Повышение ресурса колесных гидроцилиндров тормозных систем на основе математического моделирования силовых взаимодействий их элементов : На примере тормозной системы автомобиля ГАЗ-53 и его модификаций

• Автор: Кузнецов, Вячеслав Викторович
• Шифр специальности: 05.20.03, 05.13.18
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Саранск
• Количество страниц: 177 с. : ил.

ВВЕДЕНИЕ

Глава 1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1. Анализ надежности тормозных систем грузовых автомобилей

1.2. Характер и условия силового взаимодействия элементов колесных гидроцилиндров тормозной системы

1.3. Методы математического моделирования процессов нагружения эластомерных деталей

1.3.1. Общая характеристика механического поведения эластомеров

1.3.2. Методы математического описания упругой реакции на конечные деформации изменения формы

1.3.3. Методы математического описания реакций изменения объема

1.3.4. Методы математического описания упруговязкого поведения эластомеров в условиях эксплуатации
1.3.5. Методы математического моделирования процессов нагружения эластомерных деталей

1.4. Приборы и методы исследования физикомеханических свойств эластомеров

1.5. Анализ способов восстановления быстроизнашивающихся деталей автотракторной техники
1.6. Цель и задачи исследования
Глава 2. РАЗРАБОТКА РАСЧЕТНОЙ МОДЕЛИ СИЛОВОГО ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ЭЛЕМЕНТОВ СИСТЕМЫ ЦИЛИНДР УПЛОТНИТЕЛЬНАЯ МАНЖЕТА ПОРШЕНЬ
2.1. Математическая модель нагружения уплотнительной манжеты в составе гидроцилиндра
2.1.1. Выбор и обоснование реологической модели эластомерной среды
2.1.2. Определение системы КЭ уравнений, описывающих процесс нагружения уплотнительной манжеты
2.1.3. Разработка программ генерирования КЭсетки и оптимизации
з
матрицы жесткости КЭсистемы
2.1.4. Описание алгоритма и программы конечноэлементного расчета
2.2. Описание и анализ результатов численного исследования напряженнодеформированного состояния уплотнительной манжеты
2.3. Математическая модель нагружения поршня гидроцилиндра и численный анализ определяющих факторов
2.4. Силовой анализ колодочного тормозного механизма
2.5. Математическая модель изнашивания поршней колесных гидроцилиндров
Глава 3. МЕТОДИКИ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ
3.1. Методика микрометражных исследований деталей колесных цилиндров автомобилей
3.2. Универсальная экспериментальная установка для исследования характеристик эластомеров
3.3. Методика исследования компрессионных характеристик эластомерных композиций на основе НК и СКЭПТ
3.4. Методика определения мгновенного и равновесного модулей упругости эластомерных композиций в условиях воздействия воздушной среды и тормозной жидкости
3.5. Методика экспериментального исследования релаксационных характеристик эластомерных композиций
3.6. Методика триботехнических исследований пары трения колесный цилиндр поршень
3.7. Методика прогнозирования межремонтного ресурса колесных цилиндров
Глава 4. РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ
4.1. Результаты микрометражных исследований колесных цилиндров
4.2. Компрессионные характеристики эластомерных композиций на основе НК и СКЭПТ
4.3. Результаты исследования мгновенного и равновесного модулей упругости эластомерных композиций
4.4. Релаксационные характеристики эластомерных композиций
4.5. Результаты триботехнических исследований пары трения колесный цилиндр поршень
4.6. Результаты прогнозирования межремонтного ресурса колесных цилиндров
Глава 5. РАЗРАБОТКА РЕКОМЕНДАЦИЙ ПО ПОВЫШЕНИЮ РЕСУРСА КОЛЕСНЫХ ГИДРОЦИЛИНДРОВ
5.1. Технологический процесс восстановления изношенных деталей и гидроцилиндров
5.2. Расчет экономической эффективности предлагаемых мероприятий 7 ОБЩИЕ ВЫВОДЫ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ


Характер данных ошибок различен неточность формы деталей, неверность выбранных технологических режимов изготовления, ошибки при выборе материалов и т. Примером таких ошибок является недовулканизация резины при формовании уплотнителей гидровакуумного усилителя тормозов, приводящая к интенсификации процесса накопления пластических деформаций и, как следствие, к снижению ресурса уплотнителя. Эксплуатационные причины отказов обусловлены, главным образом, нарушением правил эксплуатации тормозных систем несоблюдением сроков и регламента операций технического обслуживания попаданием минеральных масел и грязи в тормозную жидкость при ее заливке и монтаже узлов, вызывающим повышенное набухание резиновых деталей и засорение клапанных механизмов повреждениями деталей особенно шлангов в процессе эксплуатации и при проведении ремонтных операций и др. Необходимо отметить, что технологические и конструкционные причины отказов, в отличие от эксплуатационных, как правило, имеют прогнозируемый характер и могут быть своевременно устранены. Большие трудности вызывает определение истинной причины отказа эластомерных уплотнителей ввиду наличия множества факторов, опреде ляющих данный характер его проявления. В настоящее время автопарк большинства сельскохозяйственных предприятий России укомплектован автомобилями модификаций ГАЗ. Поэтому анализ конструктивных особенностей системы гидравлического привода СГП тормозов модификаций данного автомобиля с точки зрения надежности тормозной системы в целом является особо актуальным. Рис. Гидропривод тормозов рис. Герметичность соединения обеспечивается плотной затяжкой развальцованного конца трубки на коническую поверхность седла тройника или штуцера. В качестве тормозной жидкости ранее использовались жидкости марок Томь ТУ 6 и Нева ТУ 6, в настоящее время рекомендуется использовать РОСДОТ4 ТУ 4. Рис. Рабочий процесс в гидроприводе тормозной системы при торможении протекает следующим образом. Мри нажатии на педаль тормоза усилие через тягу рис. Указанная конструктивная причина отказа косвенно подтверждается результатами испытаний 3, 4, проведенных в экспериментальнопроизводственных автохозяйствах ЭПАХ вероятность безотказной работы манжеты при пробеге автомобиля до капитального ремонта составляет 0, при среднем ресурсе около 0 тыс. Действие гидровакуумного усилителя рис. При небольших усилиях на педали тормоза давление во всей гидравлической системе одинаково и равно давлению, создаваемому главным цилиндром. С увеличением усилия на педали тормоза компонента давления, образующаяся за счет передачи усилия толкателю от диафрагмы 2, резко растет, обеспечивая усилительный эффект. Необходимо отметить, что для грузовых автомобилей семейства ЗИЛ и МАЗ ЗИЛ0, ЗИЛММЗ5 кроме перечисленных выше причин отказа характерно появление на диафрагме 2 разрывов и сетки усталостных трещин в области рабочего контура. Данная причина отказа лимитирует вероятность безотказной работы автомобилей данных марок при пробеге до капитального ремонта на уровне 0,5. Рис. Под действием давления, создаваемого гидровакуумным усилителем, поршни колесных цилиндров рис. При снятии усилия с педали тормоза жидкость из колесных цилиндров под давлением, создаваемым стяжными пружинами колодок, перетекает в главный цилиндр, обеспечивая плавное падение давления в гидравлической системе до ,,3 кПа. Данное избыточное давление обеспечивает плотное прилегание манжет колесных цилиндров к поверхностям цилиндров, исключая попадание воздуха в гидравлическую систему. По данным 5, при резких торможениях автомобиля давление в СГП ГАЗ может повыситься до величины, большей ,7 МПа. Рис. Тормозной барабан автомобиля ГАЗ в сборе I защитный колпак 2 колесный цилиндр 3 щит тормоза 4 стяжная пружина колодок 5 направляющая скоба колодок 6 колодка тормоза 7 фрикционная накладка колодки 8 болт регулировочного эксцентрика 9 шайба пружина оси эксцентрика регулировочный эксцентрик пластина опорных пальцев эксцентрик опорных пальцев опорный палец тормозной колодки гайка пружинист шайба.