Тормозная система автомобиля

пределах.

ко= 0,07…0,08

принимаем 0,07

hk – полный ход колеса

принимаем hk=0,35

(нэ= 0,014…0,02

Принимаем : 0,015

(рег – относительная масса системы регулирования и стабилизации корпуса,

выбирается = 0,01

Получаем (о= 0,0485.

4. Определение относительной массы системы управления.

Где - масса машины, приходящаяся на управляемые колеса

- полная масса машины

- относительная масса элементов тормозной системы с колесными

тормозами.

(торм = 0.015….0,023

Принимаем : 0,02

Получаем (упр= 0,029

5. Определение относительной массы топлива.

Где

- коэффициент, учитывающий массу баков = 1,1…1,2

принимаем :

- удельный расход топлива = 0,224…0,244

принимаем :

- минимальный динамический фактор = 0,03…0,045

принимаем :

- запас хода по топливу (800км

- коэффициент, учитывающий отбор мощности на нужды двигателя

и систему управления = 0,85

- КПД трансмиссии = 0,8

Получаем ((т= 0,0433

6. Определение относительной массы дополнительного оборудования.

Из статистических данных

(доп – отностиельная масса дополнительного оборудования, выбирается в

пределах

(доп= 0,01….0,015,

Принимаем : = 0,0125.

7. Определение относительной массы силовой установки.

(су=mусу Nvэ

где : - относительная масса силовой установки

mусу – удельная приведенная масса силовой установки.

Где :

- удельная масса двигателя по паспортным данным

- удельная масса систем двигателя

Принимаем :

- коэффициент, учитывающий массу узлов крепления двигателя

на раме

принимаем:

где g=9,81- ускорение свободного падения.

Dmin – минимальный динамический фактор .

Vmax- максимальная скорость .

Получаем (су= 0,0554

8. Определение относительной массы трансмиссии.

(тр=mутр Nvэ

где : - относительная масса трансмиссии

mутр- удельная приведенная масса трансмиссии

mутр= 6…8 кг/кВт

Принимаем : 7

Nэ= 5,88 10-3 кВт/Кт

Получаем (тр= 0,041.

9. Определение относительной массы полезной нагрузки.

(п=1 - ((ki – (mv сч+mутр)Nvэ

Масса элементов автомобиля определяется по формуле

mj=mo (i ,кг

где : - полная масса автомобиля

- относительные массы элементов автомобиля

mо=mп / ( п

Получаем ( п=0,662

mp =( p mo=0,0319 11700=2000 кг.

= 0,0637 11700=1000

= 0,0485 11700=503

= 0,0898 11700=1080

= 0,0377 11700=500

= 0,01 11700=142

= 0,0125 11700=146.5

= 0,041 11700=781,5

= 0,662 11700=7600

Принимаем, что(

= 300 кг.

= 1500 кг.

= 900 кг.

4.2.2. Определение центра масс автомобиля.

После определения полной массы агрегата и его составляющих,

определим положение центра масс агрегата в целом. Положение общего

центра масс необходимо для расчетов нагрузок на колеса, расчета

параметров устойчивости движения и плавности хода, расчетов параметров

регулятора тормозных сил.

Для расчета положения центра масс необходимо иметь конструктивно-

компоновочную схему агрегата, которая выполняется на миллиметровом

листе бумаги с нанесением положений центров масс всех его агрегатов.

Выбираем систему координат X, Y. Общий центр масс автомобиля необходим

как центр положения равнодействующей всех сил элементарных масс. Для

этого составляем уравнение моментов относительно каждой из координатных

осей:

Где: - координаты элементарных масс элементов

автомобиля по компоновочному чертежу.

-

элементарные массы элементов автомобиля.

4.3. Расчет регулятора тормозных сил и АБС.

Расчет регулятора тормозных сил будем производить по методике

указанной в [10]. При расчете регулятора тормозных сил, сначала

определяют недоиспользование тормозной силы колес:

Тормозная сила колес 2-х осного автомобиля по сцеплению:

- для передних колес:

- для задних колес:

где: - вес автомобиля

- база автомобиля

- координаты центра тяжести автомобиля

Тормозная сила колес автомобиля:

- для передних колес:

- для задних колес:

где: - замедление автомобиля.

- оптимальное значение коэффициента сцепления.

Отношение тормозных сил передних и задних колес автомобиля:

Найдем недоиспользование тормозной силы задних колес автомобиля

в условиях блокировки передних колес при

Откуда:

Недоиспользование тормозной силы колес автомобиля:

Наибольший эффект регулирования тормозных сил автомобиля

обеспечивает регулятор тормозных сил в пневмоприводе тормозов, имеющих

упругую связь с задним мостом, который учитывает статическое и

динамическое перераспределение веса автомобиля. Принимаем, что тормозные

силы задних колес с регулятором давления:

Включение регулятора происходит при ,

откуда

Одновременная блокировка передних и задних колес автомобиля с

регулятором происходит при , поэтому:

Недоиспользование тормозной силы колес автомобиля с регулятором

найдем исходя из условий блокировки передних колес автомобиля:

При

4.3.1. Расчет коэффициента динамического регулирования.

Принимаем что:

Где: Р – давление в пневмоприводе тормозов.

К и К - статический коэффициент тормозной силы

передних и задних тормозов.

Давление в пневмоприводе задних тормозов с регулятором в процессе

торможения автомобиля (динамическая характеристика регулятора( принимаем

равным:

Где: К - коэффициент динамического регулирования.

Давление включения регулятора:

Давление в приводе тормозов автомобиля с регулятором в момент

одновременной блокировки передних и задних колес:

Откуда:

4.3.2. Расчет жесткости упругого элемента.

Жесткость упругого элемента регулятора должна быть выбрана таким

образом, чтобы обеспечить включение регулятора для автомобиля с любой

нагрузкой при :

Где:

-

максимальное перемещение кузова относительно моста в статическом

положении автомобиля.

-

динамическое перемещение кузова относительно заднего моста при

-

динамическое перемещение кузова относительно заднего моста при

С - жесткость задней подвески

Получаем:

Расчет параметров регулятора тормозных сил.

Вес автомобиля в снаряженном состоянии и в груженом, координаты

центра масс сведены в таблицу№ 3:

Таблица № 3

|Параметры |Автомобиль |

| |Снаряжённый |гружёный |

| | | |

| | | | |

| | | | |

Техническая характеристика автомобиля:

База автомобиля –

Жесткость задней подвески – 515 кгс/см

Статический коэффициент тормозной силы :

- передних тормозов К - 25

- задних тормозов К - 20

Находим по формуле значение оптимального коэффициента сцепления

автомобиля в снаряженном и груженом состоянии.

Принимая, что одновременная блокировка передних и задних колес

автомобиля в снаряженном состоянии с регулятором происходит при

,

Найдем по формуле коэффициент динамического регулирования:

Подставив в формулу значение параметров груженого автомобиля и

коэффициента динамического регулирования, найдем значение

коэффициента сцепления, при котором будет происходить одновременная

блокировка колес груженого автомобиля .

Результаты вычисленной недоиспользованной силы многоцелевого

армейского автомобиля приведены на рисунке № 4.

Рис. № 4. Недоиспользование тормозной силы

колес многоцелевого армейского автомобиля в зависимости от коэффициента

сцепления.

- без регулятора

- с регулятором

- в снаряженном состоянии

- груженый автомобиль.

4.3.3. Расчет АБС.

Разработано большое число принципов, по которым работают АБС

(алгоритмов функционирования(. Они различаются по сложности,

стоимости реализации и по степени удовлетворения поставленным

требованиям. Среди них наиболее широкое распространение получил

алгоритм функционирования по замедлению тормозящего колеса.

Рассмотрим процесс работы АБС по этому алгоритму.

Уравнение движения тормозящего колеса имеет вид:

Где: - момент инерции колеса

- угловое замедление колеса

- момент, создаваемый тормозным

механизмом

- момент, возможный по сцеплению колеса

с опорной поверхностью

Используя это уравнение, можно построить график процесса работы

АБС по замедлению (данный график представлен на рисунке №5(. На рисунке

нанесены следующие зависимости:

- зависимость момента на тормозящем колесе, реализуемого по сцеплению,

от относительного скольжения .

- зависимость момента, создаваемого тормозным механизмом на тормозящем

колесе, от относительного скольжения в процессе автоматического

регулирования .

Нажатие на тормозную педаль вызывает рост тормозного момента

(участок 0-1-2(. На всем этом участке М >M , что вызывает

замедление колеса, сопровождающееся увеличением относительного

скольжения. Особенно быстро замедление нарастает на отрезке 1-2, где

разность М - М резко увеличивается в результате снижения М ,

а замедление прямо пропорционально этой разнице:

Резкий рост замедления свидетельствует о том, что относительное

скольжение стало несколько больше S . Это служит основанием для подачи

блоком в точке 2 команды модулятору на снижение давления в тормозном

приводе. Точка 2 соответствует первой команде «установке». По поданной

команде тормозной момент снижается и в точке 3 становится равным моменту

по сцеплению М = М , а замедление 0. Нулевое значение

замедления служит второй «установкой» , по которой блок управления дает

команду модулятору на поддержание в тормозном приводе постоянного

давления и, следовательно, постоянного тормозного момента М . В этой

фазе

М > М и т. е.

меняет знак и колеса начинает ускоряться. Максимальное значение

ускорения соответствует максимальной разнице М - М , что имеет

место в точке 4, являющейся третьей «установкой». В точке 4 блок

управления дает команду модулятору на увеличение давления в тормозном

приводе, и описанный цикл повторяется, позволяя поддерживать

относительное скольжение в интервале, обеспечивающем высокое значение

и .

4.4. Расчет дискового тормозного механизма.

Расчет дискового тормозного механизма производится следующим

образом:

1. по заданной интенсивности торможения определяется сумма тормозных

моментов всех тормозных колес автомобиля:

где: - число осей автомобиля

- расчетное замедление, м/с

- полный вес автомобиля, кг

- статический радиус колеса, м

(рекомендуется принимать = (1.3 … 1.5( ,-нормативное

замедление(

Размер шин автомобиля КАМАЗ – 4350:

400 *

533 , мм

15.75

* 21 , дюйм

Н/В =

1.71

d =

21 ,дюйм

B =

15.75,дюйма

1дюйм

= 25.4,мм

H =

1.71 B

D = d

+ H = 21 + 1.71 *15.75 =

=47.93 дюйм (1217.5

мм

R = 0.385 м

G = кг

j = 6.8 м/с

Для точного расчета тормозов при определении

следует воспользоваться уравнением:

Где: ( - коэффициент сцепления для наилучших дорожных

условий(бетонированная сухая дорога(, равный 0.7 … 0.8

Для двухосных автомобилей тормозные моменты на передних колесах М

и задних М или (М + М ( определяется по формулам:

И

Где: и - координаты центра масс автомобиля

Hg – вертикальная координата центра тяжести

a = в = Hg

=

L – база автомобиля

Отсюда:

2. выбирается тип тормоза и его основные размеры: и

. Тип тормоза выбирается по условиям компановки и величине М

предварительно по условиям компановки задаются радиусом диска

r =0.584 м и шириной колодки = 0.18 м.

в последующем эти размеры проверяются на удельную работу трения.

Выбрав основные размеры тормозного механизма следует определить

приводные силы D = D = P

Где: М - тормозной момент

- коэффициент трения

при расчетном коэффициенте трения ( ( 0.35

(приводная сила на передних колесах(

(приводная сила на задних колесах(

5. Особенности эксплуатации разработанной тормозной системы.

Эксплуатация разработанной тормозной системы включает в себя

постоянный контроль и ТО в процессе эксплуатации автомобиля.

1. При КО, при выезде из парка: проверить давление в тормозной системе

по манометру в кабине. Осмотреть шланги тормозной системы и не

допускать их перекручивания и контактов с острыми кромками других

деталей, по слуху и манометру определять, нет ли утечки воздуха из

системы. Проверить загрязненность тормозных механизмов и защитных

кожухов передних колес. Проверить работоспособность сигналов

торможения.

2. При ЕТО: очищать от грязи элементы тормозной системы. Сливать

конденсат из рессиверов и влагомаслоотделителя.

3. При ТО – 1: смазать втулки рычага сжатия и разжатия колодок,

смазать регулировочные рычаги тормозных механизмов через пресс-

масленки. Отрегулировать ход штоков тормозных камер.

4. При ТО – 2: проверить работоспособность пневматического привода

тормозов по клапанам контрольных выводов. Внешним осмотром

проверить шплинтовку пальцев штоков тормозных камер. Отрегулировать

положение тормозной педали относительно пола кабины, обеспечив

полный ход рычага тормозного крана. Проверить состояние тормозных

барабанов (кожухов(, диска и накладок. Проверить расстояние между

поверхностями тормозных накладок и заклепок. Если оно меньше 0.5 мм

– сменить тормозные накладки.

Проверить тормозные свойства автомобиля на стенде типа СТП – 3.

6. Военно – экономическое обоснование проекта.

6.1. Цель и содержание военно-экономического обоснования.

Целью военно-экономического обоснования является количественное и

качественное доказательство экономической целесообразности создания

агрегата, а так же определение организационно-экономических условий

его эффективного функционирования.

Содержание военно-экономического обоснования включает:

1. Качественную составляющую оценки эффективности создания или

развития.

2. Количественную составляющую оценки эффективности создания и

развития.

3. Расчет и анализ по отдельным статьям затрат, необходимых для

создания и развития агрегата.

4. Сопоставление затрат на создание и функционирование агрегата с

результатами полученными в нем, определение условий и срока

окупаемости затрат.

6.2. Расчет экономической эффективности изготовления проектируемого

автомобиля.

1. Количество автомобилей проектируемых за год:

2. Трудоемкость проектирования одного автомобиля:

3. Количество шаблонов проектируемых за год:

4. Трудоемкость проектируемого шаблона:

5. Количество автомобилей требующих доводки:

6. Трудоемкость доводки автомобиля:

7. Удельная стоимость трудозатрат одного конструктора:

8. Удельная стоимость трудозатрат проектирования шаблонов:

9. Коэффициент, учитывающий дополнительную заработную плату работников

завода:

10. Коэффициент, учитывающий отчисления на социальное страхование:

11 . Коэффициент, учитывающий накладные расходы:

12. Производственные затраты на создание автомобиля:

13. Капитальные затраты на комплекс технических средств, используемых в

изготовлении:

14. Стоимость одного часа работы оборудования:

15. Годовой фонд времени работы оборудования:

16. Коэффициент использования оборудования:

17. Коэффициент, учитывающий общественные фонды потребления:

18. Период функционирования автомобиля с одинаковым годовым результатом:

Т 10 лет

Затраты на создание и функционирование автомобиля.

. Единовременные затраты на создание и ввод в действие:

. Расчет текущих затрат:

- годовые текущие затраты:

- суммарные текущие затраты на функционирование автомобиля за

10 лет:

. расчет суммарных затрат на создание и 10-ти летнее функционирование

автомобиля:

Стоимостная оценка результатов функционирования автомобиля.

1. Расчет годовой экономии, получаемый от снижения трудозатрат при

внедрении спроектированного автомобиля:

2. Расчет экономии, получаемой от снижения трудозатрат за период

функционирования автомобиля:

3. Оценка экономического эффекта:

4. Оценка эффективности автомобиля:

5. Оценка периода возврата единовременных затрат:

Единовременные затраты на создание и ввод в действие автомобиля:

За 8 лет функционирования автомобиля возвращается

у.е., а за 9 лет – у.е. то

есть единовременные затраты возвращаются за период

8 Тв 9.

Отсюда следует, что проектируемый автомобиль по своим

техническим и экономическим показателям отвечают требованиям,

предъявляемым к разработанным образцам.

Используемая в расчетах условная единица на апрель 2001года

составляет 1 у.е. 27 руб.

6.3. Экономическое обоснование цен на проектируемый автомобиль.

Постоянное обновление и совершенствование выпускаемой

продукции является одним из основных направлений технического

прогресса в автомобилестроении.

Большое внимание в обеспечении условий для стимулирования и

ускорения технического прогресса уделяется ценообразованию на новую

технику.

Установление оптовых цен на новые виды автомобилей

осуществляется применительно к уровню действующих оптовых цен на

ранее освоенные аналоги сходные по конструкции и по назначению,

которые служат базой для сравнения. Сравнение старой и новой техники

должно основываться на работе в одинаковых дорожных условиях и

других условиях эксплуатации военной автомобильной техники.

Предельная цена проектируемого автомобиля рассчитывается по

формуле:

Где: Ц - цена базового автомобиля

В и В -годовая производительность нового и базового

- себестоимость 1 т км без амортизационных

отчислений

А и А - автомобиля соответственно норма годовых

амортизационных отчислений

Е – нормативный коэффициент эффективности капиталовложений и

новой техники.

Задавшись значениями по таблице № 4 имеем:

Ценовые характеристики базового и нового автомобиля

Таблица №4

|Показатели |Баз.модель |Нов.модель |

|Оптовая цена, у.е. |5200 | - |

|Годовая производительность, чел.км |96 |96 |

|Себестоимость 1чел.км. без затрат на| | |

|амортизацию. |1.48 |1.35 |

|Нормативный коэффициент |0.2 |0.2 |

|эффективности. |24 |24 |

|Годовой пробег, тыс.км. | | |

|Нормы амортизационных отчислений на |11.2 |11.2 |

|полное восстановление, в %. | | |

|Нормы амортизационных отчислений на |0.5 |0.5 |

|кап. ремонт в % на 1000 км. |0.287 |0.312 |

|Совокупная норма амортизации. | | |

Минимальная цена проектируемого автомобиля рассчитывается по формуле:

Где: М - стоимость материалов и полученных изделий для изготовления

проектируемого автомобиля.

- доля

материальных затрат в себестоимости аналогичны или схожи по

конструкции, автомобилей выпускаемых на данном предприятии.

Р – норма прибыли по отношению к производительным фондам.

Ф – стоимость фондов приходящихся на единицу выпускаемой

продукции.

В результате имеем: Ц

Сопоставление минимальной и максимальной цены дает

представление о экономической эффективности производства нового изделия.

Чем больше разрыв у цен, тем эффективнее новая цена, что составляет

%.

7. Заключение.

В результате дипломного проектирования была разработана армейская

машина с улучшенными тормозными свойствами.

В ходе проектирования произведены расчеты:

1. Дискового тормозного механизма

2. Регулятора тормозных сил

3. АБС

4. Расчет нагрузок в элементах тормозных систем

В результате применения дисковых тормозных механизмов на передних

колесах удалось добиться ряда преимуществ по сравнению с прототипом:

- меньшая масса тормозных механизмов

- лучшая управляемость автомобиля на скользкой дороге

- при осуществлении экстренного торможения исключается движение

автомобиля юзом и боковой занос

- спроектированная тормозная система обеспечивает наилудшую безопастность

движения на высоких скоростях движения

- более надежна

- данная тормозная система проста в обслуживании

- приемлема по цене

- может применяться как на боевых машинах, так и на технике сельского

хозяйства

К другим достоинствам дискового тормозного механизма можно

отнести следующие:

1. Хорошую стабильность

2. Хорошее охлаждение

3. Меньшая масса по сравнению с барабанными

Таким образом, приведенные выше преимущества дискового тормоза с

двумя поверхностями трения, пневматическим приводом с АБС перед

стандартной тормозной системой автомобиля КАМАЗ-4350 с барабанными

тормозными механизмами, доказывают целесообразность его дальнейшей

проработки и исследования, чем и занимаются ведущие автомобильные фирмы

мира.

8. Список литературы.

1. П.В. Гуревич, Р.А. Меламуд «Пневматический тормозной привод

автотранспортных средств». Изд «Транспорт» 1988г.

2. Атоян К.М., Каминский Я.Н., Старинский А.Д. «Пневматические системы

автомобилей», Москва, «Транспорт» 1989г.

3. Бухарин А.А. «Тормозные системы автомобилей», Москва, «Машизд»,

1950г.

4. Гуревич П.В. «Перспективный тормозной привод», Автомобильная

промышленность, 1985г. №2

5. Гуревич П.В., Меламуд Р.А. «Тормозное управление автомобилем»,

Москва, «Транспорт», 1978г.

6. «Армейские автомобили» Конструкция и расчёт, Часть1, 2, Под редакцией

А.С. Антонова.

7. Н.Н. Вишняков, В.К. Вахламов, А.Н. Нарбут «Автомобиль. Основы

конструкции» Москва, «Машиностроение», 1986г.

8. ГОСТ – 4365 – 89г Приводы пневматических тормозных систем.

Технические требования.

9. ГОСТ – 2285 – 95г. Тормозные системы автотранспортных средств.

Технические требования.

Страницы: 1, 2, 3