Упрощённая методика расчёта дисковых и барабанно-колодочных тормозов: Методические указания, страница 3

1.4. Среднее удельное давление на фрикционную накладку тормозного механизма

Среднее удельное давление будет равно отношению нормальной силы N, развиваемой одним поршнем тормозного механизма (1.9) к площади F одной накладки, т.е. для передних колёс

                                               .                                               (1.18)

Для задних колёс, имеем

.                                               (1.19)

Площадь фрикционной накладки будет, м²

,                                               (1.20)

где ,  – радиусы соответственно внутренней и наружной окружностей фрикционной накладки тормозного механизма;

 – центральный угол (см. рис. 2), стороны которого охватывают фрикционную накладку тормозного диска (угол охвата).

Среднее удельное давление не должно превышать 2 МПа (один МПа =10 ⁶ Н/м²) [2]. Среднее удельное давление можно уменьшить за счёт повышения коэффициента трения  и увеличения площади фрикционной накладки F.

1.5. Удельная работа трения

Удельная работа трения равна отношению кинетической энергии, которой обладает автомобиль в начале торможения со скорости V_н = 60 км/ч, к суммарной площади всех его тормозных накладок:

.                                        (1.21)

Здесь: L_уд – удельная работа трения, Н^.м/ см² (Дж/см²); V_н – скорость (км/ч), с которой начинается торможение; G_а/g – масса полностью гружённого автомобиля, кг;  – суммарная площадь всех тормозных накладок автомобиля, см²

=4F_п+4F_з =4(F_п +F_з).                                        (1.22)

Число 4 в (1.22) поставлено потому, что в тормозных механизмах как передних, так и задних колёс установлены четыре накладки.

Допустимые величины L_уд при торможении с V_н = 60 км/ч составляют 400 – 1500 Дж/см²[2]. Меньшие значения 400 – 800 Дж/см² принимают для тягачей, грузовых автомобилей и автобусов, большие – для легковых автомобилей.

1.6. Повышение температуры тормозного диска при однократном торможении

Количество теплоты, необходимое для нагревания тормозного диска массы m_т кг от температуры  до температуры ,

,                                        (1.23)

где Q_Т – количество теплоты, ккал; С_уд – удельная теплоёмкость материала тормозного барабана (ккал/кг*град); для стали и чугуна С_уд= 0,125ккал/кг*град; для силумина С_уд=0,21 ккал/кг*град; m_Т – масса диска одного колеса, кг; t – повышение температуры, .

Считаем, что вся кинетическая энергия автомобиля, движущегося со скоростью V_н км/ч, превращается в тепло, идущее на нагрев всех тормозных дисков (или дисков и барабанов). Учитывая, что одна килокалория (ккал) соответствует работе, равной 4,1868*10³ Дж, и используя уравнения (1.21) и (1.23), получаем

.                                        (1.24)

Здесь: n_Т – число затормаживаемых колёс.

После преобразований имеем ().

.                                        (1.25)

При однократном торможении автомобиля со скорости V_н= 30 км/ч повышение температуры тормозного диска t не должно превышать 15. Уменьшить повышение температуры тормозного диска возможно не только за счёт улучшения отвода тепла, но и за счёт уменьшения массы автомобиля и увеличения массы тормозных дисков.

2. Пример расчёта дискового тормоза для автомобиля категории М1

2.1. Исходные данные

Один из возможных вариантов методики можно показать на примере расчёта дискового тормоза для автомобиля «Волга» /2/.

Таблица 1.