тормозного диска автомобиля и всей тормозной системы
 Скачать 0.74 Mb.
|
|
ТИТУЛЬНЫЙ ЛИСТ СОДЕРЖАНИЕ ВВЕДЕНИЕ……………………………………………………………….3 1. НАЗНАЧЕНИЕ, УСЛОВИЯ И РЕЖИМЫ РАБОТЫ АВТОМОБИЛЯ………………………………………………………………4 1.1 Основные технические параметры…………………………………4 2. МОДЕЛИРОВАНИЕ ТЕРМОМЕХАНИЧЕСКОЙ КОНТАКТНОЙ ЗАДАЧИ ТОРМОЗНОГО ДИСКА АВТОМОБИЛЯ………………………6 2.1 Тяговой расчет автомобиля…………………………………………6 2.2 Обзор и анализ конструкций тормозной системы автомобиля…10 ЗАКЛЮЧЕНИЕ…………………………………………………………18 СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ………………………………………………19 ВВЕДЕНИЕ Цель: Моделирование контактной задачи тормозного диска автомобиля Задачи исследования: 1. Исследование и анализ проектирование тормозного диска автомобиля и всей тормозной системы 2. Расчет и проектирование на примере автомобиля Предмет: Машиностроение Объект: Тормозной диск автомобиля и вся тормозная система Проблема: Проектирование качественной конструкции тормозного диска автомобиля и тормозной системы, во избежание, аварий на дорогах Недостатки и противоречия: 1. Расчет конструкции 2. Дороговизна Актуальность: Тормозная система предназначена для изменения скорости движения автомобиля, по команде водителя, или электронной системы управления. Второе назначение тормозной системы - удержание автомобиля в неподвижном состоянии относительно дорожного покрытия, на время стоянки. Различают три вида тормозных систем: рабочая стояночная, в народе именуемая ручник. 3. запасная, или система экстренного торможения. 1. НАЗНАЧЕНИЕ, УСЛОВИЯ И РЕЖИМЫ РАБОТЫ АВТОМОБИЛЯ 1.1 Основные технические параметры Теория исследуемой проблемы и критический анализ Тормозная система автомобиля относится к системам активной безопасности и предназначена для изменения скорости движения автомобиля вплоть до его полной остановки, в том числе экстренной, а также удержания машины на месте в течение длительного периода времени. Для реализации перечисленных функций применяются следующие виды тормозных систем: рабочая (или основная), запасная, стояночная, вспомогательная и антиблокировочная (система курсовой устойчивости). Практика и имеющийся опыт Основная тормозная система состоит из тормозного привода и тормозных механизмов. На легковых автомобилях применяется преимущественно гидравлический привод [5] Изменение внешних механических воздействий и факторов, определяющих режим работы механизмов (например, удельного давления, относительной скорости перемещения деталей, условий смазки, теплонапряженности детали и т. д.), может вызвать изменение вида и скорости изнашивания. Правильно подбирая условия работы детали или режим работы механизма, можно добиться наименьшей скорости изнашивания и этим повысить долговечность автомобиля. Условия эксплуатации оказывают значительное влияние на скорость нарастания неисправностей и, в частности,- на скорость изнашивания деталей. Увеличение нагрузки влечет за собой повышение действующих на детали усилий; происходит больший нагрев деталей, смазка разжижается, и износ увеличивается. При изменении режима движения, скорости, торможений, разгонов и т.п. — изменяется также технический режим работы агрегатов автомобиля: их тепловое состояние, условия смазки, усилия, действующие на деталь. При таких переменных, неустановившихся режимах скорость изнашивания возрастает, и износы будут большими, нежели тогда, когда автомобиль длительное время работает с одинаковым режимом движения. Позиция автора Плохие дорожные условия вызывают добавочные нагрузки на детали, ослабление креплений и т. п., в результате износ деталей и возможность их поломок возрастают. Большое значение имеет род перевозимого груза; например, пылящие грузы (цемент и др.) могут значительно ускорить изнашивание деталей двигателя. К этому же приводит работа на пыльных дорогах. При использовании несоответствующих сортов топлива и смазочных материалов износ резко возрастает [7] Применение бензина с повышенной против норм температурой конца кипения вызывает разжижение и смывание смазки; бензин с низкими октановыми числами увеличивает детонацию, разрушительно действующую на детали. Важнейшее значение, поэтому имеют соблюдение установленных для каждой модели автомобиля технических правил ее использования, своевременность и качество выполнения работ по техническому обслуживанию и ремонту. Долговечность автомобилей можно увеличить путем улучшения их конструкции, совершенствования технологии изготовления и ремонта, эксплуатационными мероприятиями. 2. МОДЕЛИРОВАНИЕ ТЕРМОМЕХАНИЧЕСКОЙ КОНТАКТНОЙ ЗАДАЧИ ТОРМОЗНОГО ДИСКА АВТОМОБИЛЯ 2.1 Тяговой расчет автомобиля Исходные данные: а) максимальная скорость движения 110 км/ч; б) класс автомобиля 5 в) вид автомобиля 2 г) тип двигателя дизельный д) Минимальный удельный расход топлива 217 г/кВтч Опыт работы По заданному классу и виду автомобиля, заданной максимальной скорости движения автомобиля, а также по типу двигателя был выбран автомобиль «ЛИАЗ 5291», техническая характеристика которого приведена в таблице 2.1. Таблица – 2.1 Техническая характеристика аналогов
Эффективная мощность двигателя при максимальной скорости определяется выражением   , (2.1)где  - коэффициент полезного действия трансмиссии. Для автомобилей с колесной формулой 4x2 =0,85-0,92. Принимаем =0,9; - полная масса автомобиля, кг; - коэффициент дорожного сопротивления, лежащий в пределах   . Принимаем  ; - коэффициент сопротивления воздуха,  . Принимаем =0,25 ; - площадь лобового сопротивления, м2 , (2.2)где  - колея передних колес автомобиля, м; - высота автомобиля, м. ; - максимальная скорость движения, м/с.Следовательно, эффективная мощность двигателя при максимальной скорости движения автомобиля равна  .Для дизельного двигателя максимальная мощность двигателя равна эффективной мощности двигателя при максимальной скорости движения автомобиля  Зависимость текущих значений эффективности мощности двигателя  от угловой скорости вращения коленчатого вала  устанавливается формулой , , (2.3)где  – коэффициенты, зависящие от типа и конструкции двигателя. Для дизельного двигателя    .Для угловой скорости вращения коленчатого вала двигателя  получаем .Для остальных значений угловой скорости вращения коленчатого вала двигателя значения эффективной мощности рассчитываем аналогично, и результаты сводим в таблицу 2.2. Текущее значение крутящего момента определяется выражением  , . (2.4)Для угловой скорости вращения коленчатого вала двигателя получаем .Для остальных значений угловой скорости вращения коленчатого вала двигателя значения крутящего момента рассчитываем аналогично, и результаты сводим в таблицу 2.2 [7] Таблица 2.2 – Результаты расчета внешней скоростной характеристики двигателя.
По полученным значениям эффективной мощности и крутящего момента строим внешнюю скоростную характеристику двигателя. Передаточное число главной передачи определяется выражением  , (2.5)где  - угловая скорость вращения коленчатого вала двигателя при максимальной скорости, с-1. Принимаем  ; - передаточное число высшей ступени. Принимаем  ; - радиус качения колеса ,  (2.6)где  - коэффициент деформации шины. Для шин низкого давлении =(0,945...0,950). Принимаем  ; - номинальный радиус колеса, , следовательно, радиус качения колеса равен .Следовательно, передаточное число главной передачи равно  .Передаточное число первой передачи, необходимое по условию преодоления максимального дорожного сопротивления определяется выражением  , (2.7)где  - максимальный крутящий момент, развиваемый двигателем, ; - максимальный коэффициент дорожного сопротивления, лежащий в пределах  . Принимаем  ;Следовательно, передаточное число первой передачи из условия преодоления максимального дорожного сопротивления равно  .Передаточное число первой передачи, определяемое из условия отсутствия буксования ведущих колес, определяется выражением  , (2.8)где  - сцепной вес автомобиля, Н. Для заднеприводных автомобилей , (2.9)где  - масса, приходящаяся на заднюю ось автомобиля,  . Тогда сцепной вес равен  Условия выполняются со всеми параметрами 2.2 Обзор и анализ конструкций тормозной системы автомобиля Различные способы решения проблемы Большинство современных автомобилей, автобусов и тяжелых автомобилей имеют тормоза на всех четырех осей, приводимые в действие гидравлической системой. Тормоза могут быть дискового или барабанного типа. Передние тормоза играют большую роль в остановке автомобиля, чем настоящие, потому что торможение переносит вес автомобиля вперед на передние колеса [22] Поэтому многие автомобили имеют дисковые тормоза, которые, как правило, более эффективны, спереди и барабанные тормоза сзади. Цельнодисковые тормозные системы используются на некоторых дорогих или высокопроизводительных автомобилях, а цельнобарабанные - на некоторых старых или небольших автомобилях. Гидравлический тормозной контур содержит главный и ведомый цилиндры, заполненные жидкостью, соединенные трубами. Когда нажимают на педаль тормоза, она отталкивает поршень в главном цилиндре, выталкивая жидкость по трубе. Жидкость поступает в основные цилиндры на каждом колесе и заполняет их, выталкивая поршни наружу для приведения в действие тормозов. Давление жидкости равномерно распределяется по всей системе. Общая площадь "толкающей" поверхности всех ведомых поршней намного больше, чем у поршня в главном цилиндре. Следовательно, главный поршень должен перемещаться на несколько сантиметров, чтобы переместить ведомые поршни на 0,5 см, необходимую для приведения в действие тормозов. Такое расположение позволяет тормозам прилагать большое усилие, точно так же, как рычаг с длинной ручкой может легко поднять тяжелый предмет на короткое расстояние. Авторский путь Большинство современных автомобилей оснащены сдвоенными гидравлическими контурами, с двумя главными цилиндрами в тандеме, на случай, если один из них выйдет из строя. Иногда один контур задействует передние тормоза, а другой - задние; или каждый контур задействует оба передних тормоза и один из задних тормозов; или один контур задействует все четыре тормоза, а другой - только передние. При резком торможении на задние колеса может обрушиться такой большой вес, что они заблокируются, что может привести к опасному заносу [5] По этой причине задние тормоза намеренно сделаны менее мощными, чем передние. Большинство автомобилей теперь также имеют чувствительный к нагрузке клапан ограничения давления. Он закрывается, когда при резком торможении гидравлическое давление повышается до уровня, который может привести к блокировке задних тормозов, и предотвращает дальнейшее поступление жидкости к ним. Современные авто могут даже иметь сложные антиблокировочные системы, которые различными способами определяют, как автомобиль замедляется и блокируются ли какие-либо колеса. Такие системы включают и отпускают тормоза в быстрой последовательности, чтобы остановить их блокировку. Многие автомобили также оснащены усилителем, чтобы уменьшить усилие, необходимое для нажатия на тормоза. Обычно источником питания является разность давлений между частичным вакуумом во впускном коллекторе и наружным воздухом. Сервоблок, обеспечивающий помощь, имеет трубное соединение с впускным коллектором. Модель Сервопривод прямого действия установлен между педалью тормоза и главным цилиндром. Педаль тормоза толкает шток, который, в свою очередь, толкает поршень главного цилиндра. Но педаль тормоза также работает на наборе воздушных клапанов, и есть большая резиновая диафрагма, соединенная с поршнем главного цилиндра. Когда тормоза стоят, обе стороны диафрагмы подвергаются воздействию вакуума из коллектора. Нажатие на педаль тормоза закрывает клапан, соединяющий заднюю сторону диафрагмы с коллектором, и открывает клапан, который впускает воздух снаружи [13] Более высокое давление наружного воздуха толкает диафрагму вперед, чтобы надавить на поршень главного цилиндра, и тем самым усиливает тормозное усилие. Если затем педаль удерживать и больше не нажимать, воздушный клапан больше не пропускает воздух извне, поэтому давление на тормоза остается прежним. Когда педаль отпускается, пространство за диафрагмой снова открывается для коллектора, поэтому давление падает, и диафрагма опускается обратно. Если вакуум не работает из-за остановки двигателя, например, тормоза все еще работают, потому что существует нормальная механическая связь между педалью и главным цилиндром. Но для их применения необходимо приложить гораздо большее усилие к педали тормоза. Критерии и показатели В некоторых автомобилях сервопривод непрямого действия установлен в гидравлических трубопроводах между главным цилиндром и тормозами. Такое устройство может быть установлено в любом месте моторного отсека вместо того, чтобы находиться непосредственно перед педалью. Он также полагается на разрежение в коллекторе для обеспечения наддува. Нажатие на педаль тормоза вызывает повышение гидравлического давления в главном цилиндре, открывается клапан, который запускает вакуумный сервопривод. Дисковый тормоз имеет диск, который вращается вместе с колесом. Диск сделан с суппортом, в котором находятся небольшие гидравлические поршни, приводимые в действие давлением главного цилиндра. Поршни нажимают на фрикционные накладки, которые прижимаются к диску с каждой стороны, чтобы замедлить или остановить его. Подушки имеют такую форму, чтобы закрывать широкий сектор диска. Также, может быть больше одной пары поршней, особенно в двухконтурных тормозах. Поршни перемещаются лишь на небольшое расстояние, чтобы нажать на тормоза, и колодки едва отпускают диск при отпускании тормозов. У них нет возвратных пружин. Резиновые уплотнительные кольца вокруг поршней предназначены для постепенного скольжения поршней вперед по мере износа колодок, так что крошечный зазор остается постоянным и тормоза не нуждаются в регулировке [18] Многие более поздние автомобили имеют провода датчиков износа, встроенные в колодки. Когда колодки почти изношены, провода обнажаются и замыкаются металлическим диском, зажигая сигнальную лампочку на приборной панели. Барабанный тормоз имеет полый барабан, который вращается вместе с колесом. Его открытая задняя часть закрыта неподвижной задней панелью, на которой расположены два изогнутых башмака с фрикционными накладками. Колодки выталкиваются наружу под действием гидравлического давления, перемещающего поршни в колесных цилиндрах тормоза, поэтому прижимание накладок к внутренней части барабана замедляет или останавливает его. Каждая тормозная колодка имеет ось на одном конце и поршень на другом. Ведущий башмак имеет поршень на передней кромке относительно направления, в котором вращается барабан. Вращение барабана приводит к тому, что ведущий башмак плотно прижимается к нему при соприкосновении, улучшая тормозной эффект. Некоторые барабаны имеют два ведущих башмака, каждый со своим собственным гидроцилиндром; другие имеют один ведущий и один задний башмак - с шарниром спереди. Такая конструкция позволяет расположить два башмака друг от друга с помощью одного цилиндра с поршнем на каждом конце. Это проще, но менее мощно, чем система с двумя ведущими колодками, и обычно ограничивается задними тормозами. В любом типе возвратные пружины оттягивают колодки назад на короткое расстояние при отпускании тормозов. Ход башмака регулируется как можно короче с помощью регулятора. Старые системы имеют ручные регуляторы, которые необходимо время от времени поворачивать по мере износа фрикционных накладок. Более поздние тормоза имеют автоматическую регулировку с помощью храповика. Барабанные тормоза ухудшаются, если их применять повторно в течение короткого времени - они нагреваются и теряют свою эффективность до тех пор, пока снова не остынут. Диски с их более открытой конструкцией гораздо менее подвержены коррозии. Полученные результаты Помимо гидравлической тормозной системы, все автомобили имеют механический ручной тормоз, действующий на два колеса - обычно на задние. Ручной тормоз обеспечивает ограниченное торможение, если гидравлическая система полностью выходит из строя, но его основное назначение - стояночный тормоз. Рычаг ручного тормоза тянет трос или пару тросов, соединенных с тормозами набором меньших рычагов, шкивов и направляющих, детали которых сильно различаются от автомобиля к автомобилю. Храповик на рычаге ручного тормоза удерживает тормоз включенным после его нажатия. Кнопка отсоединяет храповик и освобождает рычаг. На барабанных тормозах система ручного тормоза прижимает тормозные накладки к барабанам.  Рисунок 1. Сервоблок тормозной системы На рисунке 1 показано сервоблок тормозной системы для автомобилей. Сервоблок тормозной системы необходим для качественной работы и надежности системы торомозов.  Рисунок 2. Тормозной диск  Рисунок 3. Тормозные колодки На рисунках 1,2,3 показаны необходимые части тормозной системы. ЗАКЛЮЧЕНИЕ Теоретическая разработка темы Тормозная система достаточно сложная система. При проектировании необходимо соблюдать правила и расчеты для качественной сборки конструкции. Практическая разработка темы В данной аттестационной работе мы рассмотрели тормозную конструкцию на ЛИАЗ 5291. Данная система выполнена в соответствии с техническими регламентами в соответствии с ГОСТ Р 52847-2007. Практическая значимость результатов В соответствии с расчетами по конструкции тормозного диска и тормозной системы мы увидели, что данная разработка выполняет все свои необходимые задачи Обобщения и выводы по исследуемой проблеме При проектировании и расчете тормозного диска и тормозной системы на данный тип, необходимо руководствоваться техническими регламентами для качественной сборки и надежности данного транспортного средства Предложения и рекомендации 1. При расчете и проектировании тормозного диска и тормозной системы необходимо соблюдать все технические параметры для качественной сборки 2. Вовремя обслуживать и проходить техническое обслуживание, во избежание технических неполадок 3. Соблюдать правила дорожного движения и избегать экстренных торможений СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 1. Грибков В.М., Карпекин П.А. Справочник по оборудованию для технического обслуживания и текущего ремонта автомобилей. - М.: Россельхозиздат, 2019. - 233 с., ил. 2. Краткий автомобильный справочник. - 10-е изд., перераб. и доп. - М.: Транспорт, 2018. - 220 с., ил., табл. 3. Мазур И.И., Молдаванов О.И., Шишов В.Н. Инженерная экология. Общий курс.: В 2 т. Т 1. Теоретические основы инженерной экологии: учеб. пособие для вузов / Под ред. И.И. Мазура. - М.: Высш. шк., 2018. - 637.: ил. 4. Руководство по ремонту, техническому обслуживанию и эксплуатации автомобилей. - М.: Издательский дом Третий Рим, 2018. - 176 с., ил. 5. Сквозная программа практик по направлению 55.21.00 - эксплуатация транспортных средств, специализация «Автомобили и автомобильное хозяйство» - Вологда, 2019 - 17 с. 6. Техническая эксплуатация автомобилей: Учебник для вузов/Е.С. Кузнецов, В.П. Воронов, А.П. Болдин и др.; Под ред. Е.С. Кузнецова. - 3-е изд., перераб. и доп. - М.: Транспорт, 2018. - 413 с. 7. Фастовцев Г.Ф. Автотехобслуживание. - М.: Машиностроение, 2019. - 256 с., ил. 8. Якубовский Ю. Автомобильный транспорт и защита окружающей среды: Пер. с пол. - М.: Транспорт, 2018. -198 с., ил., табл. П.В. 9. Гуревич П.В., Меламуд Р.А. «Тормозное управление автомобилем», Москва, «Транспорт», 2018 г. 10.Н.Н. Вишняков, В.К. Вахламов, А.Н. Нарбут «Автомобиль. Основы конструкции» Москва, «Машиностроение», 2019 г 11. Виноградов, В.М. Техническое обслуживание и ремонт шасси автомобилей: Учебник / В.М. Виноградов. - М.: Academia, 2018. - 719 c. 12. Виноградов, В.М. Техническое обслуживание и ремонт шасси автомобилей: Учебник / В.М. Виноградов. - М.: Академия, 2018. - 544 c. 13. Виноградов, В.М. Техническое обслуживание и ремонт автомобилей: Основные и вспомогательные технологические процессы: Лабораторный практикум: Учебник / В.М. Виноградов. - М.: Academia, 2018. - 192 c. 14. Виноградов, В.М. Устройство, техническое обслуживание и ремонт автомобилей: Учебное пособие / В.М. Виноградов. - М.: Инфра-М, 2018. - 352 c. 15. Виноградов, В.М. Техническое обслуживание и ремонт автомобилей: Основные и вспомогательные технические процессы: Лабораторный практикум: Учебное пособие / В.М. Виноградов. - М.: Academia, 2018. - 304 c. 16. Виноградов, В.М. Особенности конструкции и восстановительный ремонт раритетных автомобилей / В.М. Виноградов. - М.: Русайнс, 2019. - 512 c. 17. Виноградов, В.М. Организация производства технического обслуживания и текущего ремонта автомобилей: Учебное пособие / В.М. Виноградов. - М.: Academia, 2019. - 304 c. 18. Виноградов, В.М. Организация производства технического обслуживания и текущего ремонта автомобилей: Учебное пособие / В.М. Виноградов. - М.: Academia, 2019. - 463 c. 19. Виноградов, В.М. Организация производства технического обслуживания и текущего ремонта автомобилей: Учебное пособие / В.М. Виноградов. - М.: Academia, 2018. - 313 c. 20. Виноградов, В.М. Организация производства технического обслуживания и текушего ремонта автомобилей: учебное пособие / В.М. Виноградов. - М.: Academia, 2018. - 463 c. 21. Виноградов, В.М. Технология ремонта автомобилей / В.М. Виноградов. - М.: МГИУ, 2019. - 190 c. 22. Виноградов, В.М. Организация производства технического обслуживания и текущего ремонта автомобилей: Учебное пособие для сред. проф. образования / В.М. Виноградов, И.В. Бухтеева, В.Н. Редин. - М.: ИЦ Академия, 2019. - 272 c. 23. Виноградов, В.М. Техническое обслуживание и текущий ремонт автомобилей. Механизмы и приспособления: Учебное пособие / В.М. Виноградов, И.В. Бухтеева, А.А. Черепахин. - М.: Форум, 2019. - 272 c. 24. Виноградов, В.М. Техническое обслуживание и ремонт автомобилей. Основные и вспомогательные технологические процессы: Лабораторный практикум: Учебное пособие для студ. учреждений сред. проф. образования / В.М. Виноградов, О.В. Храмцова. - М.: ИЦ Академия, 2019. - 176 c. 25. Виноградов, В.М. Техническое обслуживание и ремонт автомобилей: Основные и вспомогательные технологические процессы: Лабораторный практикум: Учебное пособие / В.М. Виноградов. - М.: Academia, 2018. - 463 c. 26. Власов, В.М. Техническое обслуживание и ремонт автомобилей: Учебник / В.М. Власов. - М.: Academia, 2019. - 319 c. 27. Власов, В.М. Техническое обслуживание и ремонт автомобилей: Учебник / В.М. Власов. - М.: Academia, 2019. - 275 c. 28. Власов, В.М. Техническое обслуживание и ремонт автомобилей: Учебник / В.М. Власов. - М.: Academia, 2019. - 271 c. 29. Власов, В.М. Техническое обслуживание и ремонт автомобилей: Учебник / В.М. Власов. - М.: Академия, 2018. - 352 c. 30. Власов, В.М. Техническое обслуживание и ремонт автомобилей: Учебник / В.М. Власов. - М.: Academia, 2019. - 672 c. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||