Покращення гальмівної системи

Кажуть, що гальма придумали труси. Нехай буде так, але цей атрибутна автомобілі є обов'язковим, — більше того, у правилах дорожньогоруху нашої країни суворо обумовлено показники гальмування для всіхвидів автомобілів. Легкових автомобілів гальмівний шлях зішвидкості 40 км/год не повинен перевищувати 14, 7 м. Якщо автомобільвиготовлений раніше 1988 року — не більше 16, 2 м.
Як би там не було, а гальмівна система автомобіля Вона забезпечуєбезпеку Вашого і не тільки життя, тому конструктори автомобілівроблять цю систему все надійнішою, додаючи їй усіляких "фішок" типуАБС, але ми з вами користуємося розробками вітчизняного автопрому, де спереду дискові гальма, а ззаду барабанні, і У зв'язку з цим, установка спортивних гальм у наших автомобілях вітається, чомуконструктори масово встановлюють на задню вісь архаїчні барабаннігальма? ставилися вони на всі колеса, аж до шістдесятих роківминулого століття. Їх ефективності на той момент вистачало, оскільки автомобілі їздили за сьогоднішніми мірками не швидко.Принцип роботи барабанних гальм Барабанні гальма складаються власнез барабана, жорстко пов'язаного з барабаном. Колесом та гальмівнихколодок, на які одягнені фрикційні накладки. Під час рухуавтомобіля барабан обертається. При гальмуванні зафіксовані колодкирозсуваються і упираються в стінку барабана, змушуючи його зупинитиобертання. У цій парі тертя виробляється тепло, і чим сильнішевідбувається гальмування, тим більше тепла виробляється. Ось туттаїться вся проблема барабанних гальм:найбільша температура виникаєна фрикційній накладці та на внутрішній поверхні барабана.Охолоджувальна деталь – зовнішня стінка барабана. Вентиляціївсередині барабанних гальм немає, і як наслідок — можливийперегрів, який веде до їх відмови.
У шістдесятих роках автомобілі почали розвивати таку швидкість, гальмування з якою б "убивало" такі гальма. У зв'язку з цим почаливстановлювати більш прогресивний вид гальм — дисковий.
Принцип роботи дискових гальм
Дискові гальма складаються з диска, виготовленого з жароміцноїсталі, та супорту з гальмівними колодками. При гальмуванні колодкизводяться до диска і починають про нього тертися, що переводитькінетичну енергію в теплову. Оскільки нагрітий диск безпосередньоохолоджується, ці гальма не такі схильні до перегріву, і якнаслідок більш ефективні. Проте до сьогодні дискові гальма набільшості автомобілів економ сегмента встановлені тільки спереду.Позаду там, як і сто років тому, стоять барабани.Чому так? По-перше, навантаження на задню гальмівну систему набагато меншеніж на передню (близько 40 % всього гальмівного зусилля). По-друге, незважаючи на всі недоліки барабанних гальм, у них є двінезаперечні переваги перед дисковими:ресурс (майже вдвічі більшийміж ТО) та захищеність від пилу. На наших запилених та забрудненихдорогах задні дискові гальма дуже швидко виходять з ладу. Тількидуже якісні та дорогі дискові гальма здатні протистояти нашимпекельним дорогам.
Загалом і не дивно, що в наших з вами машинках стоять доісторичнізадні гальма.
І тут я думав поставити крапку у своєму записі… Але тоді б це бувпросто запис як у більшості бортжурналів:)
Тарможення на автомобілі

Всі ми їздимо швидко, особливо за містом. Швидкість 110 км/год –це цілком звичайна швидкість, якої нікого не здивуєш. Гальмування зтакої швидкості на завантаженому автомобілі виділяє 640 кілоджоулівтепла. Ця цифра мало що дає звичайній людині, тому переведемо її дочогось зрозумілого для всіх. Цього достатньо, щоб закип'ятити двалітри води в чайнику! На кожен із задніх барабанів припадає 127кілоджоулів, що вистачить перетворити 380 грамів сирої води накип'ячені. Однак це тепло розсіюється в повітря, і толку від ньогоніякого)) З цими кілоджоулями справляється ось такий барабан:

Барабан Ваз 2109
Цей барабан зроблений мул алюмінієвого сплаву, що дуже добре, оскільки він набагато краще відводить тепло ніж чавунний як настарих автомобілях. Взагалі мені стало цікаво як впливає фарба натепловіддачу гальм в цілому, оскільки фарба дуже погано проводитьтепло, та служить як ізоляція для барабана. Перевіримо?
У програмі Solidworks мною було створено 3d модель гальмівногобарабана. Дамо на його внутрішню поверхню велике тепловенавантаження скажемо… 3600 Вт (це як два електричні чайники).Охолоджуватимемо гальма на швидкості 15 м/с. Це як їзда з гори ізпостійною швидкістю. Одним словом це граничне навантаження на заднігальма))
Запускаємо розрахунок… і… Як видно на зображеннях — максимальнатемпература склала 378 градусів. Приблизно така сама температура іна зовнішній поверхні барабана, що й не дивно, - алюмінієвий сплавдуже добре, майже без опору відводить тепло. Давайте розглянемо щобуло б, якщо він був би чавунний як у жигулях. Температура значнопідвищилася порівняно з авіаційним матеріалом.Температура зросла до465 градусів, що майже на 20% більше, ніж нагрівся алюмінієвийсплав! Мені стало цікаво, наскільки зросте температура під часфарбування алюмінію.
Я створив нове тіло, що покриває барабан і вибрав матеріал "фарба".
Покриття барабана

Як видно на малюнку, товщина покриття становить 0, 1 мм, щоприблизно дорівнює товщині фарби, що наноситься. Створюємо ті жтемпературні навантаження на деталь і отримуємо:Як виднотемпература зросла, але не критично, лише до 398 градусів. Зовнішняповерхня барабана виявилася менш нагріта, ніж раніше, що обумовленогіршою теплопровідністю фарби в порівнянні з алюмінієм. Однимсловом температура хоч і зросла на 5%, але це не було так критично, як я припускав, коли робив розрахунок.
Роблячи висновок скажу, що застосування алюмінієвого сплаву вбарабанних гальмах зробило їх ефективнішими, а фарбування впотрібний колір майже не впливає на гальмівні характеристики, протепідкреслює індивідуальність вашого автомобіля)). Удачі всім надорогах! ) Клацаємо на кнопку "подобається", підписуємося, пишемокоментарі.