Sistemul de frânare a vehiculului (formula fizică și teorie)

Din ceea ce este sistemul de frânare:
1) Unitatea de pedală este pârghia care mărește forța generată de picior (raportul pedală).
2) Cilindru principal (GTZ)
3) Linia de frână
4) Valve pentru balanța de conformitate. Sistemul de frânare poate avea următoarea valvei dintre GTZ și etriere: supapa de presiune reziduală, contorizarea, combinat proporțional sau restrictiv.
5) Etrier de frână
6) Plăcuțele de frână
7) Discuri de frână

** Deci, începem cu elementele de bază (fizica) **

forța de frânare
Acest cuplu generat de raza efectivă a discului de frână al plăcuțelor de frână presare forța și coeficientul de frecare dintre pad și discul. Este forța cu care roata este încetinit cu autobuzul. Principalele componente care afectează forța de frânare - este cât de mult blocuri comprimate, și cât de departe de centrul butucului al forței aplicate. Prin urmare, dimensiunea mai mare a discului de frână, mai multă forță de compresie este aplicată de centrul roții și astfel crește forța de frânare (efectul de pârghie). Este ca atunci când trebuie să deșurubați șurubul acrit, cu cât cheia (brațul) cu atât mai ușor este.
forța recomandată rascschityvaetsya următoarea formulă:

TCP = MOP x (raza pneului de rulare)

coeficient de tracțiune a pneurilor este destul de dificil de calculat, poate fi 0.1-1.4 pe gheață pentru pista de curse uscat cu alunecos. Dacă nu-l cunosc, apoi utilizați la 1.

Rețineți că trebuie să ia în considerare transferul de greutate, ca atunci când frânarea partea din spate este descărcată și cu încărcare frontală.

înainte de:
SSEL = μ * Bcn / 2
Bcn Vm * = ((1-Htsg / CB) + (μ * Ytsg / KB))
Înapoi:
CCG = μ * ZDF / 2
FAZ = Wb - Bcn

După calcule exacte, putem înțelege cât de mult avem nevoie de frânele se răcească și ceea ce determină această forță:
- Nu depinde de viteza
- Acesta poate varia în funcție de calitatea anvelopei, acoperire de calitate, condiții meteo
- Depinde de mărimea roții (? Cum crezi că toți cei care au pus roți uriașe, frâne sau foarte mare, deși ca ceva ce numărat și legat împreună =)
- Depinde de greutatea mașinii, clearance-ul și ampatamentul, este adevărat, decât mașina mai ușor și mai puțin transferul de greutate mai mică afectează sistemul de frânare.

forță de compresiune
Rezistența cu care etrier presează plăcuțele împotriva discului se măsoară în kilograme, este forța creată de presiunea din sistemul de frânare înmulțită cu suprafața pistonului (fără un suport de susținere), sau * 2 pe suprafața pistonului (cu suport suport), măsurată în kg \ cm ^ 2. Pentru a crește puterea de contracție, este necesar să se schimbe, fie presiunea din sistem sau pentru a crește suprafața pistonului. Modificarea compoziției plăcuțelor (coeficient de frecare) nu afectează forța de compresie.
Acesta se calculează cu următoarea formulă:

unde
NW - rezistenta la compresiune (kg)
Az - presiunea creată de GTZ (kg \ cm ^ 2)
PP - aria efectivă a pistonului (la consola etrierului cu 2 * este pe suprafața pistonului)

Deci, acum putem calcula ceea ce efectul produs de frâne noastre:

unde
STF - produse de forța de frânare (kg)
NW - rezistenta la compresiune (kg)
pl - Coeficientul de frecare tampoane și discul
Re - raza efectivă a discului de frână (de la butucul central către blocul centru)

Coeficientul de frecare
Acesta este un indicator al forței de frecare dintre discurile de frână și tampoane. Cu cât raportul, cu atât mai mare forța de frecare. Pentru a drena pad este coeficientul variază 0.3 - 0.4. Pentru curse 0.5-0.6. „Rigid“ tampoane au un coeficient slab de frecare, uzura mai puțin. „Pad moale din contra, au un coeficient ridicat de frecare și uzură mai rapidă. Cele mai multe dintre pad are o frecare Coef dependență de temperatură, astfel de curse tampoane necesare pentru a se încălzi, în timp ce civil deja la o astfel de temperatură ar pierde proprietățile lor.

capacitate de căldură
Sper că nu este un secret faptul că frânele opri mașina prin transformarea energiei cinetice în căldură. Deci, mai grea masina, cu atât mai repede vă aduce în jos, cu atât mai mult de căldură ar trebui să se disipeze pentru a nu supraîncălzirea lichidului, să nu ardă discuri și tampoane. Capacitatea de a conduce o disipare a căldurii depinde de greutatea lor și dacă acestea sunt bine răcite.
Formula energiei cinetice a unei mașini în mișcare:

unde
K - energie cinetică (J)
VM - Greutatea mașinii (kg)
A se vedea - viteza mașinii (m \ c)

Nu este nimic nou, suntem conștienți, alegerea frânelor depinde de cât de mult greutatea mașinii și / sau cât de repede vă aflați la volan. Și trebuie să vă amintiți chiar și cu cursuri de drum (pentru cei care nu au cumpărat dreptul =) că creșterea vitezei de 2 ori va crește distanța de oprire de 4 ori. Acesta este efectul energiei cinetice.

creșterea temperaturii în timpul frânării de Formula:

Tn = ((CD-R) / (417 * Bq)) + Tg

unde
T - temperatura după decelerare (G)
Kd - energie cinetică, înainte de frânare (J)
R - energia cinetică după frânare (J)
HP - Greutatea discurilor de frână (total) (kg)
TV - Temperatură, înainte de frânare cu discuri de frână (C)

Luați mașini, de exemplu, sistemul de frânare:
Greutatea mașinii - 1220 kg
conduce Greutate - 33,5kg (12 kg față, spate 4,75kg)
Viteza pe linia - 177 km / h (49,17m / s)
Viteză înainte de a începe decelerare - 70 kmh (19,44m / s)
Temperatura de frână înainte de a discurilor de frânare - 25C

Cd = (1220 * 49.17 ^ 2) / 2 = 1474826 J
R = (1220 * 19.44 ^ 2) / 2 = 230 669 J

Tn = ((1474826-230,669) / (417 * 33.5)) + 25 = 114 ° C

Și astfel, după o astfel de temperatură discuri de frână în jurul valorii de 114 de grade. Să comparăm cu rezultatele? =), Greutatea discurilor de frână pentru simplitate se poate spune doar greutatea mașinii)

Și astfel, cu fizica încă pentru a încetini, pereidem la o parte teoretică.

Există trei lucruri pe care trebuie să le facă o frână pentru a opri masina:
1) Este suficient să apăsați puternic tampoane pentru disc
2) pentru a produce forță de frânare suficientă pentru a bloca roțile pe orice suprafață
3) Pentru a avea masă suficientă și răcirea discurilor pentru a disipa căldura generată de energia cinetică.

Toate acestea împreună ar trebui să dea o valoare informativă mare.

pedale
Așa cum am discutat, pentru a încetini șoferul trebuie, în același timp, a muta lichidul și de a crea presiune. GTZ deplasează fluidul pentru a crea suficient de downforce la rampa de disc.

Activați pedala de frână pedala de asemenea, servește ca o pârghie, care mărește forța de presare. Efectul este numit „raport de pedală“

De obicei, ne împinge pe pedala de frână cu o forță de 22 până la 45 kg pentru a încetini în mod activ în jos.
Ca un exemplu pe masina de curse, fără putere de această forță de aproximativ 35 kg, pentru vehiculele cu putere este de aproximativ 22 kg. 45 kg este deja prea mult, pedala va fi foarte strans.

raportul de pedală poate fi calculată prin împărțirea distanței dintre punctul de atașare a pedalei la punctul de aplicare a forței la distanța de la pedala la împingerea mount merge la GTZ.

Raportul Pedal A / B

După cum vom vedea, cu atât mai mare raportul mai multă putere este transmisă GTZ. Dar trebuie să ne amintim un lucru, creșterea raportului și vom crește cursa pedalei.

Pentru mașinile cu amplificator, acest raport este de obicei aproximativ 4-4,5. Pentru vehiculele fără alimentare de la 6 la 7.

Prin urmare, îndepărtarea unui amplificator cu pedală de evacuare nu este versiunea corectă =)

Se calculează forța aplicată pistonului poate fi știind puterea aplicată pedalei în sine, raportul de pedală (efectul de levier) și prezența servofrâna, coeficientul de câștig al acestora.

unde
C - Puterea aplicată GTZ pistonului (kg)
Dp - presiunea asupra pedalei (kg)
K - factor (sootnoeshnie) pedală
Ky - coeficientul servofrână (în cazul în care nu este utilizat 1)

hidraulică
Așa cum am scris pentru a prinde tampoane pe disc necesită mișcare și presiune acumularea de fluid în circuitul. Acest întreg șef al legilor sisteme hidraulice (Pascal).
În mod ideal, ar trebui să depună eforturi pentru un suficiente blocuri de forță de prindere cu deplasare minimă pedalei.

Rezistența aplicată GTZ creează presiune în circuit. Presiunea este forța aplicată GTZ pistonului împărțit la pătratul cilindrul său. Acest lucru înseamnă zona de cilindree mai mică, mai mare presiunea.

Presiunea sistemului = C / nn

unde
C - Puterea aplicată GTZ pistonului (kg)
Pm - Suprafață piston CTG (cm ^ 2)

EXEMPLUL CTG (cilindru 0,875 „) la forță 500 kg:

Presiunea sistemului = 500 / 3,87 = 129 kg / cm ^ 2
Și cu GTZ (cilindrul 1 „)
Presiunea sistemului = 500 / 4,91 = 101 kg / cm ^ 2

Din aceasta rezultă că este mai mare presiunea este mai mare plăcuțele sunt presate pe disc, și forța de frânare, prin urmare, o mai mare. Dar acest lucru nu înseamnă că, dacă suntem frâne puternice, ar trebui pus un pic GTZ. Aici vine o altă componentă - mișcare. Deoarece lichidul este incompresibil, atunci orice mișcare GTZ conduce pistoanele etrierelor. Această mișcare se numește sisteme hidraulice de deplasare. Acesta se calculează ca produs al deplasării pistonului în zona sa. Măsurată în cm ^ 3

Represiunea = Un * Rn

unde
Nn - Zona pistonului (cm ^ 2)
Dp - mișcarea GTZ a pistonului (cm)

Din nou am calcula pentru meu GTZ stoc auto (0.875), iar cursul de 3 cm
Reprimarea = 3,87 * 3 = 11,61 cm ^ 3
Și pentru GTZ (cilindrul 1 „) și cursul de 3 cm
Reprimarea = 4.91 * 3 = 14,73 cm ^ 3

Aici vom vedea situația inversă, mai mică zona cilindrului, volumul mai puțin deplasat în același cursei pedalei (și, prin urmare, cu atât mai mare cursa pedalei).

Acum, pe la debriefingului sistemului în ansamblu, știm că sistemul de frânare este închis și, astfel, presiunea este transmisă de către sistem ca valori egale. Și în afară de GTZ are pistoane etriere (utilizate pentru a calcula suprafața totală a tuturor pistoanelor)

Acest lucru înseamnă crearea de unități de presiune GTZ pistoanele tuturor sistemului. Având în vedere că suprafața pistonului în etrier mai mare decât zona de GTZ, atunci forța hidraulică a legii emise de creșterile sublerul semnificativ.

Cea mai mare valoare a eforturilor în acest raport, cu atât mai puțin forța necesară să se aplice pedala (pedala și mai mult) pentru a obține același rezultat.

Calculați factorul exacerbează este posibilă prin formula

unde
Cs - Rezistența suportului de comprimare (kg)
C - Puterea aplicată GTZ pistonului (kg)
Ps - Suprafața efectivă a pistonului (la consola etrierului cu 2 * este pe suprafața pistonului)
M - Zona GTZ pistonului (cm ^ 2)

De exemplu, (cilindru 0,875 „):
Cs = (500 * 10,17 * 4) / 3.87 = 5255.8 kg
Și cu GTZ (cilindrul 1 „)
Cs = (500 * 10,17 * 4) / 4,91 = 4142.6 kg

Din aceasta rezultă că, cu o forță constantă pe GTZ, putem crește puterea de contracție ca urmare a oricărei creșteri în zona pistonului etrierului sau reducerea suprafeței de GTZ pistonului.

Dar nu toate atât de simplu. Nu uita despre un alt factor - mișcarea. Din păcate, se joacă cu zonele de cilindru vom schimba cursul unei pedale. Deci, de exemplu, reducerea GTZ, vom reduce numărul de lichid deplasat - trebuie să pedalați să lucreze mai greu pentru a compensa acest punct (presiunea nu începe să crească până când blocul nu este apăsat pe disc). Același lucru este valabil și cu zona de creștere a pistonului etrierului (dacă GTZ).

Calculați cursa pistonului:

unde
Xn - Stroke caliper (cm)
Dp - mișcarea GTZ a pistonului (cm)
M - Zona GTZ pistonului (cm ^ 2)
Ps - Suprafața efectivă a pistonului (la consola etrierului cu 2 * este pe suprafața pistonului) (cm ^ 2)

De exemplu, (cilindru 0,875 „), cursul 3cm GTZ:

Xn = (3 * 3,87) / 40,68 = 0,29 cm
Și cilindrul (1 „)
Xn = (3 * 4,91) / 40,68 = 0,36 cm

Din aceasta vedem că, dacă nu doriți să schimbați cursa pedalei, zona de schimbare a etrierului (punând frâne uriașe) nu trebuie să uităm de GTZ. Și vice-versa.

GTZ
Aceasta este inima întregului sistem de frânare. Activat prin apăsarea pedalei, primul piston se deplasează fluidul prin sistem până când plăcuțele nu vin în contact cu discul, și apoi ca sistemul este închis, presiunea începe să crească crearea unei forțe de frânare. Prin urmare, cu atât mai mult vă împinge pedala cu atât mai mare forța de frânare.

Principalii parametri ai GTZ este diametrul pistonului și cursa acestuia. GTZ este frecvent găsit cu diametre variind de la 0.625 „la 1,5“ și cu cursul de la 2,5 cm la 3,81 cm corespunde atât a acestor parametri la setările recomandate pentru masina ta -. Garantarea unei bune performanțe. Merită să ne amintim în același efort de pedală, un mic GTZ va oferi o presiune mai mare, dar este mai puțin capabil să înlocuiască fluid. De asemenea, mai mare progresul GTZ, cu atât mai fluid se poate deplasa, dar mai cursa pedalei necesară. Un rezultat mai bun poate fi obținut prin calcularea compromis între cursa pedalei și presiunea pentru masina ta.

regulatoare de presiune
- supapa de presiune reziduală (RPV)

supapa de presiune reziduală

Este necesar să se mențină o presiune predeterminată în sistem (pentru frânele cu discuri de 0.14 kg \ cm ^ 2, la vrac 0.70 kg \ cm ^ 2)
Există câteva motive pentru utilizarea unor astfel de supape
1) Numai pentru frâne cu tambur la arcul de retur nu este retrogradată prea departe de tampoane cu tambur, creând o pedală suplimentară pentru frânarea ulterioară.
2) Numai pentru sistemele de frânare pe disc în care GTZ este sub suporturile (unele mașini de curse și tijele fierbinți). Fără această supapă lichidul din slide-uri se va umfla înapoi la GTZ bumbac de luare a pedalei și din nou creșterea vitezei acestuia.

Dacă schimbați frânele cu tambur de pe disc - asigurați-vă că pentru a elimina din sistem aceste supape

- supapă de măsurare (Hold-off)

Deoarece arcul tamburului de retur de frână spate este prezent, role cum este descris mai sus necesită mai mult de călătorie pentru a ajunge la tambur pad, mai degrabă decât în ​​frânele cu discuri de auto-reglare, în cazul în care pantoful este întotdeauna foarte aproape de disc. O valvă de dozare (plasată în buclă frontală) împiedică crearea presiunii în circuitul frânei din față, până când atinge valoarea predeterminată în fundal (de obicei 5.10 kg \ ^ cm2) pentru a da tampoane cu tambur mai aproape de tambur.

Dacă schimbați frânele cu tambur de pe disc - asigurați-vă că pentru a elimina din sistem aceste supape

- supapă de control (PBV)

Așa cum am menționat mai sus, atunci când frânarea greutatea mașinii este deplasat înainte. Deoarece forța de frânare trebuie să fie distribuite în mod proporțional cu greutatea de încărcare (în cazul în care mai multă greutate - mai multă forță de frânare), este necesar să se respecte echilibrul de frână față-fund. De exemplu, atunci când frânarea greu de 85% din greutatea cade pe partea din față a vehiculului. La dreapta frânele sistemului față și din spate sunt blocate otreguliruemoy aproape simultan. Acesta este situat de obicei între GTZ și bucla din spate pentru a reduce presiunea asupra conturul din spate, în primele momente ale frânării. Este de remarcat faptul că presiunea din bucla din spate nu va fi întotdeauna mai mic decât în ​​partea din față, datorită acestei vane schimbați rata de creștere a presiunii. Frânele față prin apăsarea frânei, acesta va crea o mai rapid decât în ​​partea din spate.
supapă de stoc nereglementat, dar există și curse de opțiuni cu care puteți regla balansul de frână pe un sistem de frânare modificat.

articole similare