Библиографическое описание:

Тюрин С. В., Бойко Г. В., Федотов В. Н., Гавриченко А. С. Режимы стендовых испытаний для экспресс оценки долговечности тормозных накладок микроавтобусов семейства ГАЗ // Молодой ученый. — 2016. — №14. — С. 178-182.



В работе приведены результаты расчета режимов торможения микроавтобусов ГАЗель ГАЗ 3221 (маршрутных такси) для ускоренных стендовых испытаний фрикционных накладок передних тормозных механизмов.

Основная масса маршрутных такси — это микроавтобусы ГАЗель ГАЗ-3221 и их модификации. Эксплуатационные режимы маршрутных такси, обусловленные частыми посадками высадками пассажиров, требуют обеспечение надежности работы тормозного управления. К числу деталей тормозной системы, определяющих техническое состояние автомобиля по требованиям безопасности, относятся накладки тормозных колодок. Накладки проверяются на прочность и долговечность. Если испытания на прочность кратковременны, то долговечность накладок проверяется длительными испытаниями на износ в объеме пробега до ТО-1 (не менее 10000 км). Поэтому разработка типовых режимов ускоренных стендовых испытаний на износ колодок маршрутных такси является актуальной и имеет практическую ценность. Требования к испытаниям изложены в ГОСТе 30480–97 “Методы испытаний на износостойкость”, который устанавливает общие требования к испытаниям на износостойкость на различных стадиях жизненного цикла изделий.

Исходные данные для режимов торможения получены по результатам исследования режимов движения такси на маршруте № 20 ДЦ — ТЗР — ДЦ. Общая протяженность данного маршрута составляет 34 км. Данный маршрут был разбит на три участка.

I участок: ДЦ — пл. Ленина (3,0 км), колонное движение, маневр затруднен из-за высокой плотности транспортного потока в центре города, большим количеством перекрестков, светофоров и пешеходных переходов. II участок: пл. Ленина — ул. Штеменко (8,5 км), свободное движение транспортного потока, свобода маневра ограничена правилами дорожного движения. III участок: ул. Штеменко — ТЗР (5,5 км), групповое движение транспортного потока, маневр ограничен движением по одной полосе, большим количеством перекрестков, светофоров и пешеходных переходов.

Расчеты проводились в следующем порядке по участкам:

Определение временных и скоростных характеристик торможения: общее время торможения, количество торможений до остановки, длительность торможений до остановки, средняя начальная скорость торможения до остановки, интервалы скоростей притормаживания и время притормаживания, табл. 1 и 2.

Таблица 1

Характеристики режима торможения при движении от ДЦ до ТЗР

Наименование параметров

I участок

II участок

III участок

Количество торможений на 1 км

2,3

2,0

3,2

Время торможения до остановки от общего времени торможений, %

82

67

80

Среднее время торможения до остановки, с

7,7

8,9

14,1

Средняя начальная скорость торможения до остановки, км / ч

33,3

45,0

43,1

Таблица 2

Среднее время притормаживания иего доля от общего времени торможения по участкам при движении от ДЦ до ТЗР (с /%)

Интервалы скоростей торможения

I участок

II участок

III участок

От 70 до 40 км / ч

10,3 / 18

9 / 4

От 50 до 20 км / ч

12 / 15

12,3 / 16

От 30 до 20 км / ч

10 / 18

Определение силовых характеристик торможения, температурного режима и пути трения накладок: тормозные моменты на тормозном диске, давления, действующие во фрикционной паре накладка — тормозной диск, поверхностная температура, удельная работа сил трения, путь трения на 1 км маршрута. При расчете использовались следующие параметры автомобиля: полная масса 3500 кг, площадь накладки (типа ТИИР-250) 5256 мм2, коэффициент трения по диску 0,35, радиус колеса (модель 175К16С) 345 мм [1]. Расчеты момента торможения, силы давления, действующей на накладки, и удельной работы трения выполнялись по методике, изложенной в работе П. П. Лукина, Г. А. Гаспарянц, В. Ф. Родионова [2].

Лабиринт Момент торможения может быть найден по формуле (1)

, (1)

где F' — сила торможения на колесах.

Принимая во внимание, что торможение осуществляется в основном за счет работы передних тормозных механизмов, формула (1) для режима торможения “до остановки” на одно колесо примет вид (2)

, (2)

где VT средняя начальная скорость до торможения;

tT среднее время торможения;

r ср — радиус приложения на диск равнодействующей сил трения;

m a — масса автомобиля.

С другой стороны тормозной момент на тормозном диске равен

, (3)

отсюда

, (4)

Лабиринт где f — коэффициент трения тормозных накладок по диску, принят

равным 0,35;

N — суммарная сила прижатия накладки к диску.

Давление p = , действующее во фрикционной паре накладка — тормозной диск, не должно превышать допускаемого значения 0,8–1,2 МПа [3].

Удельная работа трения

, (5)

где V1 — скорость автомобиля в начале торможения;

V2 — скорость автомобиля в конце торможения;

F — суммарная площадь всех фрикционных накладок.

Тормозной путь определяем по формуле

, (6)

где n — количество торможений на 1 км пути в интервале скоростей V1-V2.

Путь трения на 1 км пути S* равен

Лабиринт , (7)

где SH — путь, пройденный накладкой;

S — длина участка.

Путь, пройденный накладкой, равен

. (8)

Результаты расчетов приведены в табл. 3 и 4. [4]

Таблица 3

Статические, временные исиловые характеристики режима торможения маршрутного такси от ДЦ до ТЗР при полной остановке

Характеристики

режима торможения по участкам

Мтор,

N,

H

p,

МПа

L уд 104,

St,

м

SH,

м

S*, м/км

I

262,8

3003,4

0,57

712

106,8

38,7

12,9

II

307,2

3510,9

0,67

1301

334,5

121,2

14,3

III

186,2

2128,0

0,40

1193

371,8

134,7

24,5

Таблица 4

Статические, временные исиловые характеристики режима притормаживания маршрутного такси от ДЦ до ТЗР

Характеристики режима торможения по участкам иинтервалам

скоростей

М тор,

N,

H

p,

МПа

Lуд 104,

St,

м

SH,

м

S*,

м/км

I

70–40, км/ч

50–20, км/ч

30–20, км/ч

60,8

695

0,13

321

62,4

22,6

7,5

II

70–40, км/ч

177,0

2023

0,38

2119

441,2

159,9

18,8

50–20, км/ч

151,9

1736

0,33

1349

264,4

95,8

11,3

30–20, км/ч

III

70–40, км/ч

202,5

2314

0,44

2119

117,7

42,6

7,7

50–20, км/ч

148,2

1687

0,32

1349

422,4

153,0

27,8

30–20, км/ч

Построение и анализ графиков движения маршрутного такси на 1 км пути (в виде усредненного графика зависимости скорости автомобиля от времени, рис.1, 2 и 3).

Лабиринт Рис. 1. Усредненные режимы движения автомобиля на 1 км пути на I участке (в направлении ДЦ — ТЗР). Цифрами указаны давления во фрикционной паре (МПа)

Рис. 2. Усредненные режимы движения автомобиля на 1 км пути на II участке (в направлении ДЦ — ТЗР). Цифрами указаны давления во фрикционной паре (МПа)

Рис. 3. Усредненные режимы движения автомобиля на 1 км пути на III участке (в направлении ДЦ — ТЗР). Цифрами указаны давления во фрикционной паре (МПа)

Анализ графиков (см. рис. 1,2,3) показывает, что на 1 км маршрута такси:

– на I участке тормозит до полной остановки 2 раза, притормаживает 1 раз с 30 до 20 км/ч. Время торможения 18,4 с, что составляет 15 % от общего времени проезда 1 км маршрута;

– на II участке тормозит до полной остановки 1,4 раза, притормаживает 2 раза с различными интервалами скоростей. Время торможения 19,2 с, что составляет 19 % от общего времени проезда 1 км маршрута;

– на III участке тормозит до полной остановки 2,4 раза, притормаживает 2 раза с различными интервалами скоростей. Время торможения 42,9 с, что составляет 29 % от общего времени проезда 1 км маршрута.

Исключив время разгона и равномерного движения, получим соответствующее ускорение режима проведения стендовых испытаний. Коэффициент ускорения Ку рассчитывается по формуле (9):

, (9)

где Tобщ, Tр, TД соответственно: общее время, время разгона и время равномерного движения.

При этом во время испытаний значения температуры во фрикционной паре не должны превышать 100–120 0С. Значения коэффициентов ускорения приведены в табл. 5, режимы ускоренных испытаний — в табл. 6.

Лабиринт Таблица 5

Значения коэффициентов ускорения для соответствующих участков маршрута внаправлении ДЦ— ТЗР.

Участок маршрута

Коэффициент ускорения

I

6,7

II

5,3

III

3,4

Таблица 6

Режимы стендовых испытаний для экспресс-оценки долговечности тормозных накладок эквивалентные пробегу 3 км вгородских условиях

участка

p, МПа

t, с

Sт, м/км

I

0,57

7,7

35,6

0,13

3,0

20,8

0,57

7,7

35,6

II

0,67

6,3

39,3

0,38

3,4

51,9

0,33

3,2

31,1

0,67

6,3

39,3

III

0,40

11,2

67,6

0,44

1,4

21,4

0,40

11,2

67,6

0,32

7,9

76,8

0,40

11,2

67,6

Анализ табличных данных показывает, что режим испытаний эквивалентен движению на 3 км маршрута с торможениями до полной остановки 7 раз, притормаживанием 5 раз с различными интервалами скоростей. Коэффициент ускорения Ку при этом будет равен 5,1.

Режим проведения стендовых испытаний можно еще ускорить, если иметь экспериментально определенную зависимость износостойкости материала накладок от температуры.

Литература:

  1. Автомобили семейства “ГАЗель” // Руководство по эксплуатации 3302–3902010 РЭ. — Н. Новгород, ОАО “ГАЗ”, 2001, — 165 с.
  2. Лукин П. П., Гаспарянц Г. А., Родионов В. Ф. Конструирование и расчет автомобиля. — М.: Транспорт, 1984, — 290 с.
  3. Александров М. П. Тормозные устройства: справочник. — М.: Транспорт, 1985,-356 с.
  4. Tujrin, S., Boyko, G., Revin, A., Fedotov, V. Research to longevity brake lines on the exploitations (2015) Transport Problems, 10 (2), pp. 75–81.
Основные термины (генерируются автоматически): км маршрута, стендовых испытаний, Время торможения, различными интервалами скоростей, маршрутных такси, полной остановки, режимов торможения, ускоренных стендовых испытаний, режима торможения, характеристик торможения, Коэффициент ускорения, проведения стендовых испытаний, Коэффициент ускорения Ку, режимов торможения микроавтобусов, передних тормозных механизмов, фрикционной паре накладка, Значения коэффициентов ускорения, Характеристики режима торможения, большим количеством перекрестков, транспортного потока.

Обсуждение

Социальные комментарии Cackle
Задать вопрос