Приложение. ВЫБОР ОСНОВНЫХ ПАРАМЕТРОВ ФРИКЦИОННЫХ ЭЛЕМЕНТОВ ТОРМОЗНЫХ УСТРОЙСТВ ПОДЗЕМНЫХ ЛЕНТОЧНЫХ КОНВЕЙЕРОВ ПО УСЛОВИЯМ ПОЖАРОБЕЗОПАСНОСТИ
1. По условиям пожаробезопасности температура нагрева тормозных шкивов (дисков) не должна превышать 150 °C.
2. Толщина обода тормозного шкива (диска), эффективно участвующая в теплопоглощении при торможении, в течение всего срока эксплуатации не должна быть меньше значения, определяемого зависимостью:
bш = 1730 x \/aш tт,
aш — температуропроводность материала шкива, кв. м/с;
tт — продолжительность трения тормозной пары при торможении, с.
3. Расчет допустимого значения удельного давления во фрикционных узлах тормозных устройств рекомендуется производить по следующей зависимости:
1,73 x 10 (Tш — Tср) Kп лямбда ш
Vс мю (1 — альфа н) \/aш tт
Tш — допустимая по условиям пожаробезопасности температура поверхности тормозного шкива (диска), °C;
Tср — максимальная температура окружающей среды, °C;
Kп — коэффициент перекрытия фрикционными накладками тормозного шкива (диска):
Aш — площадь поверхности трения тормозного шкива (диска);
Aн — площадь поверхности тормозных накладок, контактирующая со шкивом (диском);
Vс — начальная скорость трения тормозных пар, м/с;
мю — максимальный расчетный коэффициент трения для данной фрикционной пары;
лямбда ш — теплопроводность материала шкива (диска), кгм/м °C;
aш — температуропроводность материала шкива, кв. м/с;
tт — продолжительность трения тормозной пары при торможении, с;
альфа н — температуропроводность материала тормозных накладок, кв. м/с;
лямбда н — теплопроводность материала тормозных накладок, кгм/м °C.
Расчетное значение максимально допустимого удельного давления должно быть сравнено с допустимым удельным давлением для данного фрикционного материала из условия механической прочности и принято его меньшее значение.
4. Зазор по нормали к поверхности трения между тормозной накладкой и шкивом (диском) при разомкнутом тормозном устройстве должен быть не менее значения, определяемого зависимостью:
дельта = 0,5 + 2d — 0,6d , мм,
где d — средний диаметр поверхности трения, м.
Полезное видео: ютуберы решили проверить, до какой температуры могут нагреться дисковые тормоза
Принцип работы дисковых тормозных механизмов довольно прост: тормозные колодки с фрикционным материалом сжимают чугунный тормозной диск. Разумеется, от трения диск нагревается, но насколько сильно? Давайте узнаем!
Александр Пономарёв
Кадр из видео
Разобраться в этом вопросе поможет родстер Honda S2000 с задними дисковыми тормозами и термальная камера Flir T1K. Заднюю часть автомобиля приподняли на домкратах, чтобы запустить мотор и набрав обороты, на первой передаче постепенно затягивать рычаг стояночного тормоза, измеряя с помощью тепловизора количество тепла, выделяемое задними тормозными механизмами. В качестве контрольных точек выбраны пять позиций дискового тормозного механизма.
РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ
Точка 1 — это передний край тормозной колодки, точка 2 — тормозной диск перед колодкой, точка 3 — тормозной диск после прохождения через суппорт, точка 4 — ступица колеса и, наконец, точка 5 — задняя часть тормозной колодки. Даже при свободном вращении тормозного диска сверхчувствительная инфракрасная камера выявляет небольшие искривления диска на основе разницы температур. Разумеется, при срабатывании стояночного тормоза температура диска начинает повышаться.
Тормозной диск после суппорта становится немного горячее, а в целом температура поверхности достигает 138 °C. В обычном «гражданском» режиме вождения температура дисков и колодок вряд ли когда-нибудь превысит 200 °C, но на гоночной трассе механизмы могут запросто нагреваться и до 500 °C. Тормозная жидкость также может нагреваться, поэтому она рассчитана на температуру кипения свыше 200 °C.
РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ
Впрочем, со временем температура кипения может стать значительно ниже, поскольку жидкость поглощает влагу. Даже после того, как тормозные диски нагрелись свыше 100 °C, тормозная магистраль остаётся довольно прохладной. Также довольно интересно, что колёсные диски автомобиля могут работать как своеобразные радиаторы и рассеивать тепло от тормозных механизмов в атмосферу.
Жидкостная система охлаждения тормозов
В обычном режиме работы у автомобиля температура тормозных механизмов редко, когда превышает 200 С. На гоночной трассе тормоза могут нагреваться до температур выше 500 С.
(среднестатистические данные, которые зависят от класса автомобиля и условий движения)
Так уже получилось в автопромышленности что воздушная система охлаждения уступила жидкостной в вопросе охлаждения двигателя. Высокая эффективность «водяного» охлаждения тут сыграла не последнюю роль.
Казалось бы, такой же процесс должен был произойти и с охлаждением тормозов? Тем более что речь тут шла о безопасности движения, что согласитесь имеет больше значение, чем возможность самого движения.
Но подобного преобразования в тормозной системе автомобиля не произошло. Точнее в массовом порядке жидкостное охлаждение тормозов не применялось, но были интересные конструкции.
Например, компания Brembo ставит на некоторые раллийные машины суппорты с жидкостным охлаждением.
Такие суппорта используют на этапах ралли по асфальту.
Условия движения по асфальту на гонках требуют безупречного вождения с минимальной коррекцией траектории движения. По сути получается, что на асфальтных этапах периоды «отдыха» тормозов сочетаются с резкими торможениями высокой интенсивности (с высоким тормозным моментом). Поэтому жидкостное охлаждение дает в этих условиях максимальный эффект – температура снижается на 80-100 градусов, что увеличивает тепловую эффективность на 45%, в сравнении с воздушными системами охлаждения.
Применением в спорте дело охлаждения жидкостью не было ограничено. По принципу жидкостного охлаждения была разработана и испытана концепция тормоза для грузовиков от профессора В. Селифонова и кандидата технических наук Н. Владимирова.
Известно, что чем больше масса машины с грузом, тем сложнее разработать для нее тормоза. Главная причина – большое количество тепла, которое надо рассеять, поэтому поверхность трения должна быть большой, но при этом помещаться в колесе. Тормозная поверхность дисковых тормозов всегда меньше барабанных аналогов. Условия работы так же принципиально разные. Большие температурные нагрузки вызывают деформацию и разрушение дисковых тормозных механизмов, в отличии от барабанных, и именно поэтому на грузовиках и автобусах редко, когда применяются дисковые тормоза.
Проблему адаптации дисковых тормозных механизмов к большегрузным машинам и автобусам попытались решить в Московской государственной академии автомобильного и тракторного машиностроения, на кафедре «Автомобили». Было найдено принципиально новое, нестандартное решение проблемы – дисковые тормоза с системой жидкостного охлаждения.
Суть конструкции в том, что фрикционный материал теперь находится не на колодке, а на диске. В колодке, сделанной из чугуна, выполнены каналы для жидкости, которые штуцерами соединены с системой охлаждения.
В обычном дисковом тормозе максимальная температура пары трения 600 – 800 С, а площадь соприкосновения деталей мала, поэтому требуются термостойкие и долговечные материалы.
У новой конструкции эта площадь больше, а температура не превышает 200-250 С. Требования к материалам снижаются, причем износ становится меньше.
Опытный образец прошел испытания в лаборатории академии и испытан на стенде НИИАТИ (Ярославль). Исследования подтвердили расчеты. Циклический режим торможений не вызвал каких-либо больших скачков температуры и подтвердил теорию.
Напоследок стоит еще упомянуть о патенте водяного охлаждения от Daimler.
Система работает как на нагрев, так и на охлаждение… шин автомобиля. Система состоит из воды в специальном резервуаре, датчиков, фиксирующих температуру резины, и трех форсунок. В зависимости от условий движения и прочих факторов распыление воды происходит как холодной, так и горячей водой (борьба с обледенением шин). Пополнение запаса воды возможно за счет сбора дождевой воды, попадающей на автомобиль.
Идея охлаждения распылением воды из форсунок, и использования воды из омывателя было так же и в патенте СССР.
Но на данный момент идея жидкостного охлаждения продвинулась не только на раллийных автомобилях, но и на спец. Транспорте, который, казалось бы, не отличается высокой скоростью передвижения.
Дисковые тормоза с функцией жидкостного охлаждения иногда используют сейчас на погрузчиках Yale с грузоподъемностью от 5 до 5.5 тонн.
P.S.: Установка системы жидкостного охлаждения тормозов на автомобиль может иметь еще ряд сопутствующих преимуществ на перспективу. В следующей статье я рассмотрю специфические, и возможно неожиданные варианты использования такого способа охлаждения на электромобилях и гибридах.
- Научно-популярное
- Транспорт
- Будущее здесь
Какая температура тормозного диска должна быть?
При езде (любой) передние тормозные диски — плюнешь — как на сковородку! При этом «пищат». Колодки новые родные. Диски ровные. В одном сервисе говорят — не нормально. В другом — все гут, так и должно быть. Какие есть «внешние» признаки нормальной температуры тормозов? Вообще, как оценить «нормальность» тормозов? (Поршни ходят, суппорта перебрали.)
#2 IPI7
Отправлено 06 июня 2005 — 14:03
IPI7
- Members
- 1 173 сообщений
- Москва, ОФА 2.4
- Opel Frontera 2.4i была. Hyundai Santa Fe CL 2.0 CRDI
При езде (любой) передние тормозные диски — плюнешь — как на сковородку! При этом «пищат». Колодки новые родные. Диски ровные. В одном сервисе говорят — не нормально. В другом — все гут, так и должно быть. Какие есть «внешние» признаки нормальной температуры тормозов? Вообще, как оценить «нормальность» тормозов? (Поршни ходят, суппорта перебрали.)
Ну вообще-то ничего греться не должно. Попробуй проехаться потом затормозить не педалью а ручником. если горячие диски- разбираться. Допустимо что они раскаляются- когда установлены новые колодки и /или новые диски. Но и этот нагрев должен километров через 100 пробега пройти.Нормлаьность- домкратишь колесо. раскручиваешь- должно свободно крутиться, нажимаешь на тормоз- блокируется- отпускаешь тормоз- снова свободно должны крутиться.
#3 Шульц
Отправлено 06 июня 2005 — 14:13
Шульц
- ORG
- 5 178 сообщений
- Санкт — Петербург
- ПешЫхотт!
При езде (любой) передние тормозные диски — плюнешь — как на сковородку! При этом «пищат». Колодки новые родные. Диски ровные. В одном сервисе говорят — не нормально. В другом — все гут, так и должно быть. Какие есть «внешние» признаки нормальной температуры тормозов? Вообще, как оценить «нормальность» тормозов? (Поршни ходят, суппорта перебрали.)
У меня такая же хрень. Перебирали, ремонтировали уже 2 раза, смазывали напрвляющие, прокачивали — всё одно! Свистят сволочь переодически! Причем выбег машины нормальный, на малейшем уклоне катится как шарик под горку. Всё началось с того. что напрвляющие закисли (на сервисе меняли колодки, уроды, мля! И не удостоились почистить — смазать направляющие, ессно колодки сносились за 3т.км). А теперь свистят гады! Я всё хотел запостить вопрос, да так и не собрался всё.
#4 Гость_MIB_*
Отправлено 06 июня 2005 — 14:13
Гость_MIB_*
- Guests
Нормлаьность- домкратишь колесо. раскручиваешь- должно свободно крутиться, нажимаешь на тормоз- блокируется- отпускаешь тормоз- снова свободно должны крутиться.
Все так и происходит на вывешенном колесе. Но греются.((( Если я правильно понял, то есл едешь — не тормозишь, то греться не должны совсем?
#5 Шульц
Отправлено 06 июня 2005 — 14:15
Шульц
- ORG
- 5 178 сообщений
- Санкт — Петербург
- ПешЫхотт!
Все так и происходит на вывешенном колесе. Но греются.((( Если я правильно понял, то есл едешь — не тормозишь, то греться не должны совсем?
Почему? Всё равно греться должны. Там же подшипники ступичные крутятся.
#6 IPI7
Отправлено 06 июня 2005 — 14:25
IPI7
- Members
- 1 173 сообщений
- Москва, ОФА 2.4
- Opel Frontera 2.4i была. Hyundai Santa Fe CL 2.0 CRDI
Все так и происходит на вывешенном колесе. Но греются.((( Если я правильно понял, то есл едешь — не тормозишь, то греться не должны совсем?
Нет. Греться будет, но не до шипения. Просто горячие- рукой можно потрогать. А вот если рукой низя дотронуться до колесного диска- это ужа траблы. может у тя не в колодках дело, а в ступице?
#7 Гидеон
Отправлено 06 июня 2005 — 14:26
Гидеон
- Members
- 9 283 сообщений
- .
При езде (любой) передние тормозные диски — плюнешь — как на сковородку! При этом «пищат». Колодки новые родные. Диски ровные. В одном сервисе говорят — не нормально. В другом — все гут, так и должно быть. Какие есть «внешние» признаки нормальной температуры тормозов? Вообще, как оценить «нормальность» тормозов? (Поршни ходят, суппорта перебрали.)
А это может и не тормоза совсем? Ступицы то нормально?
#8 Гость_MIB_*
Отправлено 06 июня 2005 — 14:55
Гость_MIB_*
- Guests
А это может и не тормоза совсем? Ступицы то нормально?
А как определить «про траблы ступицы»? (Ох спасибо ,мужики, за внимание к проблеме!)))
#9 AZh
Отправлено 06 июня 2005 — 20:01
AZh
- Members
- 5 267 сообщений
- Москва
- IT 89 2,6i (4ZE1)
А как определить «про траблы ступицы»? (Ох спасибо ,мужики, за внимание к проблеме!)))
Вывешиваешь колёсико 1. Берёшься за верх и низ и пробуешь покачать — рукой не должно ощущаться люфта т.е. возможности покачать2. Крутануть рукой — как минимум пару-тройку оборотов должно совершитьи при этом не должно быть никаких «рокочущих» или прочих неравномерныхзвуков от ступицы.3. просто крутить и сопровождать рукой равномерно должно сопротивляться слегка.Всё это при условии что нормально «растормаживаются» колодки.Всё там просто.
#10 Шульц
Отправлено 06 июня 2005 — 22:12
Шульц
- ORG
- 5 178 сообщений
- Санкт — Петербург
- ПешЫхотт!
Вывешиваешь колёсико 1. Берёшься за верх и низ и пробуешь покачать — рукой не должно ощущаться люфта т.е. возможности покачать
Маааленькое дополнение к п.1. Люфт, может ощущаться от не очень бодрых шаровых. Чтоб убедиться, что это шаровые, а не ступичный подшипник, надо попросить кого нить нажать на тормоз, и при нажатой педали покачать колесо снова. Если люфт пропал, то это ступичный подшипник.
#11 Trooper2000
Отправлено 06 июня 2005 — 22:16
Trooper2000
- Members
- 191 сообщений
- Москва
- Isuzu Trooper 3.5 (11/2000), Lexus RX330 AWD (01/2004), VW Multivan 2,5 TDI (07/2008)
А еще можно прокачать тормоза. Если попал воздух, то сильно подклинивать не будут, но контакт будет постоянный (колодок и диска), а отсюда — свист и нагрев.
#12 AZh
Отправлено 06 июня 2005 — 22:21
AZh
- Members
- 5 267 сообщений
- Москва
- IT 89 2,6i (4ZE1)
Маааленькое дополнение к п.1. Люфт, может ощущаться от не очень бодрых шаровых. Чтоб убедиться, что это шаровые, а не ступичный подшипник, надо попросить кого нить нажать на тормоз, и при нажатой педали покачать колесо снова. Если люфт пропал, то это ступичный подшипник.
Стопудово! Правда ИМХО отличить люфт ступичного от люфта раздолбанных шаровых можно легко. достаточно один раз понять-потрогать то и другое .
#13 Шульц
Отправлено 06 июня 2005 — 22:28
Шульц
- ORG
- 5 178 сообщений
- Санкт — Петербург
- ПешЫхотт!
отличить люфт ступичного от люфта раздолбанных шаровых можно легко. достаточно один раз понять-потрогать то и другое .
Ага, а я вот на ИТ не знаю пока (надеюсь узнаю, попробую как можно позже) Тока все вышеперечисленные процедуры я провел, люфта в подшипнике нет, ну шаровая одна так себе, кстати чё то быстро сдохла , а колодки как свистели, так и свистят пердически.
#14 AZh
Отправлено 07 июня 2005 — 07:03
AZh
- Members
- 5 267 сообщений
- Москва
- IT 89 2,6i (4ZE1)
Ага, а я вот на ИТ не знаю пока (надеюсь узнаю, попробую как можно позже) Тока все вышеперечисленные процедуры я провел, люфта в подшипнике нет, ну шаровая одна так себе, кстати чё то быстро сдохла , а колодки как свистели, так и свистят пердически.
к слову, я когда служил, так у нас в части был автопарк свой и там, особо»продвинутые» колодки канифолью натирали — визг стоял жуткий, когда такое чудо тормозило. )