«Модернизация тормозного управления грузовых автомобилей»

При этом следует иметь в виду, что автомобильный транспорт является самым трудоемким и фондоемким видом транспорта, а издержки по содержанию автотранспорта в народном хозяйстве, превосходят расходы по всем другим видам транспорта вместе взятым.

В процессе эксплуатации техническое состояние автомобиля ухудшается, и надежность его снижается вследствие усталости, износа и коррозии деталей. Условия и характер работы деталей изменяются, снижается работоспособность, и ухудшаются эксплуатационные свойства автомобиля. Всё это снижает эффективность использования автопарка, а на ведомственных предприятиях отрицательно сказывается и на основном производстве. Поэтому важно поддерживать автопарк в исправном состоянии.

Мероприятия по поддержанию подвижного состава автомобильного транспорта в исправном и работоспособном состоянии разрабатываются на основе планово-предупредительной системы технического обслуживания и ремонта автомобилей. Планово-предупредительная система технического обслуживания и ремонта автомобилей является комплексом взаимосвязанных мероприятий, которая определяет технологию и организацию проведения работ по ТО и ремонту автомобилей для конкретных условий эксплуатации с целью обеспечения необходимых показателей качества. При этом трудовые и материальные затраты на поддержание подвижного состава в технически исправном состоянии весьма значительны и в течении нормативного срока службы автомобиля в несколько раз превышают затраты на его приобретение. Поэтому правильная организация проведения технического обслуживания и ремонта всего гаражного хозяйства является одним из главных резервов снижения себестоимости автоперевозок [1].

Безопасность движения автомобилей с высокими скоростями в значительной степени определяется эффективностью действия и безопасностью тормозов.

Эффективность тормозного пути определяется по определенной оценке тормозного пути или временем движения автомобиля до полной остановки. Чем эффективнее действие тормозов, тем выше безопасная скорость, которую может допустить водитель, и тем выше скорость движения автомобиля на всем маршруте.

Торможение необходимо не только для быстрой остановки автомобиля при внезапном появлении препятствий, но и как средство управления скоростью его движения.

Структура тормозного управления автомобиля и требования, предъявляемые к нему обусловлены ГОСТ-22895-95г. Согласно этому стандарту тормозное управление должно состоять из четырех систем: рабочей, запасной, стояночной и вспомогательной [2].

Системы могут иметь общие элементы, но не менее двух независимых органов управления. Каждая из этих систем включает в себя тормозные механизмы, обеспечивающие создание сопротивления движению автомобиля и тормозной привод, необходимый для управления тормозными механизмами.

До настоящего времени на большинстве автомобилях применяется тормозная система с барабанными колодочными тормозными механизмами.

Тормозное управление является важнейшим средством обеспечения активной безопасности автомобиля. В течение целого ряда лет, и особенно в последние годы, ведутся работы, направленные на повышение активной безопасности автотранспортных средств и в частности на совершенствование тормозных систем.

Разнообразие назначения тормозов, условий их использования и параметров машин привело к появлению большого количества тормозных устройств различных видов. До настоящего времени на грузовых автомобилях применялась тормозная система с барабанными колодочными тормозными механизмами и лишь в последние годы наметилась тенденция использования дисковых тормозных механизмов.

Основным достоинством дискового тормозного механизма является его высокая стабильность. В настоящее время стабильности отдаётся предпочтение перед эффективностью, так как необходимый тормозной момент можно увеличить увеличением приводных сил. Кроме того, дисковые тормоза по сравнению с барабанами, имеют повышенную удельную энергоёмкость и меньшую массу, более просты в управлении, обладают меньшим гистерезисом, благодаря чему повышается эффективность применения регуляторов тормозных сил. Всё это делает применение дисковых тормозных механизмов более предпочтительными, чем барабанных.

Таким образом, актуальность и значимость рассмотрения проблемы заключается в совершенствовании конструкции тормозной системы автомобиля Урал-4320.31, повышении безопасности его движения при снижении эксплуатационных затрат.

Целью дипломного проекта является разработка вентилируемой дисковой тормозной системы для автомобиля Урал-4320, конструктивно более эффективного, позволяющего повысить не только безопасность движения, но и увеличить ресурс автомобиля.

Для решения этой цели в проекте рассмотрены вопросы особенности конструкции тормозных систем, дана их сравнительная характеристика, поставлены и решены задачи по разработке конструкции дискового тормоза и проведены расчёты на прочность основных деталей тормоза. Особое внимание в проекте уделено военно-техническим и технико-экономическим вопросам применения дисковых тормозов.

Благоприятными результатами, получаемыми в результате выполнения проекта, являются снижение массы элементов тормозной системы, трудоёмкости обслуживания, при одновременном улучшении устойчивости и управляемости, обеспечении оптимального использования объёмов автомобиля.

Методологической основой исследования являются инструктивные материалы, монографии, статьи отечественных и зарубежных авторов, учебники и учебные пособия.

2. Сохранение устойчивости при торможении (критериями устойчивости служат: линейное отклонение, угловое отклонение, угол складывания автопоезда.)

3. Стабильность тормозных свойств при неоднократном торможении.

4. Минимальное время срабатывания тормозного привода.

5. Силовое следящее действие тормозного привода, то есть пропорциональность между усилием на педаль и приводным моментом.

6. Малая работа управления тормозными системами - усилие на тормозные педали в зависимости от назначения автотранспортного средства должно быть в пределах 500….7ОО Н, ход тормозной педали 80…180мм.

7. Отсутствие органомптических явлений (слуховых).

8. Надежность всех элементов тормозных систем, основные элементы должны иметь гарантированную прочность, не должны выходить из строя на протяжении гарантированного ресурса, должна быть также предусмотрена сигнализация, оповещающая водителя о неисправности тормозной системы.

В соответствии с ГОСТ 22895-95 тормозное управление должно включать следующие тормозные системы:

- рабочую

- запасную

- стояночную

- вспомогательную (тормоз-замедлитель), обязательную для автобусов полной массой свыше 5 т. и грузовых автомобилей массой свыше 12 т., предназначенную для торможения на длительных спусках и поддерживающих скорость 30км/ч на спуске с уклоном 7% протяженностью 6км.

Каждая из перечисленных тормозных систем включает один или несколько тормозных механизмов и тормозной привод.

Принудительное замедление может осуществляться различными способами: механическим, гидравлическим, электрическим, внеколесным.

Наиболее широко используются фрикционные тормозные механизмы. На легковых автомобилях большого класса часто используются дисковые тормозные механизмы на передних колесах и барабанные колодочные на задних колесах.

На грузовых автомобилях независимо от их грузоподъемности устанавливаются барабанные колодочные тормозные механизмы. Лишь в последние годы наметилась тенденция использования дисковых механизмов для грузовых автомобилей.

Барабанные ленточные тормозные механизмы в качестве колесных в настоящее время не применяются совсем. В редких случаях их применяют как трансмиссионные для стояночной тормозной системы (МАЗ, Белаз-540)

Гидравлические и электрические тормозные механизмы используют как тормозо-замедлители. На ряде автомобилей тормозом-замедлителем является двигатель, впускной коллектор перекрывается стальной заслонкой.

Механический привод, состоящий из тяг и рычагов, применяют в основном в тормозных системах с ручным управлением ( вспомогательная тормозная система -,,стояночный- тормоз’’).

В данном приводе для включения тормозного механизма используется мускульная энергия водителя. Простота конструкции и неизменная во времени жесткость механического привода делают его наиболее применяемым для стояночной тормозной системы.

Гидравлический привод применяется в рабочей тормозной системе легковых автомобилей и грузовых малой и средней грузоподъемности. В данном приводе усилие оси педали к тормозным механизмам передается жидкостью. Для включения тормозов используется мускульная энергия водителя. Для обеспечения водителю работы по включению тормозов нередко применяют гидравлический привод с вакуумным (ГАЗ-66) или пневматическим усилителем (Урал-4320).

В настоящее время начинают получать распространение гидравлический привод с насосом. В этом случае для включения тормозных механизмов и создания, необходимых для быстрого торможения автомобиля тормозных моментов на колесах используется энергия двигателя приводящего в действие гидравлический насос непосредственно, или через какой-либо агрегат силовой передачи автомобиля.

Пневматический привод широко используется в тормозной системе тягачей, грузовых автомобилей средней и большой грузоподъемности и автобусов. В тормозной системе с пневматическим приводом тормозные механизмы включаются за счет использования энергии сжатого воздуха.

На длиннобазных автомобилях и тягачах большегрузных автопоездов часто используются комбинированный привод гидропневматический. В данном приводе для увеличения тормозных усилий используется энергия сжатого воздуха, а передача их к тормозному механизму осуществляется жидкостью.

Электрический привод необходим на автопоездах, так как при этом достигается наиболее простой способ передачи энергии на большие расстояния при весьма малом времени на срабатывания тормозной системы.

Для оценки конкретных конструкций тормозных механизмов необходимо дополнительно пользоваться расчетными нормативами (давление на колодке, нагрев тормозного барабана). До настоящего времени считалось, что барабанные тормозные механизмы наиболее удовлетворяют требованиям безопасности движения, но в связи с возросшими скоростями движения автомобиля, повышаются и требования безопасности движения, во многом зависящих от тормозных качеств автомобиля.

Сравнительные стендовые испытания различных вариантов конструкций закрытых дисковых и барабанных тормозных механизмов для автомобилей выявили, что наилучшими показателями по стабильности выходных параметров, теплонапряженности и массе обладает дисковый тормоз с двумя поверхностями трения, пневматическим приводом и усилителем

На основе требований проведён анализ существующих конструкций тормоз-ных механизмов. Было обосновано и доказано, что тормозной механизм, который в настоящее время устанавливается на автомобиль семейства «Урал» не в полной мере отвечает требованиям, предъявляемым к тормозным механизмам.

Приведены обоснования с последующим расчётом разрабатываемой конст-рукции с тормозными накладками из нового фрикционного состава на основе ис-кусственных минеральных волокон, которые позволяют увеличить срок службы тормозных накладок, периодичность технического обслуживания и ремонта, про-ведение регулировочных работ, что связано с уменьшением, времени и трудоёмкости проведения технического обслуживания и ремонта.

В ходе проектирования произведены расчёты:

1. Дискового тормозного механизма

2. Регулятора тормозных сил

3. Нагрузок в элементах тормозных систем

4. Экономического эффекта

В результате применения дисковых тормозных механизмов на передних колесах удалось добиться ряда преимуществ по сравнению с прототипом:

- меньшая масса по сравнению с барабанными тормозными механизмами;

- лучшая управляемость автомобиля на скользкой дороге;

- хорошая стабильность;

- при осуществлении экстренного торможения исключается движение автомобиля юзом и боковой занос;

- спроектированная тормозная система обеспечивает наилучшую безопасность движения на высоких скоростях движения;

- более надежна;

- хорошее охлаждение;

- данная тормозная система проста в обслуживании;

- эффективна при внедрении;

- может применяться как на боевых машинах, так и на технике народного хозяйства.

Использование на автомобилях Урал-4320 оригинальной конструкции дискового тормоза повышенной эффективности позволит значительно улучшить тормозные свойства и повысить активную безопасность автомобиля, которая, в свою очередь, позволит уменьшить возникновение аварийных ситуаций в условиях интенсивного транспортного потока и повысить конкурентоспособность автомобиля на внешнем рынке.

Таким образом, приведенные выше преимущества дискового тормоза с двумя поверхностями трения перед стандартной тормозной системой автомобиля Урал-4320 с барабанными тормозными механизмами, доказывают целесообразность его широкого внедрения.

6.Гольд В.В. Конструирование и расчет автомобиля: Машгиз,1962.

7.И.Н. Успенский, В.В. Коняшов, Проектирование тормозов; Горький 1977.

8.А.К. Фрумкин. Рабочие процессы и расчеты автомобиля; Москва 1979.

9.Атоян К.М., Каминский Я.Н., Старинский А.Д. «Пневматические системы автомобилей», Москва, «Транспорт» 1989 г.

10.Бухарин А.А. «Тормозные системы автомобилей», Москва, «Машизд», 1950 г.

11.Гуревич П.В. «Перспективный тормозной привод», Автомобильная промышленность, 1985 г. №2

12.Гуревич П.В., Меламуд Р.А. «Тормозное управление автомобилем», Москва, «Транспорт», 1978 г.

13.«Армейские автомобили» Конструкция и расчёт, Часть 1, 2, Под редакцией А.С. Антонова.

14.Н.Н. Вишняков, В.К. Вахламов, А.Н. Нарбут «Автомобиль. Основы конструкции» Москва, «Машиностроение», 1986 г.

15.ГОСТ – 4365 – 89 г Приводы пневматических тормозных систем. Технические требования. ГОСТ – 2285 – 95 г. Тормозные системы автотранспортных средств.

16. Артамонов. В.И. Конструирование и расчет автомобиля. М.: Транспорт, 1982. – 420 с.

17. Афанасьев Л.Л., Колясинский Б.С., Маслов А.А. Гаражи и станции ТО. Альбом чертежей. М.: Транспорт, 1980. – 216 с.

18. Беклешов. В.К. Технико-экономическое обоснование дипломных проектов: Учебное пособие для вузов. – М.: Высш. шк., 1991. – 176 с.

19. Власов В.М., Жанказиев С.В., и др. Техническое обслуживание и ремонт автомобилей. Учебник для студ. Учреждений сред. Проф. образования. – 2-е изд., стер. – М.: Издательский центр «Академия», 2004. – 480 с.

20. Дунаев П.Ф. Леликов О.П. Конструирование узлов и деталей машин: Учеб. Пособие для студ. техн. спец. вузов/П.Ф. Дунаев, О.П.Леликов./-8-е изд., перераб. и доп. М.: Издательский центр «Академия», 2003г. – 496 с.

21. Коган Э.И., Хайкин В.А. Охрана труда на предприятиях автомобильного транспорта. ? М.: Транспорт, 1984. -327с.: ил.

22. Коноплев В.Н. Техническое обслуживание и ремонт автомобилей. – Ростов на Дону.: Издательский центр «Феникс», 2004.

23. Луковников А.В., Шкрабак В.С. Охрана труда: Учебники для вузов. - 6-е изд., перераб. и доп. - М.: Агропромиздат, 2007. - 517 с.: ил.

24. Напольский Г.М. Технологическое проектирование автотранспортных предприятий и станций технического обслуживания: Учебник для вузов.-2-е изд., перераб. и доп.- М.: Транспорт, 1993. – 271 с.

25. Решетов Д.Н. Детали машин: Учебник для студ. машиностроит. и механич. спец. вузов – М.: Машиностроение, 1989 г. – 495 с., ил.

26. Справочник по оборудованию для технического обслуживания и ремонта тракторов и автомобилей. М.: Россельхозиздат, 1978. – 270 с.: ил.