При затормаживании колеса автомобиля возникает тормозной момент ( рис. 140 ), противодействующий вращению колеса, а между колесом и дорогой появляется касательная реакция, препятствующая движению колеса.
Сумма касательных реакций тормозных колес и будет тормозной силой.
Максимальное значение тормозной силы так же, как и максимальное значение тяговой силы, зависит от коэффициента сцепления и от веса автомобиля, приходящегося на затормаживаемые колеса.
Правилами дорожного движения установлены нормативные значения тормозного пути и замедления автомобиля (при υ а = 30 км/ч), оценивающие тормозные свойства автомобиля.
Рис. 140. Схема сил и моментов, действующих на колесо автомобиля при торможении
Наибольший тормозной путь, м
Наименьшее допустимое замедление, м/сек 2
Грузовые автомобили c разрешенным максимальным весом до 8 т и автобусы длиной до 7,5 м без нагрузки
Грузовые автомобили с разрешенным максимальным весом более 8 т и автобусы длиной более 7,5 м
Деселерометр ( рис. 141 ) укрепляют при помощи резиновых присосок на лобовом стекле автомобиля.
Теоретический тормозной путь автомобиля подсчитывается по формуле
где υ a — скорость движения автомобиля, км/ч;
φ — коэффициент сцепления шин с полотном дороги.
Рис. 141. Деселерометр
Из формулы видно, что тормозной путь зависит от квадрата скорости движения автомобиля и коэффициента сцепления шин с дорогой.
Но формула выведена из условия, что приводная сила распределяется по тормозным колесам в соответствии с приходящимся на них весом (имеется в виду, что полностью используется (цепной вес на каждом из затормаживаемых колес), а это трудно достижимо, тем более, что при торможении автомобиля происходит перераспределение нагрузки между осями.
Поэтому в числитель формулы для подсчета тормозного пути вводят коэффициент Кэ эффективности торможения, который учитывает несоответстви тормозных сил на колесах приходящемуся на них сцепному весу.
Коэффициент эффективности торможения зависит от конструкции тормозов, полезной нагрузки автомобиля и технического состояния тормозов. Величину этого коэффициента можно принять: 1,3 — для легковых и 1,6—1,8 — для грузовых автомобилей и автобусов.
Общий тормозной путь автомобиля до его остановки или остановочный путь Sо — это расстояние, на котором автомобиль может быть остановлен в эксплуатационных условиях.
Этот путь больше тормозного пути Sт вследствие того, что автомобиль до начала интенсивного торможения проходит дополнительный путь за время t 1 реакции водителя и за время t 2 срабатывания тормозов.
Для подсчета остановочного пути используют формулу
где t 1 — время реакции водителя, т. е. время от момента восприятия водителем сигнала о необходимости торможения до нажатия на педаль тормоза; t 2 — время срабатывания тормозов, т. е. время запаздывания действия тормозного привода и время нарастания тормозного усилия; К э — коэффициент эффективности торможения; υa — скорость движения автомобиля, км/ч; φ — коэффициент сцепления.
Время t 1 реакции водителя зависит от его опыта, индивидуальных особенностей и усталости. Оно колеблется от 0,4 до 1,5 сек. Время t 2 срабатывания тормозов зависит от типа привода.
В среднем можно принять t 2 =0,2 сек для гидравлического привода и 0,6 сек для пневматического привода тормозов. Время t 1 + t 2 характеризует тот путь, который проходит автомобиль до начала интенсивного торможения.
Пример. Пусть t 1 = 0,8 сек, t 2 =0,6 сек: (пневматический привод), К э = 1,6. Скорость движения грузового автомобиля υ а = 50 км/ч, φ = 0,6.
При торможении не следует доводить колеса автомобиля до блокировки и полного скольжения их по дороге (юза), так как при этом возможен занос автомобиля и сильно изнашиваются шины, а при мокрой, влажной и скользкой дороге из-за снижения коэффициента сцепления увеличивается и тормозной путь.
Блокирование передних колес приводит к потере управляемости автомобиля.
Водитель автомобиля должен выбирать скорость движения в зависимости от состояния и профиля пути, видимости и обзорности дороги, изношенности шин и других факторов, влияющих на величину тормозного пути.
Исследованиями установлено, что общее время, затрачиваемое на процесс торможения, складывается из нескольких величин:
– время реакции водителя, которое зависит от его субъективных психологических качеств и от степени квалификации;
– время срабатывания тормозного привода. Определяет момент времени от начала нажатия на тормозную педаль до начала торможения. Это время зависит от типа тормозного привода. Наибольшее значение у автомобилей с пневматическим приводом. При гидравлическом приводе тормозов время значительно меньше;
– время нарастания замедления с момента действия тормозов до начала постоянного максимального торможения;
– время полного (интенсивного) торможения;
– время спада замедления.
Следует отметить, что после прекращения торможения (педаль тормоза отпущена) замедление автомобиля снижается не мгновенно и его следует учитывать, когда торможение ведется не до полной остановки.
Для определения времени торможения представим замедление в следующем виде:
(8.6)
Преобразовав и проинтегрировав выражение, определим время торможения:
(8.7)
где vни νκ – значения скорости автомобиля соответственно в начале и конце торможения, выраженные в м/с.
Для скорости, выраженной в км/ч:
(8.8)
При торможении автомобиля до полной остановки, когда vк=0, выражение (8.8) упростится
Тормозной путь зависит от характера замедления автомобиля и представляет собой путь, проходимый автомобилем за время полного торможения, в течение которого замедление имеет максимальное значение.
Тормозной путь для заданных скоростей движения в м/с и км/ч соответственно:
(8.9)
Тормозной путь до полной остановки для начальной скорости в км/ч:
(8.10)
Тормозной путь автомобиля характеризуется квадратичной зависимостью от скорости, т.е. при возрастании начальной скорости тормозной путь быстро увеличивается.
В формулах (8.8–8.10) не учтен ряд конструктивных и эксплуатационных факторов, существенновлияющих на эффективность торможения. В действительности значения времени и пути торможения могут быть несколько больше, чем рассчитанные по этим формулам. Для согласования результатов теоретических расчетов с эксплуатационными данными служит коэффициент эффективности торможения kэ. Он учитывает непропорциональность тормозных сил на колесах нагрузкам, приходящимся на колеса, а также износ, регулировку, замасливание и загрязненность тормозных механизмов. Данный коэффициент показывает, во сколько раз действительное замедление автомобиля меньше теоретического, максимально возможного на данной дороге. Значение коэффициента эффективности торможения составляет 1,2 для легковых автомобилей и 1,4‑1,6 – для грузовых автомобилей и автобусов.
С учетом коэффициента эффективности торможения формулы для определения времени торможения и тормозного пути автомобиля преобразуются к следующему виду:
(8.11)
Для случая торможения до полной остановки:
(8.12)
Остановочным называется путь, проходимый автомобилем от момента, когда водитель заметил препятствие, до полной остановки автомобиля.
Остановочный путь больше, чем тормозной, так как он кроме тормозного пути дополнительно включает в себя путь, проходимый автомобилем за время реакции водителя, время срабатывания тормозного привода и увеличения замедления:
(8.13)
где t`p – время реакции водителя (0,2–1,5 с), зависящее от его возраста,
квалификации, утомляемости и т.д.;
tпр – время срабатывания тормозного привода от момента нажатия на тормозную педаль до начала действия тормозных механизмов, зависящее от конструкции тормозного привода и его технического состояния (0,2 с для гидравлического, 0,6 с – для пневматического, 1,0 с – для автопоезда);
ty – время увеличения замедления от нуля до максимального значения (0,2–0,5 с);
vн – скорость автомобиля в начале торможения, км/ч.
Выражение (8.13) получено при допущении, что в течение времени увеличения замедления автомобиль движется равнозамедленно и замедление в этом случае составляет (0,5j3max). Остановочный путь, как и тормозной путь, характеризуется квадратичной зависимостью от скорости.
Остановочный путь автомобиль проходит за остановочное время:
(8.14)
Для наглядного представления изменения скорости v и j3 в процессе торможения используют тормозную диаграмму (рис. 8.2), представляющую собой графические зависимости указанных параметров от времени.
Диаграмма торможения характеризует интенсивность торможения автомобиля с учетом всех составляющих остановочного времени.
Рисунок 8.2 – Диаграмма торможения автомобиля
Тормозная диаграмма на рисунке (8.2) соответствует полной остановке автомобиля при нажатой педали тормоза. Если педаль тормоза отпустить раньше (частичное торможение), то появляется дополнительный временной интервал, в течение которого замедления уменьшается от максимального до нуля – время от начала отпускания педали тормоза до возникновения зазоров между фрикционными элементами.
Дата добавления: 2017-06-02 ; просмотров: 1886 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ
Исследованиями установлено, что общее время, затрачиваемое на процесс торможения, складывается из нескольких величин:
– время реакции водителя, которое зависит от его субъективных психологических качеств и от степени квалификации;
– время срабатывания тормозного привода. Определяет момент времени от начала нажатия на тормозную педаль до начала торможения. Это время зависит от типа тормозного привода. Наибольшее значение у автомобилей с пневматическим приводом. При гидравлическом приводе тормозов время значительно меньше;
– время нарастания замедления с момента действия тормозов до начала постоянного максимального торможения;
– время полного (интенсивного) торможения;
– время спада замедления.
Следует отметить, что после прекращения торможения (педаль тормоза отпущена) замедление автомобиля снижается не мгновенно и его следует учитывать, когда торможение ведется не до полной остановки.
Для определения времени торможения представим замедление в следующем виде:
(8.6)
Преобразовав и проинтегрировав выражение, определим время торможения:
(8.7)
где vни νκ – значения скорости автомобиля соответственно в начале и конце торможения, выраженные в м/с.
Для скорости, выраженной в км/ч:
(8.8)
При торможении автомобиля до полной остановки, когда vк=0, выражение (8.8) упростится
Тормозной путь зависит от характера замедления автомобиля и представляет собой путь, проходимый автомобилем за время полного торможения, в течение которого замедление имеет максимальное значение.
Тормозной путь для заданных скоростей движения в м/с и км/ч соответственно:
(8.9)
Тормозной путь до полной остановки для начальной скорости в км/ч:
(8.10)
Тормозной путь автомобиля характеризуется квадратичной зависимостью от скорости, т.е. при возрастании начальной скорости тормозной путь быстро увеличивается.
В формулах (8.8–8.10) не учтен ряд конструктивных и эксплуатационных факторов, существенновлияющих на эффективность торможения. В действительности значения времени и пути торможения могут быть несколько больше, чем рассчитанные по этим формулам. Для согласования результатов теоретических расчетов с эксплуатационными данными служит коэффициент эффективности торможения kэ. Он учитывает непропорциональность тормозных сил на колесах нагрузкам, приходящимся на колеса, а также износ, регулировку, замасливание и загрязненность тормозных механизмов. Данный коэффициент показывает, во сколько раз действительное замедление автомобиля меньше теоретического, максимально возможного на данной дороге. Значение коэффициента эффективности торможения составляет 1,2 для легковых автомобилей и 1,4‑1,6 – для грузовых автомобилей и автобусов.
С учетом коэффициента эффективности торможения формулы для определения времени торможения и тормозного пути автомобиля преобразуются к следующему виду:
(8.11)
Для случая торможения до полной остановки:
(8.12)
Остановочным называется путь, проходимый автомобилем от момента, когда водитель заметил препятствие, до полной остановки автомобиля.
Остановочный путь больше, чем тормозной, так как он кроме тормозного пути дополнительно включает в себя путь, проходимый автомобилем за время реакции водителя, время срабатывания тормозного привода и увеличения замедления:
(8.13)
где t`p – время реакции водителя (0,2–1,5 с), зависящее от его возраста,
квалификации, утомляемости и т.д.;
tпр – время срабатывания тормозного привода от момента нажатия на тормозную педаль до начала действия тормозных механизмов, зависящее от конструкции тормозного привода и его технического состояния (0,2 с для гидравлического, 0,6 с – для пневматического, 1,0 с – для автопоезда);
ty – время увеличения замедления от нуля до максимального значения (0,2–0,5 с);
vн – скорость автомобиля в начале торможения, км/ч.
Выражение (8.13) получено при допущении, что в течение времени увеличения замедления автомобиль движется равнозамедленно и замедление в этом случае составляет 0,5j3max. Остановочный путь, как и тормозной путь, характеризуется квадратичной зависимостью от скорости.
Остановочный путь автомобиль проходит за остановочное время:
(8.14)
Для наглядного представления изменения скорости v и j3 в процессе торможения используют тормозную диаграмму (рис. 8.2), представляющую собой графические зависимости указанных параметров от времени.
Диаграмма торможения характеризует интенсивность торможения автомобиля с учетом всех составляющих остановочного времени.
Рисунок 8.2 – Диаграмма торможения автомобиля
Тормозная диаграмма на рисунке (8.2) соответствует полной остановке автомобиля при нажатой педали тормоза. Если педаль тормоза отпустить раньше (частичное торможение), то появляется дополнительный временной интервал, в течение которого замедления уменьшается от максимального до нуля – время от начала отпускания педали тормоза до возникновения зазоров между фрикционными элементами.
Дата добавления: 2016-02-27 ; просмотров: 3520 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ
Расчет эффективности тормозной системы (технический пост)
Доброго все времени суток. Предупреждаю сразу будет много букаф, формул, цифр по сему советую взять чашку/бокал/кружку любимого пития))) Думаю у каждого водителя а тем более скаевода бывали моменты когда он доводил свои тормоза до грани, и думаю сразу задавались вопросом: «а как улучшить тормозную систему?» и тут начинается полет фантазии кто во что горазд) Обычно, на уровне потребительском, руководствуются принципом – «чем больше-тем лучше» Но какие параметры тормозов действительно имеют значение – информации мало. «Фактически, автомобиль замедляется относительно дорожного покрытия, а значит главными факторами являются – качество полотна и свойства покрышек. Но у нас сегодня в фокусе – эффективность тормозной системы и ее компонентов. Итак, тормозной путь, который проделает автомобиль за время процесса торможения, определяется одним единственным параметров, называемым Тормозной момент. Это показатель, создаваемый эффективным радиусом тормозного диска, силой сжатия пары компонентов и динамическим коэффициентом трения «диск-колодки». Эффективный радиус – это расстояние от центра диска до центра тормозной колодки колодки. Зная эти параметры – легко вычисляем тормозной момент по формуле
R1 — эффективный радиус тормозного диска
F – сила сжатия пары «диск-колодки»
µд – динамический коэффициент трения пары «диск-колодки»
Эффективность тормозной системы и суппортов
Эффективный радиус – это расстояние между центром диска и точкой приложения силы сжатия (рисунок 2).
F — сила, с которой суппорт прижимает накладки к поверхности диска.
µд – это коэффициент трения пары «диск-колодки». (Не путать с собственным коэффициентом колодок). Однако, учитывая что диски производятся из чугуна – их коэффициент приравняем к 1. А значит динамический коэффициент пары будет равен показателю колодок.
Как видно из формулы, определяющими для нашего главного показателя являются
— размер тормозного диска (внешний диаметр и точка приложения силы)
Эффективный радиус тормозного диска. Если с радиусом колеса и собственным коэффициентом трения колодок все более-менее понятно, то – как найти величину силы сжатия F? Сила давления (сила сжатия), согласно закону Паскаля, зависит только от двух факторов – давления в системе и суммарной площади поршней суппорта. Вычисляется по формуле F=pS, где p – давление на поршнях, а S – сумма всех площадей суппорта.
Даже до вычислений, на основании формулы, мы можем сделать несколько выводов
— Размер тормозных колодок никак не влияет на тормозной путь авто
— Количество поршней никак не влияет на эффективность суппорта
— При выборе альтернативной тормозной системы мы можем сравнить эффективность суппортов – штатных и предполагаемых.
42% — думаю более чем достойная прибавка в торможении))) бюджет? более чем доступно: 326е диски от 1500р за диск ( я решил взять обычный Bosch 2к+ за диск) токарка дисков 400р колодки Endless 6к, элементы выноса суппорта: токарка 800р, пластины 300р 10мм пластина из пункта приема чермета нужная форма придается в гараже. Надеюсь данная инфа будет полезна)
Тормозная система автомобиля (физика, формулы и теория)
И снова здравствуйте! ✌️ Спешу поделиться с вами очередной мазью от раздражения, а именно отличной статьей о расчете тормозов, дабы каждый прежде чем что то делать смог предварительно пересчитать, примерно понять что выйдет, нужно вам это впринципе или нет. Года три хотел переработать этот материал в более простую форму, но очередной раз вернувшись к нему решил оставить полный обьем информации без возможных искажений мысли автора:
Очень Вас всех прошу, если кто будет где-то выкладывать. Обязательно указывать авторство:
Александр aka dll (madtuning.ru; live4race.ru)
Не оживленная дискуссия в предыдущем посте навела меня на мысли что мало кто понял что я написал на примере своей авто. Постараюсь тут растолковать все и привести абстрактные примеры. Интересно кто все сможет осилить? =))))
Это поможет Вам 1) Понимать как работает тормозная система 2) С точностью определять что Вам не нравится в ваших тормозах 3) Грамотно изъясняться при обсуждениях тормозной системы 4) Решать какие доработки работают на вас для достижения целей 5) Подбирать правильные компоненты и понимать как они будут работать вместе 6) Соблюсти баланс осей
Из чего же состоит тормозная система 1) Педальный узел, это рычаг который увеличивает усилие создаваемое ногой (Соотношение педали). 2) Главный тормозной цилиндр (ГТЦ) 3) Тормозные линии 4) Клапана, для соблюдения баланса. Тормозная система может иметь следующие клапана между ГТЦ и суппортами: Клапан остаточного давления, дозирующий, комбинированный, пропорциональный или ограничительный. 5) Тормозные суппорта 6) Тормозные колодки 7) Тормозные диски
Для расчетов можно использовать Excel файл
-=Итак начнем с азов (физики)=- Тормозная сила Это крутящий момент, создаваемый эффективным радиусом тормозного диска, силой сжатия тормозных колодок и коэффициентом трения между колодкой и диском. Это сила с которой замедляется колесо вместе с шиной. Основные компоненты которые влияют на силу торможения — это насколько сильно сжимаются колодки, и как далеко от центра ступицы прикладывается эта сила. Отсюда чем больше размер тормозного диска, тем дальше сила сжатия прикладывается от центра колеса и тем самым мы увеличиваем тормозную силу (эффект рычага). Это также как когда вам надо открутить закисший болт, чем длиннее ключ (рычаг) тем проще. Рекомендуемая сила расcсчитывается следующей формулой:
ТСр = ССП х (радиус качения шины)
коэффициент сцепления покрышки с дорогой достаточно сложно рассчитать, он может быть от 0,1 на льду до 1,4 на сухом гоночном треке со сликом. Если он вам неизвестен, то используйте его равным 1.
Помните, необходимо принять во внимание перенос веса, поскольку при торможении задняя часть разгружается, а передняя нагружается.
Где ТСр — рекомендуемая тормозная сила (кг) ССП — Сила сцепления покрышки (кг) ССПп — Сила сцепления передней покрышки (кг) ССПз — Сила сцепления задней покрышки (кг) μ — коэффициент сцепления покрышки с дорогой (использовать 1) ВСп — вертикальная сила действующая на обе передних покрышки (кг) ВСз — вертикальная сила действующая на обе задних покрышки (кг) Вм — Вес машины (кг) Хцг — расстояние от передней оси до центра тяжести машины (см) КБ — колесная база (см) Yцг — расстояние от земли до центра тяжести машины (см)
После аккуратных расчетов мы сможем понять насколько нам крутые нужны тормоза и от чего зависит эта сила: — Никак не зависит от скорости — Может изменяться в зависимости от качества покрышки, качества покрытия, погодных условий — Зависит от размера колеса ( как вы думаете, все те кто ставит огромные колеса, или огромные тормоза хоть как нибудь их рассчитывал и связывал вместе? =) — Зависит от веса машины, клиренса и колесной базы, ведь правда, чем машина легче и ниже тем меньше перенос веса влияет на торможение.
Сила сжатия Сила с которой суппорт прижимает колодки к диску измеряется в килограммах, это сила создается давлением в тормозной системе умноженным на площадь поршней (суппорт без скобы), или 2*на площадь поршней (суппорт со скобой), измеряется в кг\см^2. Чтобы увеличить силу сжатия, надо либо изменить давление в системе, либо увеличить площадь поршня. Изменение состава колодки (коэф трения) не влияет на силу сжатия. Рассчитывается следующей формулой:
Где СЗ — Сила сжатия (кг) Дг — Давление создаваемое ГТЦ (кг\см^2) Пп — эффективная площадь поршней (для суппорта со скобой это 2*на площадь поршней)
Итак теперь мы можем рассчитать какую же силу производят наши тормоза:
Где СТп — производимая сила торможения (кг) СЗ — Сила сжатия (кг) µL — Коэффициент трения колодки и диска Re — Эффективный радиус тормозного диска (от центра ступицы до центр колодки)
Коэффициент трения Это индикатор силы трения между тормозным диском и колодкой. Чем выше коэффициент, тем выше сила трения. Для стоковых колодок это коэффициент варьируется от 0,3 до 0,4. Для гоночных от 0,5 до 0,6. «Жесткие» колодки имеют слабый коэффициент трения, при этом изнашиваются меньше. «Мягкие колодки наоборот, имею высокий коэффициент трения и быстрее изнашиваются. Большинство колодок имеет зависимость коэфф трения от температуры, поэтому гоночные колодки необходимо греть, в то время как гражданские при такой температуре уже потеряют свои свойства.
Теплоемкость Я надеюсь что ни для кого не секрет что тормоза останавливают машину за счет преобразования кинетической энергии в тепло. А значит чем тяжелее машина, чем быстрее вы валите, тем больше тепла она должна рассеивать чтобы не перегреть жидкость, диски и не сжечь колодки. Способность дисков к рассеиванию тепла зависит от их веса и от того как они хорошо охлаждаются. Формула кинетической энергии движущегося авто:
Где К — кинетическая энергия (дж) Вм — Вес машины (кг) См — скорость машины (м\c)
Тут ничего нового, мы прекрасно понимаем, выбор тормозов зависит от того сколько весит ваш авто и/или как быстро вы ездите. И вы должны помнить еще с автомобильных курсов (для тех кто не покупал права=), что увеличивая скорость в 2 раза вы увеличиваете тормозной путь в 4 раза. Это и есть действие кинетической энергии.
Формула роста температуры при торможении:
Тп = ((Кд-Кп) / (417*Вд)) + Тв
Где Тп — температура после торможения (С) Кд — Кинетическая энергия до торможения (дж) Кп — Кинетическая энергия после торможения (дж) Вд — Вес тормозных дисков (общий) (кг) Тв — Температура тормозных дисков до торможения (С)
Возьмем к примеру мой авто, торможение перед Т2 в мячково =) Вес авто — 1220кг Вес дисков — 33,5кг (перед 12кг, зад 4,75кг) Скорость на прямой — 177км/ч (49,17м/с) Скорость перед Т2 — 70км/ч (19,44м/с) Температура тормозных дисков до торможения — 25С
И так после такого торможения температура дисков составит около 114 градусов. Давайте сравним с вашими результатами? =) Для простоты можете сказать только вес машины, вес всех тормозных дисков)
И так, с физикой пока притормозим, перейдем к более теоретической части.
Есть три вещи которые тормоза должны сделать чтобы остановить авто: 1) Достаточно сильно прижимать колодки к диску 2) Производить достаточную тормозную силу для блокировки колес на любом покрытии 3) Иметь достаточную массу и охлаждение дисков для рассеивания тепла создаваемого кинетической энергией.
Все они в совокупности должны давать отличную информативность.
Как мы уже обсуждали, чтобы затормозить водитель должен одновременно переместить жидкость и создать давление. ГТЦ перемещает жидкость чтобы создать достаточную прижимную силу колодок к диску.
Педалью вы активируете тормоза, также педаль служит своеобразным рычагом, который увеличивает силу нажатия. Эффект называется «соотношение педали»
Обычно мы давим на педаль тормоза с силой от 22 до 45 кг чтобы активно замедлиться. Как пример на гоночных авто без усилителя это усилие около 35кг, для машин с усилителем это около 22кг. 45кг это уже перебор, педаль будет очень жесткой.
Соотношение педали можно рассчитать разделив расстояние от точки крепления педали до места приложения силы на расстояние от точки крепления педали до тяги идущей к ГТЦ.
как мы видим, чем больше это отношение тем больше силы передается на ГТЦ. Но нужно помнить один момент, увеличивая соотношение мы увеличиваем и ход педали.
Для машин с усилителем это соотношение обычно около 4-4,5. Для машин без усилителя от 6 до 7.
Поэтому снятие усилителя со стоковой педалью это не верный вариант =)
Рассчитать силу приложенную к поршню можно зная силу приложенную к самой педали, соотношение педали (рычаг) и при наличии усилителя тормозов, коэфициент усиления им.
Где Сп — Сила приложенная к поршню ГТЦ (кг) Дп — Давление на педали (кг) Кп — Коэффициент(соотноешние) педали Ку — Коэффициент усилителя тормозов (если его нет использовать 1)
Гидравлика Как я уже писал, чтобы прижать колодки к диску необходимо перемещение жидкости и создание давления в контуре. Этим всем заведую законы гидравлики (Паскаля). В идеале надо стремиться к достаточной силе прижатия колодок при минимальном ходе педали.
Сила приложенная к ГТЦ создает давление в контуре. Давление это сила приложенная к поршню ГТЦ деленная на площадь его цилиндра. А значит чем меньше площадь цилиндра, тем больше давление.
Давление в системе = Сп / Пп
Где Сп — Сила приложенная к поршню ГТЦ (кг) Пп — Площадь поршня ГТЦ (см^2)
Приведу пример моего стокового ГТЦ (цилиндр 0,875″) при силе 500кг Давление в системе = 500 / 3,87 = 129 кг/см^2 И с ГТЦ (цилиндр 1″) Давление в системе = 500 / 4,91 = 101 кг/см^2
Из этого следует что чем выше давление тем сильнее колодки прижимаются к диску, а значит больше тормозная сила. Но это еще не значит что если мы хотим мощные тормоза мы должны ставить маленький ГТЦ. Тут вступает другая составляющая — движение. Поскольку жидкость несжимаемая, то любое движение ГТЦ приводит в движение поршни в суппортах. Это движение в гидравлике называют вытеснение. Рассчитывается оно как произведение перемещения поршня на его площадь. Измеряется в см^3
Вытеснение = Пп * Дп
Где Пп — Площадь поршня (см^2) Дп — движение поршня ГТЦ (см)
Опять рассчитаем его для стокового ГТЦ моей авто (0.875), и ходом в 3 см Вытеснение = 3,87 * 3 = 11,61 см^3 И для ГТЦ (цилиндр 1″) и ходом 3 см Вытеснение = 4,91 * 3 = 14,73 см^3
Тут мы видим обратную ситуацию, чем меньше площадь цилиндра, тем меньше вытесняемый объем при том же ходе педали (а значит больше ход педали).
Теперь переходим к разбору полетов о системе в целом, нам известно что тормозная система замкнута а значит давление передается по всей системе в равных значениях. А также в ней кроме ГТЦ есть суппорты с поршнями (для расчетов используется общая площадь всех поршней)
Это значит создаваемое ГТЦ давление приводит в движение все поршни в системе. Поскольку площадь поршней в суппорте больше площади ГТЦ, то по законам гидравлики сила выдаваемая суппортом увеличивается в разы.
Чем большее значение усилия в этом соотношении, тем меньше силы надо прикладывать к педали (и больше ход педали) для достижения того же результата.
Рассчитать усиливающий фактор можно по формуле
Где Сз — Сила сжатия суппортом (кг) Сп — Сила приложенная к поршню ГТЦ (кг) Пс — Эффективная площадь поршней (для суппорта со скобой это 2*на площадь поршней) Пг — Площадь поршня ГТЦ (см^2)
К примеру опять беру свой авто (цилиндр 0,875″) =) Сз = (500 * 10,17 * 4) / 3,87 = 5255,8 кг И с ГТЦ (цилиндр 1″) Сз = (500 * 10,17 * 4) / 4,91 = 4142,6 кг
Из этого следует, что при неизменной силе на ГТЦ мы можем увеличить силу сжатия за счет либо увеличения площади поршней суппорта либо уменьшив площадь поршня ГТЦ.
Но не все так просто. Не забывайте о другом факторе — движении. К сожалению играя с площадями цилиндров мы изменяем ход педали. Так, например уменьшая ГТЦ, мы уменьшаем кол-во вытесняемой жидкости — приходится педалью работать больше чтобы компенсировать этот момент (давление не начнет расти пока колодка не прижмется к диску). Это же справедливо и при увеличении площади поршней суппорта (при одном ГТЦ). Рассчитаем ход поршня:
Где Хп — Ход поршня суппорта (см) Дп — Движение поршня ГТЦ (см) Пг — Площадь поршня ГТЦ (см^2) Пс — Эффективная площадь поршней (для суппорта со скобой это 2*на площадь поршней) (см^2)
Ну как же без примера? =) Мой стоковый авто (цилиндр 0,875″), ход ГТЦ 3см: Хп = (3 * 3,87) / 40,68 = 0,29 см И цилиндр (1″) Хп = (3 * 4,91) / 40,68 = 0,36 см
Из этого мы видим, что если вы не хотите менять ход педали, то изменяя площадь суппорта (ставя огромные тормоза) вы должны не забыть и о ГТЦ. И наоборот.
ГТЦ Это сердце всей тормозной системы. Активируется нажатием на педаль, вначале поршень передвигает жидкость по системе до тех пор пока колодки не вступят в контакт с диском, затем поскольку система становится замкнутой, начинает расти давление создавая тормозную силу. Отсюда чем сильнее вы давите на педаль тем выше тормозная сила.
Основные параметры ГТЦ это диаметр поршня и его ход. Обычно встречаются ГТЦ с диаметрами от 0,625″ до 1,5″ и с ходом от 2,5 см до 3,81 см. Соответствие обоих этих параметров к рекомендованным параметрам для вашего авто — залог хорошей производительности. Стоит запомнить при одном усилии на педали, маленький ГТЦ даст большее давление, но при этом сможет меньше вытеснить жидкости. Также чем больше ход ГТЦ, тем больше он жидкости может вытеснить, но при этом бОльший ход педали потребуется. Лучшего результата можно достичь рассчитав компромисс между ходом педали и давлением для вашего авто.
Регуляторы давления — Клапан остаточного давления (RPV)
Необходим для поддержания заданного давления в системе (для дисковых тормозов 0.14 кг\см^2, для барабанных 0,70 кг\см^2) Есть пара причин для использования таких клапанов 1) Только для барабанных тормозов чтобы возвратная пружина не отводила слишком далеко колодки от барабана, создавая лишний ход педали при последующих торможениях. 2) Только для дисковых тормозных систем в которых ГТЦ находится ниже уровня суппортов (некоторые гоночные авто и хот-роды). Без такого клапана жидкость от суппортов будет отекать обратно в ГТЦ делая педаль ватной и опять же увеличивая ее ход.
Если вы меняете барабанные тормоза на дисковые — обязательно удалите из системы такие клапаны
— Дозировочный клапан (Hold-off)
Поскольку на задних барабанных тормозах присутствует возвратная пружина, то как выше описывалось барабанам требуется больший ход чтобы колодка достигла барабана, нежели в саморегулирующихся дисковых тормозах, где колодка всегда впритык к диску. Дозирующий клапан (ставится в передний контур) предотвращает создание давления в переднем тормозном контуре, пока оно не достигнет заданного значения в заднем (обычно до 5-10 кг\см^2) чтобы дать барабанным колодкам приблизиться к барабану.
Если вы меняете барабанные тормоза на дисковые — обязательно удалите из системы такие клапаны
— Распределительный клапан (PBV)
Как мы уже писали выше, при торможении вес машины смещается вперед. Поскольку тормозная сила должна распределиться пропорционально весовой нагрузке (там где больше веса — больше тормозной силы), нужно соблюсти тормозной баланс перед-зад. Например при жестком торможении до 85% веса приходится на перед автомобиля. На правильно отрегулируемой системе передние тормоза и задние блокируются практически одновременно. Устанавливается обычно между ГТЦ и задним контуром чтобы снизить давление на задний контур в первые моменты торможения. Стоит учесть, что давление в заднем контуре не всегда будет ниже чем в переднем, за счет этого клапана вы меняете скорость роста давления. На передних тормозах при нажатии на тормоз оно лишь быстрее создастся чем в заднем. Стоковые клапана нерегулируемые, но есть и гоночные варианты, с помощью которых можно отрегулировать тормозной баланс на измененной тормозной системе.
