Совершенствование антиблокировочной тормозной системы электробуса



Рисунок 2.2.1.1.- Дисковый тормоз:

а -- общий вид; б -- поперечный разрез; 1 -- тормозной диск; 2 -- кожух; 3 -- тормозные колодки; 4 -- суппорт; 5 -- трубка; 6 -- клапан удаления воздуха; 7 -- рабочий тормозной цилиндр; 8 -- подвижные поршни; 9 -- уплотнительное кольцо; 10 -- резиновая манжета; 11 -- фрикционные накладки

Тормозные механизмы

Дисковый тормоз с фиксированной скобой обеспечивает большое приводное усилие и повышенную жесткость механизма. В дисковом тормозе вращающейся деталью является тормозной диск 7, изготовленный, как правило, из чугуна и жестко прикрепленный к ступице колеса. К диску с двух сторон прижимаются тормозные колодки 3 с фрикционными накладками 11, установленные в защитном суппорте 4, прикрепленном к неподвижной стойке подвески. Внутри суппорта в специальные пазы установлены цилиндры 7 с поршнями, прижимающие тормозные колодки к диску в момент торможения. Под действием сил трения вращение диска прекращается, колеса автомобиля останавливаются. Снаружи тормозной диск закрыт диском колеса, а изнутри -- защитным штампованным кожухом 2.

Дисковые тормоза устанавливают на некоторых моделях грузовых автомобилей на передних колесах. Для управления такими тормозами применяется в основном гидравлический привод. Тормозная жидкость подается в полость тормозного цилиндра по трубкам от главного тормозного цилиндра. Для соединения тормозных цилиндров, расположенных по обе стороны диска, и выравнивания давления тормозной жидкости служит трубка 5. Тормозные колодки перемещаются в осевом направлении на специальных пальцах, служащих направляющими.

Тормозные камеры с пружинными энергоаккумуляторами (рис. 2.2.1.3) предназначены для приведения в действие тормозных механизмов колес заднего и среднего (для автомобиля МАЗ-64227) мостов при включении рабочей, стояночной и запасной тормозной систем.

1,7- пружины, 2- диск, 3-диафрагма, 4- толкатель, 5-цилиндр, 6-поршень,8- болт, 9- подпятник, 10-шток

Рисунок 2.2.1.3- Пружинный энергоаккумулятор

При включении рабочей тормозной системы тормозные механизмы приводятся в действие штоками 10 диафрагменных тормозных камер, устройство и принцип работы которых практически не отличаются от передних тормозных камер.

При включении стояночной тормозной системы сжатый воздух выпускается из полости под поршнем 6. Поршень под действием силовой пружины 7 движется вниз и перемещает толкатель 4, который через подпятник 9 воздействует на диафрагму 3 и шток 10 тормозной камеры, в результате чего происходит торможение автомобиля.

При выключении стояночной тормозной системы сжатый воздух подается под поршень 6, который вместе с толкателем перемещается вверх, сжимая пружину и давая возможность штоку тормозной камеры под действием возвратной пружины 1 вернуться в исходное положение.

При торможении запасной системой воздух из цилиндров энергоаккумуляторов выпускается не полностью, а лишь в меру необходимой эффективности торможения автомобиля, что соответствует промежуточным положениям рукоятки крана управления. Таким образом, от величины угла поворота рукоятки крана зависит эффективность торможения.



1 -- компрессор; 2 -- водоотделитель; 3-- регулятор давления; 4-- конденсационный ресивер; 5 -- двойной защитный клапан; 6 -- клапан контрольного вывода; 7 -- одинарный защитный клапан; 8 -- ресивер переднего контура; 9 -- ресиверы заднего контура; 10--ресиверы для потребителей; 11 -- кран управления моторным тормозом; 12 -- цилиндр выключения подачи топлива; 13 -- пневмоцилиндр управления вспомогательным тормозом; 14 -- обратный клапан; 15 -- клапан управления тормозами полуприцепа по двухпроводной схеме; 16--клапан управления тормозами полуприцепа по однопроводной схеме; 17 -- кран управления стояночным тормозом; 18 -- тормозной кран; 19, 19а--ускорительный клапан; 20 -- регулятор тормозных сил; 21 -- тормозная камера с пружинным энергоаккумулятором; 22 -- передняя тормозная камера; 23 -- двухмагистральный клапан; 24 -- разобщительный кран; 25 -- соединительная головка; 26 -- пневмовывод для однопроводной схемы полуприцепа; 27 -- выключатель (датчик); 28 -- выключатель сигнала торможения; 29 -- датчик: 30-- клапан слива конденсата; 31 -- противозамерзатель; А -- вывод к потребителям

Рисунок 2.2.1.4 -Схема пневматического привода тормозов автомобилей МАЗ

Принцип работы АБС

АБС автоматически, независимо от интенсивности воздействия водителя на тормозную педаль, регулирует продольное проскальзывание колеса, создавая возможность эффективного использования коэффициента сцепления колеса с дорожным покрытием во время торможения. АБС является частью рабочей тормозной системы, которая автоматически вступает в процесс торможения каждый раз, когда возможное сцепление между дорогой и шиной контролируемого колеса оказывается меньше, чем тормозная сила, приложенная к колесу, и предотвращает его блокирование.

M1,M2 - электромагниты; A, B - полости модулятора; a - фильтр; b - пружина; с - поршень; d - обратный клапан; f - поршень; e - впускной клапан; 1 - вывод к ресиверу; 22, 23 - выводы к тормозным камерам; 3 - вывод в атмосферу; 4 - выводы к тормозному крану

Рисунок 2.2.1.5- Схема модулятора давления АБС фирмы WABCO

Оборудованный АБС электробус обеспечивает:

повышение активной безопасности за счет обеспечения устойчивости и управляемости в процессе торможения и повышения тормозной эффективности, особенно на мокрых и скользких дорогах;

продление срока службы шин;

возможность увеличения средней безопасной скорости движения. [5]



2.2.2 Тормозная система BMV

Рисунок 2.2.2- BMW

Тормозная система состоит:

основная (рабочая), которая обеспечивает замедление легкового автомобиля не менее 5,8 м/с2;, движущегося со - скоростью не более 80 км/ч при усилии на педаль менее 50 кг;

вспомогательная (аварийная), обеспечивающая замедление не менее 2,75 м/с2;

стояночная, которая может быть совмещена с аварийной.

Основная тормозная система

На современных легковых автомобилях устанавливают основные ТС, состоящие из тормозного гидропривода и тормозных механизмов. Когда водитель нажимает ногой на педаль тормоза, та сила, с которой он давит на педаль, передается на устройство, которое называется главный тормозной цилиндр. Главный тормозной цилиндр имеет поршень, который, двигаясь, увеличивает давление в системе гидравлических тормозных трубок, ведущих к каждому колесу автомобиля. На каждом колесе тормозная жидкость под давлением оказывает воздействие на поршень колесного тормозного механизма, который выдвигает тормозные колодки, а те, в свою очередь, прижимаются к тормозному барабану или тормозному диску. Трение замедляет вращение колес и движение автомобиля.

Рисунок 2.2.2.1 Схема гидропривода тормозов

1 - тормозные цилиндры передних колес; 2 - трубопровод передних тормозов; 3 - трубопровод задних тормозов; 4 - тормозные цилиндры задних колес; 5 - бачок главного тормозного цилиндра; 6 - главный тормозной цилиндр; 7 - поршень главного тормозного цилиндра; 8 - шток; 9 - педаль тормоза

В гидропривод основной ТС входят:

главный тормозной цилиндр с вакуумным усилителем или без него;

регулятор давления в задних тормозных механизмах;

рабочий контур (трубопровод диаметром 4-8 мм).

Рабочий контур соединяет между собой устройства гидропривода и тормозные механизмы. Главный тормозной цилиндр (ГТЦ) предназначен для преобразования усилия, прилагаемого к педали тормоза, в избыточное давление тормозной жидкости и распределения его по рабочим контурам. Бачок с запасом тормозной жидкости может крепиться на ГТЦ или вне его. Вместе с ГТЦ на большинстве автомобилей устанавливают вакуумные усилители, которые увеличивают силу, создающую давление в тормозной системе. Вакуумный усилитель (рис. 2) конструктивно связан с главным тормозным цилиндром. Основным элементом усилителя является камера, разделенная резиновой перегородкой (диафрагмой) на два объема. Один объем связан с впускным трубопроводом двигателя, где создается разряжение, а другой с атмосферой. Из-за перепада давлений, благодаря большой площади диафрагмы, «помогающее» усилие при работе с педалью тормоза может достигать 30 - 40 кг и больше. Это значительно облегчает работу водителя при торможениях и позволяет сохранить его работоспособность длительное время.

Рисунок -2.2.2.2 Схема вакуумного усилителя

1 - главный тормозной цилиндр; 2 - корпус вакуумного усилителя; 3 - диафрагма; 4 - пружина; 5 - педаль тормоза

Регулятор уменьшает давление в приводе тормозных механизмов задних колес. При торможении сила инерции движущегося автомобиля и противодействующая ей сила трения (точка приложения которой ниже центра тяжести автомобиля) создают продольный опрокидывающий момент. Мягкая передняя подвеска, реагируя на него, “проседает”, а задние колеса “разгружаются”. Поэтому даже при неэкстренном интенсивном торможении задние колеса могут блокироваться, что часто приводит к заносу автомобиля. В зависимости от изменения расстояния между элементами задней подвески и кузовом автомобиля (его продольного наклона) давление в приводе задних тормозов (по сравнению с передними) ограничивается. В результате чего блокировки задних колес не происходит или (в зависимости от замедления и загруженности автомобиля) она возникает значительно позже.

Вспомогательная тормозная система. Рабочий контур, согласно требованиям ЕЭС, должен делиться на основной и вспомогательный. Если вся система исправна, то работают оба, но при разгерметизации одного - другой продолжает работать, становясь вспомогательным (аварийным). Наиболее распространены три компоновки разделения рабочих контуров (рис.3):

2 + 2 тормозных механизма, подключенных параллельно (передние + задние);

2 + 2 тормозных механизма, подключенных диагонально (правый передний + левый задний и т. д.);

4 + 2 тормозных механизма (в один контур подключены тормозные механизмы всех колес, а в другой только два передних).

Рисунок 2.2.2.3.-Схема компоновки гидропривода

1 - главный тормозной цилиндр с вакуумным усилителем; 2 - регулятор давления жидкости в задних тормозных механизмах; 3-4 - рабочие контуры.

Стояночная система

Стояночная тормозная система имеет механический привод, как правило, на задние колеса. Рычаг стояночного тормоза соединяется тонким тросом с задними тормозными механизмами, в которых находится устройство, приводящее в действие штатные или дополнительные (стояночные) колодки. Регулировка стояночного тормоза обычно производится эксцентриком на тормозном механизме, регулировочной гайкой на штоке приспособления, соединяющего рычаг и приводной трос, или путем изменения местоположения рычага в салоне автомобиля.

Дисковый тормозной механизм (рисунок 2.2.2.4) состоит из:

суппорта,

одного или двух тормозных цилиндров,

двух тормозных колодок,

тормозного диска.

Рисунок 2.2.2.4-Схема работы дискового тормозного механизма

1 - наружный рабочий цилиндр (левого) тормоза; 2 - поршень; 3 - соединительная трубка; 4 - тормозной диск переднего (левого) колеса; 5 - тормозные колодки с фрикционными накладками; 6 - поршень; 7 - внутренний рабочий цилиндр переднего (левого) тормоза

Суппорт закреплен на поворотном кулаке переднего колеса автомобиля. В нем находятся два тормозных цилиндра и две тормозные колодки. Колодки с обеих сторон «обнимают» тормозной диск, который вращается вместе с закрепленным на нем колесом. При нажатии на педаль тормоза поршни начинают выходить из цилиндров и прижимают тормозные колодки к диску. После того, как водитель отпустит педаль, колодки и поршни возвращаются в исходное положение за счет легкого «биения» диска. Дисковые тормоза очень эффективны и просты в обслуживании. Даже новичку замена тормозных колодок в этих механизмах доставляет мало хлопот.

Преимущества дисковых тормозов:

при повышении температуры характеристики дисковых тормозов довольно стабильны, тогда как у барабанных снижается эффективность

температурная стойкость дисков выше, в частности, из-за того, что они лучше охлаждаются

более высокая эффективность торможения позволяет уменьшить тормозной путь

меньшие вес и размеры

повышается чувствительность тормозов

время срабатывания уменьшается

изношенные колодки просто заменить, на барабанных приходится предпринимать усилия на подгонку колодок, чтобы одеть барабаны

около 70% кинетической энергии автомобиля гасится передними тормозами, задние дисковые тормоза позволяют снизить нагрузку на передние диски

Система ABS

Антиблокировочная система тормозов (ABS) состоит из электрогидравлического узла со встроенным электронным блоком управления, контрольной лампы ABS и датчиков числа оборотов с шестернями на всех колесах.

ABS препятствует блокировке колес при резком торможении. Благодаря этому при торможении автомобиль остается управляемым. Работа ABS ощущается водителем по пульсациям тормозной педали и по шуму работы электрогидравлического узла в моторном отсеке.

Предохранительная схема в электронном блоке управления обеспечивает, что ABS при отказе (например, из-за обрыва провода) или при понижении напряжения АБ (т. е. меньше 10,5 В) отключается самостоятельно, что определяется по загоранию контрольной лампы ABS на панели приборов. При этом обычная тормозная система остается в действии. В этом случае автомобиль тормозит так, как делал бы это без системы ABS.

После включения зажигания система ABS самостоятельно контролирует наличие неисправностей. Примерно через 3 секунды контрольная лампа ABS на панели приборов должна погаснуть. Если контрольная лампа горит дольше или в движении, то нужно сделать следующее.

Рисунок 2.2.2.4-- Электрогидравлический модулятор:

1 -- электромагнитные клапаны; 2 -- реле гидронасоса; 3 -- реле электромагнитных клапанов; 4 -- электрический разъем; 5 -- электродвигатель гидронасоса; 6 -- радиальный поршневой элемент насоса обратной подачи; 7 -- аккумуляторы давления; 8 -- глушители



2.2.3 Тормозная система LAZ E183

Рисунок 2.2.3- LAZ E183

Электробус оборудован следующими тормозными системами:

- рабочей - для замедления движения электробуса до его полной остановки;

- стояночной - для удержания электробуса на месте на стоянке (уклоне);

- остановочной - для удержания электробуса на месте на остановках;

- вспомогательной (износостойкой) - работающей в режиме электродинамического торможения, служащей для замедления электробуса без включения рабочей тормозной системы;

- запасной (аварийной) - функции запасной тормозной системы выполняет стояночная тормозная система или любой из контуров рабочей тормозной системы.

Тормозная система включает тормозные механизмы с тормозным диском на ступице моста и суппортом, на котором крепятся тормозные накладки.

Суппорт оборудован устройством автоматической компенсации зазора, образующегося от износа фрикционных накладок. Фрикционные накладки безасбестовые.

Приведение в действие электроторможения двигателем осуществляется педалью торможения, которая имеет три ступени: электроторможение, электро и пневмоторможение, пневмотормоза. Пневматические дисковые тормоза на обеих осях с двумя независимыми контурами, соответствуют между-народным стандартам.

Стояночные тормоза на ведущем мосту обеспечиваются при помощи двух пневмоаккумуляторов. Регулирование осуществляется ступенчатым ручным тормозом из кабины водителя. Внутри электробуса на соответствующих местах предусмотрены люки для механического растормаживания пневмоаккумуляторов.

Если стояночный тормоз не активирован и главный выключатель троллейбуса выключен, раздается предупредительный сигнал.

При неподвижном электробусе (напр., на светофоре, остановке) автоматически активируются пневмотормоза с ограничением давления. Растормаживание осуществляется автоматически при нажатии на ходовую педаль.

Установлена система ABS/ASR для передних и задних дисковых тормозов. Исполнение ABS/ASR в соответствии с международными нормами. Предусмотрено отключение ABS/ASR на приборной панели. Во время отключения ASR, контрольный сигнал на панели загорается до отключения двигателя. Во время включения двигателя, система ASR автоматически включается.

Тормозной механизм дисковый.



1 -- суппорт; 2 -- опора; 3 -- тормозной диск; 4 -- тормозные накладки; 5 -- опора крепления суппорта; 6 -- рычаг; 7 -- мостик; 8 -- устройство автоматического регулирования зазора; 9 -- резьбовой палец с штемпелем; 10 -- цепь; 11 -- шпилька.

Рисунок 2.2.3.1 -тормозной механизм

Принцип работы.

1 -- суппорт; 3 -- тормозной диск; 4 -- тормозные накладки; 6 -- рычаг; 7 -- мостик; 9 -- палец; 16 -- тормозная камера

Рисунок 2.2.3.2 - тормозной механизм

При заполнении тормозной камеры 16 воздухом шток камеры приводит в действие рычаг 6 со смещенной осью вращения.

Усилие F1, которое при этом прикладывается, действует через мостик 7 и резьбовой палец 9 на тормозные накладки 4 с силой F2.

Тормозные накладки 4 перемещаются и прижимаются к тормозному диску 3. Сила реакции F3, возникающая при этом на суппорте 1, передается на противоположно расположенную тормозную накладку 4, которая прижимается к тормозному диску с таким же усилием F2.

Тормозная сила, которая при этом возникает, зависит от давления сжатого воздуха в тормозной камере 16 от типоразмера тормозной камеры и от передаточного отношения на рычаге 6.

На заднем мосту вместо тормозных камер установлены тормозные цилиндры с энергоакумуляторами.

На электробусе установлена 4-х канальная АБС конфигурации 4S/4М (4 датчика/4 модулятора). Задачей АБС является автоматическая, независимая от интенсивности воздействия водителя на тормозную педаль, регулировка продольного проскальзывания колеса, создающая возможность эффективного использования коэффициента сцепления колеса с дорожным покрытием во время торможения, особенно на покрытиях с низким коэффициентом сцепления, что повышает устойчивость транспортного средства при торможении на покрытии с низким коэффициентом сцепления.

АБС является частью рабочей (основной) тормозной системы, которая автоматически вступает в процесс торможения каждый раз, когда возможное сцепление между дорогой и шиной, контролируемого колеса, оказывается меньше, чем тормозная сила, приложенная к колесу, и предотвращает его блокирование.

АБС имеет следующие основные элементы: датчики скоростей колес, которые регистрируют скорость колес; управляемые пневмоклапаны (модуляторы давления), которые регулируют давление в тормозных цилиндрах; электронный блок управления, который управляет пневмоклапанами, обрабатывая сигналы датчиков скорости колес. Датчик скорости колеса используется для определения мгновенной скорости вращения колеса (колес), в ступице которого он устанавливается, и передачи электрического сигнала, прямо пропорционального окружной скорости вращающегося колеса в электронный блок управления. Зубчатый ротор, установленный в ступице колеса, порождает переменное напряжение в катушке датчика. Поскольку частота переменного напряжения пропорциональна скорости вращения ротора, это позволяет датчику постоянно отслеживать изменение скорости вращения колеса. Клапан управления давлением (модулятор давления) применяется для управления давлением воздуха в тормозной камере проскальзывающего колеса в процессе работы АБС. Клапан управления состоит из двух диафрагм, открытие которых осуществляется двумя электромагнитными клапанами.

Электронный блок управления (ЭБК) отслеживает сигналы датчиков скорости и определяет потребность вмешательства АБС в процесс торможения, который осуществляется посредством введения в действие соответствующих клапанов управления давлением для оптимизации тормозного давления, установлен в кабине водителя.

Рисунок 2.2.3.2- Схема модулятора давления АБС фирмы WABCO: 1,2 - электромагнитные клапаны; c, f - диафрагменные клапаны; i, h - сдвоенные клапаны; 1 - вывод от тормозного крана; 2 - вывод к тормозным камерам; 3 - выход в атмосферу



3. Нормативные документы, используемые при разработке узла

Разрабатываемые система и механизмы должны удовлетворять всем правилам и ГОСТам, и иметь высокий технический уровень.

Правила ЕЭК ООН N 13"Единообразные предписания, касающиеся официального утверждения транспортных средств категорий М, N и О в отношении торможения"(с изменениями и дополнениями)

При расчёте будем руководствоваться СТБ 1729-2007 «Троллейбусы. Требования к техническому состоянию по условиям безопасности движения. Методы проверки». Приведем ниже некоторые пункты из данного стандарта:

Условия работы и требования к подвижному составу ГЭТ, в данном случае к троллейбусу, определяются как совокупность условий и требований к его основным узлам.

В список контролируемых узлов входят:

1 Тормозная система

1.1 Рабочая тормозная система троллейбуса должна обеспечивать выполнение требования эффективности торможения на стендах согласно таблице 1 либо в дорожных условиях согласно таблице 2. Начальная скорость торможения при проверках в дорожных условиях - 48 км/ч.[6]

Таблица 1.1 - Нормативы эффективности торможения троллейбуса при проверках на стенде

Режим торможения	Удельная тормозная сила , не менее
Рабочей тормозной системой	0,50 0,48*
Аварийной тормозной системой	0,25 0,24*
*Троллейбусы, не оборудованные антиблокировочной системой.

1.4 Аварийная тормозная система (стояночная либо один из контуров рабочей тормозной системы), снабженная независимым от других тормозных систем органом управления, должна обеспечивать соответствие нормативам эффективности торможения троллейбуса на стенде согласно таблице 1 либо в дорожных условиях согласно таблице 2. Начальная скорость торможения при проверках в дорожных условиях - 60 км/ч.

1.5 При проверках на стендах эффективности торможения рабочей и аварийной тормозными системами допускается относительная разность тормозных сил колес оси (в процентах от наиб.значения) не более 30 %.

1.6 Стояночная тормозная система троллейбуса считается работоспособной в том случае, если при приведении ее в действие достигается:

для троллейбуса с технически допустимой общей массой:

значение удельной тормозной силы не менее 0,16;

? неподвижное состояние троллейбуса на опорной поверхности с уклоном не менее (16 ± 1) %.

для троллейбуса с полной массой в снаряженном состоянии:

? расчетная удельная тормозная сила, равная меньшему из двух значений: 0,15 отношения технически допустимой общей массы к массе троллейбуса при проверке или 0,6 отношения полной массы в снаряженном состоянии, приходящейся на ось (оси), на которые воздействует стояночная тормозная сила, к полной массе в снаряженном состоянии;

? неподвижное состояние троллейбуса на поверхности с уклоном не менее (23 ± 1) %.

1.7 При проверках на стендах эффективности стояночной тормозной системы допускается относительная разность тормозных сил колес оси (в процентах от наибольшего значения) не более 50 %.

1.8 Уменьшение или увеличение силы торможения должно обеспечиваться путем воздействия на орган управления тормозной системой во всем диапазоне регулирования силы торможения. Сила торможения должна изменяться плавно, непрерывно.

1.9 Остановочная тормозная система должна обеспечивать неподвижное состояние троллейбуса при открывании любой из дверей салона троллейбуса либо воздействии на орган управления остановочной тормозной системой.

1.10 Допускается падение давления воздуха в пневматическом тормозном приводе при неработающем приводе компрессора не более чем на 0,05 МПа от значения нижнего предела регулирования регулятором давления в течение 15 мин после полного приведения в действие органа управления рабочей тормозной системы. Утечка сжатого воздуха из тормозных цилиндров или тормозных камер не допускается.

1.11 Включение компрессора регулятором давления должно происходить при падении давления менее 0,65 МПа, а выключение - при давлении более (0,78 ± 0,02) МПа. Время наполнения пневматического тормозного привода сжатым воздухом установленного предела регулирования при включении компрессора должно соответствовать требованиям руководства по эксплуатации троллейбуса.

1.12 Система сигнализации и контроля работы тормозных систем, манометры пневматического тормозного привода должны быть работоспособны. Элементы крепления компрессора должны быть затянуты. Звуковая и световая сигнализации должны информировать водителя об аварийном снижении давления воздуха в пневматической системе в пределах от 0,5 до 0,45 МПа.

1.13Трубопроводы пневматического тормозного привода троллейбуса должны быть герметичными, без повреждений, следов коррозии, надежно закреплены и не должны иметь не предусмотренных конструкцией контактов с элементами шасси и трансмиссии.

1.14 Расположение и длина гибких рукавов тормозной системы должны исключать их повреждения с учетом максимальных деформаций подвески, углов поворота колес троллейбуса и взаимных перемещений секций.

1.15 Узлы и приборы тормозной системы троллейбуса (компрессор, тормозные краны, клапаны, тормозные барабаны, тормозные колодки, ресиверы, тормозные камеры) должны быть в исправном состоянии, надежно закреплены и не должны иметь повреждений, следов коррозии.

1.16 Педаль тормоза должна иметь противоскользящую поверхность, после полного приведения в действие свободно возвращаться в исходное положение и при нажатии не должна иметь бокового смещения.

1.17 Рычаг стояночной тормозной системы не должен быть деформирован или перекошен, он должен обеспечивать установку в предусмотренные конструкцией фиксированные положения.

1.18 Антиблокировочные тормозные системы (АБС) должны быть работоспособны. Функционирование сигнализаторов АБС должно соответствовать ее исправному состоянию согласно руководству по эксплуатации троллейбуса.

Таблица 1.2 - Нормативы эффективности торможения троллейбуса при проверках в дорожных условиях

Режим торможения	Тормозной путь ТС , м, не более	Установившееся замедление , м/, не менее	Время срабатывания тормозной системы , с, не более
Рабочей тормозной системой	29,6	4	0,6
Аварийной тормозной системой	64,4	2,5
Примечание - Время полного приведения в действие органа управления тормозной системой не должно превышать 0,2 с.

1.2 В дорожных условиях при торможении рабочей тормозной системой с начальной скоростью 48 км/ч троллейбус не должен ни одной своей частью выходить из нормативного коридора движения шириной 3 м.

1.3 Эффективность вспомогательной тормозной системы проверяется в дорожных условиях. Показатель замедления должен быть не менее 0,5 м/с2.



Нормативы эффективности рабочей тормозной системы по ГОСТ 22895-77 для АТС категории М3.

Параметр:	при испытаниях «ноль»	при испытаниях I
Пассажирские автомобили, автобусы
Начальная скорость торможения V0, км/ч	60,0	60,0
Тормозной путь, ST, м	не более 38,5	не более 45,4
Установившееся замедление jуст, м/c2	не менее 5,0	не менее 4,0
Пассажирские автопоезда:
Начальная скорость торможения V0, км/ч	60,0	60,0
Тормозной путь, ST, м	не более 36,7	не более 43,6
Установившееся замедление jуст, м/c2	не менее 5,0	не менее 4,0

По ГОСТ 22895-77 эффективность стояночной тормозной системы должна быть такой, чтобы суммарная тормозная сила, развиваемая тормозными механизмами этой системы, должна обеспечить удержание полностью груженого АТС на уклоне, заданном техническими условиями, но не менее 20% для АТС категории N.



4. Обоснование выбранной конструкции, описание проектируемого узла

У модуляторов данного прототипа есть два недостатка. Это повышенные габариты и масса, так как уменьшение диаметров поршней ведет к увеличению зоны нечувствительности и ухудшению следящего действия. Из-за этого модулятор имеет повышенную инерционность и малое быстродействие. Второй недостаток - наличие трущихся уплотнений. Предлагаемый модулятор лишен этих недостатков.

АВС- 4S/4K - с двумя модуляторами АВС на каждой оси (рисунок 4.1)

1-электронный блок управления, 2-датчик числа оборотов, 3-модулятор АВС, 4-аварийная лампа, 5- индикаторная лампа ASR., 6- клапан ARS управления тормозами

Рисунок 4.1 -схема АВС



1,2 - электромагнитные клапаны; c, f - диафрагменные клапаны; i, h - сдвоенные клапаны; 1 - вывод от тормозного крана; 2 - вывод к тормозным камерам; 3 - выход в атмосферу

Рисунок 4.2- Предлагаемый модулятор

Пневмопривод шасси оборудован 4-х канальной антиблокировочной системы (АБС) типа 4S/4К (4 датчика/4 модулятора). Разрабатываемая система состоит из датчиков (угловой скорости вращения колес, поворота управляемых колес и ускорения автомобиля), модуляторов тормозного давления, электронного блока управления, реле, блока предохранителей, соединительных кабелей, диагностической лампы и клавиши диагностики.

Датчики частоты вращения колеса (ДЧВК) индуктивного типа, устанавливаются в колесах передней оси и заднего моста. Зубчатый ротор напрессовывается на ступицу, а датчик устанавливается в поворотном кулаке передней оси или на кронштейне заднего моста (смотреть рисунки 4.3-4.4).



1 - ступица; 2 - диск тормозной; 3 - ротор датчика; 4 - скоба; 5 - щиток тормозного механизма; 6 - втулка провода; 7 - суппорт

Рисунок 4.3 - Установка датчика АБС в колесе ведущего моста

1 - ступица; 2 - ротор датчика; 3 - втулка датчика; 4 - кулак поворотный; 5 - датчик; 6 - скоба.

Рисунок 4.4 - Установка датчика АБС в колесе передней оси

При вращении колеса в обмотке датчика находится ЭДС, создающая переменное напряжение, частота которого пропорциональна частоте вращения колеса. Полученный сигнал по кабелям передается в блок управления. Для нормальной работы датчика зазор между ротором и датчиком не должен превышать 1,3 мм.

Электропневматические модуляторы тормозного давления устанавливаются в тормозных магистралях передних и задних колес на каркасе основания шасси перед тормозными камерами.

Электронный блок устанавливается в кабине водителя и соединяется с исполнительными устройствами и датчиками с помощью соответствующих кабелей. Кабели прокладываются и крепятся таким образом, чтобы они были защищены от повреждений. Кабели колесных датчиков и модуляторов должны иметь достаточную слабину для компенсации хода подвески и работы рулевого управления. При этом должна быть исключена возможность повреждения кабеля поворотным кулаком и деталями подвески.

Блок предохранителей, установленный под откидной панелью, служит для защиты электроуправляемых элементов АБС.

Диагностические лампы с символами «АВS», сигнализирующие об исправности (неисправности АБС), и клавиша диагностики АБС, расположены на панели выключателей в кабине водителя.

4.1 Конструкция и принцип действия разрабатываемых механизмов и систем

Антиблокировочная система (АБС) управления тормозными моментами представляет собой систему автоматического регулирования с обратной связью. Она получает информацию о характере движения колес, на основании которой определяется начало процесса блокирования и включается система импульсного регулирования давления, которая уменьшает тормозной момент и обеспечивает исключение блокировки колес.

. Схема АБС включает систему датчиков для сбора информации о характеристиках процесса торможения, модуляторы и электронный блок управления (Рисунок 4.1). Микропроцессор ЭБУ реализует в режиме реального времени алгоритм управления. Основная идея которого основана на том, что при превышении скольжения, соответствующего максимальному коэффициенту сцепления, скорость вращения колеса резко уменьшается, поэтому в этот момент необходимо кратковременно снизить давление в тормозном приводе. Для реализации такого алгоритма используется информация об угловых скоростях юк, замедлениях ек = dюK /dt всех колес, о углах поворота бк управляемых колес и о скорости автомобиля va. Система датчиков обеспечивает измерение юк, бк и продольной составляющей ускорения автомобиля аx, направленной вдоль оси х. Значение ек получают путем численного дифференцирования результатов измерений аx, а значение va -- численным интегрированием результатов измерений аx. Вычисления выполняет микропроцессор ЭБУ.



Рисунок 4.2-Алгоритм АБС

Рассмотрим процессы управления АБС представленные на рисунке 4.5. В исходном состоянии, в которое алгоритм переводится при включении питания и находится там бесконечно долго, пока колесо катится без превышения порога замедления ек0, - клапана модулятора пассивны и выключены. При нажатии водителя на педаль тормоза происходит увеличение давления в тормозных камерах, замедление колеса резко возрастает превышая порог ек0. Дальнейшее повышения давления в тормозной камере бессмысленно и приведет лишь к торможению колеса, а не автомобиля. Поэтому включается клапан отсечки и давление фиксируется на достигнутом уровне. Параллельно происходит вычисление лТ по формуле 4.1.

(4.1)

Если проскальзывание колеса достигает порога лТ1 - колесо находится в зоне максимального сцепления и дальнейшее увеличение проскальзывания колеса нежелательно. Включается клапан выпуска, давление падает начинается разгон колеса. Ускорение колеса входит в допустимую зону. Клапан выпуска выключается, если проскальзывание не достигла порога лТ2, в противном случае клапан выпуска остается включенным до сих пор, пока ускорении колеса не превысит положительный порог ек1. После этого тормозной момент необходимо увеличить с тем, чтобы прекратить разгон колеса и поддерживать величину скольжения на оптимальном уровне. Что и делается сначала импульсом выключения клапана отсечки фиксированной длительности (для выборки гистерезиса тормозного механизма), а затем периодическими импульсами подкачки давления, длительность и период которых рассчитывается определенным образом. Начинается замедление колеса. Смысл процесса состоит в том, чтобы создать в камере некое «оптимальное» давление, такое, чтобы с одной стороны, оттянуть время превышения порога по ускорению (это связано с расходом воздуха в тормозной системе), с другой - такое, чтобы максимизировать тормозную силу. Ускорение ек снова превышает порог и весь процесс повторяется. Число таких циклов сброса/подкачки давления обычно составляет 2..5 раз в секунду. В зависимости от угла поворота управляемых колес происходит корректировка пороговых значений.

а - скорость колеса; б - угловое ускорение; в - скольжение колеса; г - работа клапанов отсечки (КО) и выпуска (КВ).

Рисунок 4.5 - Процессы управления АБС

Регулирование тормозного момента в антиблокировочной системе обеспечивается модулятором давления, представляющим собой электромагнитный клапан, который поддерживает необходимый уровень давления в рабочих тормозных цилиндрах при экстренном торможении независимо от давления, задаваемого главным тормозным цилиндром.

Когда система АБС не вступает в работу, сжатый воздух свободно проходит через модуляторы АБС. При работе системы тормозное давление модулируется исходя из состояния колеса.

Электропневматический регулировочный клапан обеспечивает точное, ступенчатое модулирование давления в тормозных цилиндрах в процессе регулирования. Он обычно устанавливается на раме транспортного средства или на оси. Он состоит из двух электромагнитов и двух мембранных клапанов.

Быстродействующие магнитные клапаны управляют давлением в предварительных камерах мембран модулятора (Рисунок 4.6).

Малое время срабатывания и наличия функций повышения, поддержания и понижения давления, являются предпосылками для высокой эффективности работы тормозной системы и малого потребления воздуха при работе АБС.

Повышение давления: до тех пор пока от электронного блока не поступает сигналов камера управления мембраны (2), выпускного клапана соединена с атмосферой. Поступающее через вход (1) тормозное давление поднимает мембрану (3) и беспрепятственно передаётся на вход (4) тормозного цилиндра. Одновременно тормозное давление передаётся мимо незатянутого якоря (8) в камеру управления мембраной (6) и поддерживает выпускной клапан в закрытом состоянии. Если водитель АТС понижает тормозное давление, сжатый воздух из тормозной камеры выходит через вход (1). При определенных условиях открывается и выпускная мембрана магнитного клапана, помогая быстрейшему растормаживанию колесного тормоза.

Поддержания давления: по средствам активизации электромагнит (10) через уплотнитель якоря (11) в регулировочную камеру (2) передается тормозное давление. Это приводит к закрытию мембранного клапана, разделяет вход (4) от входа (1) и предотвращает, таким образом, поступление сжатого воздуха в тормозную камеру.

Понижение давления: для понижения давления возбуждаются обмотки обоих электромагнитов. Действие электромагнита (10) приводит, как описано при поддержании давления, к прекращению подачи сжатого воздуха. Одновременно возбуждается электромагнит (9) таким образом, что полость управления мембраны выпускного клапана через уплотнитель якоря (6) соединяется с атмосферой. При этом имеющийся в тормозном цилиндре сжатый воздух поступает через уплотнитель мембраны (5) к клапану выпуска воздуха и далее в атмосферу.

Рисунок 4.6 - Принципы работы модулятора

4.2 Обоснование выбора материалов и способов упрочнения основных деталей

Особенности использования автомобиля не позволяют при разработке его конструкции с целью повышения надежности и увеличения ресурса идти по пути увеличения сечения, габаритных размеров и массы деталей. Поэтому к материалам, применяемым при его производстве, предъявляются высокие требования. Они должны обеспечивать статическую и динамическую прочность изготовляемых из них деталей, гарантировать высокую износостойкость трущихся поверхностей, а в ряде случаев также температурную и коррозийную стойкость.



5. Методика расчета, определение основных параметров и расчет проектируемого узла

Расчет процесса торможения проводится в три этапа

1) Расчет процесса торможения при идеальном распределении тормозных сил, т.е. когда тормозные силы пропорциональны осевым нагрузкам. По результатам расчетов первого этапа выбираются энергоемкость тормозных механизмов, и определяется их силовые характеристики, выбирается типоразмер тормозных камер и величина давления сжатого воздуха в приводе;

2) Расчет процесса торможения, обеспечиваемого реальной тормозной системой, параметры которой выбраны на основании анализа результатов первого этапа расчетов и с учетом применения узлов и аппаратов первого этапа расчетов и с учетом применения узлов и аппаратов нормализованного ряда, при постоянном отношении тормозных моментов передних и задних тормозов.

Определяется соответствие (несоответствие) эффективности тормозной системы и характера распределения тормозных сил между осями нормативным требованиям отраслевого стандарта ОСТ 36.001.016-70 и Правил №13 ЕЭК ООН, а также определяется необходимость применения регуляторов тормозных сил;

3) Расчет процесса торможения, обеспечиваемого реальной тормозной системой с применением регуляторов тормозных сил, автоматически изменяющих отношение тормозных моментов передних и задних тормозов. В процессе расчета определяются установочные параметры регуляторов тормозных сил. По результатам расчетов уточняются параметры привода тормозов, и делается заключение о соответствии тормозных свойств автомобиля нормативным требованиям ОСТ 36.001.016-70 и Правил №13 ЕЭКООН.

Расчет ведется как для груженного, так и для порожнего состояния автомобиля, относительно коэффициента торможения гт, которое принимает значение от 0 до 0,8.

5.1 Математическое моделирование и определение основных параметров проектируемого механизма (системы).

Исходные данные представлены в таблице 5.1

Таблица 5.1 - Исходные данные

Полная масса	mп=18000
Снаряженная масса	mа сн = 12300 кг
Координаты центра тяжести снаряженной массы	a=3900 мм b=1955 мм h=1005 мм
Координаты центра тяжести полной массы	a=4000 мм b=2004 мм h=1007 мм
Расстояния между осями:	L 1-2 = 5900 мм
Радиус качения колеса динамический:	rк = 0,472 м
Радиус колеса статический	rст=0,456м
Тормозная система - пневматическая.
Колесный тормоз - дисковый

Расчетная схема представлена на рисунке 5.1



Рисунок 5.1 - Схема сил и реакций, действующих на электробус при торможении.

Для электробуса нагрузка на колесах при торможении определяется по следующим формулам

; (5.1)

. (5.2)

Gэ - вес электробуса

Исходя из условий идеального распределения тормозных сил, оптимальное значение тормозных сил на колесах передней и задней осей находим по формулам (5.3), (5.4), (5.5), (5.6).

- для снаряженного

; (5.3)

. (5.4)

- для загруженного



; (5.5)

. (5.6)

Для загруженного электробуса

;

.

Для пустого электробуса

;

.

Оптимальное значение тормозных моментов на передних и задних колес находим по формулам:

? для загруженного

; (5.7)

;

; (5.8)

.

? для порожнего

; (5.9)

;

; (5.10)

.

Выбор типоразмера тормозных камер и величину рабочего давления сжатого воздуха в приводе тормозов, обеспечивающих заданную эффективность тормозной системы, приводится исходя из следующих предпосылок

- тормозная сила задних колес должна обеспечить реализацию сцепного веса задних колес груженого автомобиля в статическом состоянии на дороге с коэффициентом сцепления не менее 0,65.

- тормозная сила передних колес должна быть не менее оптимального ее значения при торможении груженого автомобиля с замедлением 0,6g.

; (5.11)

Нм;

; (5.12)

Нм.

Зависимость тормозной силы на колесе от усилия на штоке тормозной камеры выражается формулой

, (5.13)

где А - коэффициент усиления тормозного механизма; Q - сила на штоке тормозной камеры, Н.

Для определения коэффициента усиления проводится силовой анализ тормозного механизма.

Определяется эффективный радиус трения

, (5.14)

где R - наружный радиус диска, R = 0,215 м; r - внутренний радиус диска, r = 0,125 м.

м.

Рисунок 5.2 - Расчетная схема нагружения тормозного диска

Тормозной коэффициент дискового тормозного механизма определяется по формуле

, (5.15)

где - коэффициент трения, = 0,4.

Тормозной момент рассчитывается по формуле

, (5.16)

где м - коэффициент трения; i - передаточное отношение тормозного механизма; Q- сила на штоке тормозной камеры; з- коэффициент полезного действия тормозного механизма; rм- эффективный радиус трения диска.

На этапе разработки в конструкцию закладываются значения каждого из вышеприведенных параметров, и тем самым обеспечивается необходимый тормозной момент. [7]

Рисунок 5.3 - Дисковый тормоз: 1 - разжимной кулак; 2 - силовая планка; 3 - тормозная камера; 4 - накладки; 5 - диск

Учитывая, что сила на штоке тормозной камеры, является функцией хода штока, более целесообразно выразить передаточное отношение тормозного механизма как функцию хода штока тормозной камеры.

Передаточное отношение представляет собой отношение хода штока тормозной камеры к ходу силовой планки на элементарном участке

. (5.17)

При повороте разжимного кулака на угол ц, ход штока тормозной камеры будет равен

, (5.18)

где b - расстояние от оси вращения кулака до центра поворота штока тормозной камеры; c - плечо разжимного кулака; б - угол между b и c.

Для уменьшения погрешности регулировки зазора, которое приводит к разности хода штока тормозных камер и повышения устойчивости автомобиля при торможении посредством уменьшения разности тормозных моментов на механизмах одной оси было бы более целесообразным обеспечить постоянство передаточного отношения. Поэтому применяем ш = 1080 [16].

Дифференцируя последнее уравнение по L получим

, (5.19)

где из вышеприведенных выражений

L (5.20)

Последние две формулы выражают передаточное отношение тормозного механизма как функцию хода штока тормозной камеры.

На рисунке 5.4 представлен результат расчета передаточного отношения для угла ш = 1080, определяющих положение эксцентриситета и постоянных значений параметров б = 450, b = 160 мм, с = 76 мм,е = 5мм.

Рисунок 5.4 - Результат расчета передаточного отношения

Таким образом передаточное отношение тормозного механизма i=15,3.

Выбор значения передаточного отношения применяется исходя из значений тормозного механизма аналогов, которое составляет i?15.

Усилие на штоке тормозной камеры определяется по формуле

, (5.21)

где A - коэффициент усиления тормозного механизма.

;

.

Подставляя значения Т1 и Т2 из формул (5.11) и (5.12) в эту формулу определяется усилие на штоке тормозной камеры

? для задних тормозных камер

Н. (5.22)

? для передних тормозных камер

Н. (5.23)

Определяется тип тормозной камеры из нормализованного ряда для грузовых автомобилей в зависимости от величины рабочего давления сжатого воздуха в приводе тормозов и выбирается тормозная камера типа 20 или 24. Площадь тормозной камеры типа 20 равна S = 0,0129 м2; площадь тормозной камеры типа 24 равна S = 0,0155 м2.

Усилие на штоке тормозной камеры определяется по формуле

, (5.24)

где р - рабочее давление в тормозном приводе, р = 0,6 МПа; FПР - усилие пружины, FПР = 345 Н.

Тип 20

Н.

Тип 24

Н.

Тормозная камера типа 20 применяется для передних тормозов. Тормозная камера типа 24 применяется для задних тормозов. [7]

5.2 Процесс торможения при постоянном отношении тормозных моментов передних и задних тормозов

Оптимальное значение суммарной тормозной силы, обеспечивающее требуемый коэффициент торможения, находится по формуле

. (5.25)

С другой стороны, суммарная тормозная сила равна сумме тормозных сил действующих на колесах передней и задней осей определяется по формуле

(5.26)

Из условия постоянного отношения тормозных моментов передних и задних тормозов давления сжатого воздуха в тормозных камерах передних и задних тормозов будет одинаковым, то есть р1 = р2 = р.

; (5.27)

. (5.28)

Суммарная тормозная сила определяется по формуле

.

Последняя формула преобразуется и в ней заменяется Т на Gэ по формуле (5.25), и определяется зависимость между давлением в приводе тормозов и коэффициентом торможения

. (5.29)

Реализуемое сцепление, определяющие характер распределения тормозных сил между осями в процессе торможения, находятся по формулам

; (5.30)

. (5.31)

Значении тормозных сил Т1 и Т2 определяется по формулам (5.25) и (5.26) подставляя в нее давление определенное по формуле (5.27) [8]

Таблица 5.1 - Значения величин р, Т1 и Т2, ц1 и ц2 в зависимости от коэффициента торможения автомобиля при постоянном отношении тормозных моментов переднего и заднего тормозов

т	0	0,1	0,2	0,3	0,4	0,5	0,6	0,7	0,8
загруженный электробус
р, МПа	0,024	0,100	0,182	0,269	0,361	0,458	0,559	0,620	0,683
Т1, Н	0	4032,4	8494,5	13245,3	18276,7	25380,7	29149,8	32031,3	34976,4
Т2, Н	0	5130,1	10484,6	16185,6	22223,2	28588,0	35270,9	38728,8	42262,9
т	0	0,1	0,2	0,3	0,4	0,5	0,6	0,7	0,8
1	0	0,12	0,22	0,32	0,41	0,49	0,56	0,60	0,63
2	0	0,09	0,18	0,28	0,39	0,51	0,63	0,70	0,77
Порожний электробус
р, МПа	0,020	0,054	0,085	0,115	0,145	0,175	0,206	0,221	0,236
Т1, Н	0	1523,1	3178,5	4834,0	6489,4	8144,8	9800,3	10628,0	11455,7
Т2, Н	0	2118,9	4105,4	6091,9	8078,4	10065,0	12051,5	13044,8	14038,0
1	0	0,06	0,13	0,19	0,25	0,30	0,35	0,38	0,40
2	0	0,17	0,34	0,55	0,79	1,07	1,40	1,59	1,81

1) Рабочая тормозная система проектируемого электробуса при постоянном отношении тормозных моментов передних и задних тормозов для загруженного состояния электробуса удовлетворяет нормативным требованиям отраслевого стандарта ОСТ 37.001.016 - 70 по эффективности торможения (при давлении сжатого воздуха в приводе равном 0,56 МПа замедление составляет 0,65g) и нормативным требованиям правил № 13 ЕЭК ООН по распределению тормозных сил между осями (кривые реализуемого сцепления в зависимости от коэффициента торможения и соотношение между коэффициентом торможения и давления не выходят за пределы граничных зон);

2) Для порожнего состояния электробуса рабочая тормозная система не удовлетворяет нормативным требованиям ОСТ 37.001.016-70 по эффективности торможения (при замедлении автомобиля более 4 м/сек2 происходит блокировка колес задней оси на сухой дороге) и нормативным требованиям Правил №13 ЕЭК ООН по распределению тормозных сил между коэффициентом торможения и давлением не вписываются в граничные зоны.

Проведенный анализ указывает на необходимость применения регулятора тормозных сил, автоматически изменяющего соотношение давления сжатого воздуха в тормозных камерах передних и задних тормозов в зависимости от изменения нагрузки.

5.3 Прочностной расчет тормозного диска

Тормозной диск представляет собой непосредственно диск 1 (см. рисунок 5.5), имеющий вентиляционные каналы, позволяющие снизить тепловую напряженность диска, тонкостенный стакан 2, обеспечивающий упругую компенсацию радиального теплового расширения диска, и крепежный фланец 3.

Рисунок 5.5 - Тормозной диск

Все элементы тормозного диска работают на кручение, создаваемое тормозными силами и прикладываемыми к поверхности тормозного диска. Рассчитаем на кручение самое слабое звено - цилиндрическую поверхность стакана. Возникающие касательные напряжения в нем равны

ф = M/ Wс,



где M - момент кручения, создаваемый тормозной силой.

M = Т ? Rср.

Wс - полярный момент сопротивления для кольцевого сечения

Wс = 2рR2s,

где R - внешний радиус кольца по компоновке R = 0,11 м; s - толщина стенки кольца; T - тормозная сила, T = 42262,9 Н; Rср - эффективный радиус трения Rср = 0,125 м.

Выразим толщину стенки стакана

s= k?Т? Rср /(2рR2),

где k=0,19 - коэффициент учитывающий термические напряжения.

s=0,0127м.

Следовательно

ф = 20МПа < [ф].

В качестве материала для диска принимаем чугун СЧ25, с пределом прочности при кручении - 25 МПа, используемый в ответственных изделиях.

5.4 Расчет эффективности стояночной тормозной системы

По ГОСТ 22895-77 эффективность стояночной тормозной системы должна быть такой, чтобы суммарная тормозная сила, развиваемая тормозными механизмами этой системы, должна обеспечить удержание полностью загруженного электробуса на уклоне, заданном техническими условиями, но не менее 20% для категории М3.[2 с. 7].

В качестве стояночной тормозной системы используются пружинные энергоаккумуляторы, воздействующие на колесные тормозные механизмы, установленные на третьем и четвертом мостах.

Тормозной момент, создаваемый одной камерой с энергоаккумулятором, при ходе штока 40 мм, составляет Mт к э-24 = 10000 Н·м.

Полная масса - mэ = 18000 кг.

Статический радиус колеса шасси - rст = 0,456 м.

Уклон, на котором электробус удерживается стояночной тормозной системой, определим исходя из уравнения:

; (5.32)

; (5.33)

Тогда:

; (5.34)

Уравнение (5.40) представляет собой уравнение вида [5 с. 170-171]:

; (5.35)

;

В данном случае, после преобразований уравнения (5.17) имеем:

; (5.36)

; (5.37)

Тогда:

; (5.38)

; (5.39)

; (5.40)

где: МТС - тормозной момент, развиваемый на колесах электробуса при работе стояночной тормозной системы, Нм;

- угол продольного уклона дороги, градус;

i - искомый уклон, %.

При расчете стояночной тормозной системы принимаем f = 0,014.

Тогда:

;

;

i = 24,371 %.

Рассчитанное значение уклона (i) соответствует требованиям ГОСТ 22895-77 для автомобилей категории М3 (норматив - 20 %).[9]



5.5 Расчет модулятора АБС

Для функционального расчета цилиндра модулятора используем схему (рис.5.6). При этом искомыми параметрами примем объем подаваемой в рабочий тормозной цилиндр тормозной жидкости при затормаживании колеса и удаляемой из него при растормаживании колеса и силу со стороны электромагнита, необходимую для принудительного перемещения поршня 2.[10]

Рисунок 5.6- Схема к расчету модулятора: 1 - цилиндр; 2 - поршень; 3 - шток поршня; 4 - пружина

Необходимое усилие для перемещения поршня 2 определим, учитывая особенности конструкции модулятора, в котором поршневая и штоковая полости соединены между собой и имеют равное давление жидкости. Благодаря этому для перемещения поршня 2 требуется электромагнит небольшой мощности, усилие на сердечнике которого можно определить из выражения равновесия поршня 2 формула (5.41) и которое равно усилию пружины 4 (Рпр).