Wydział Samochodów i Maszyn Roboczych Politechniki Warszawskiej

Instytut Pojazdów

Laboratorium Pojazdów

Ćwiczenie 3

Stanowiskowe badanie mechanizmów hamulcowych

Data wykonania ćwiczenia: 8.11.2013r.

Grupa 3.1 Zespół 2

Zespół wykonujący ćwiczenie:

Nazwisko i imię:

1.Cieloch Mateusz

2.Dąbrowski Marek

3.Gawryszewski Adam

4.Janek Piotr

5.Kwasiuk Mateusz

6.Szopa Krzysztof

7.Włodarczyk Paweł

Warszawa 2013r.

1.Cel ćwiczenia

Celem ćwiczenia jest wyznaczenie parametrów charakteryzujących pracę mechanizmu hamulcowego. Wyznaczenie zależności Momentu hamowania, drogi hamowania, opóźnienia hamowania oraz współczynnika tarcia pary ciernej w zależności od zmian ciśnienia w układzie hydraulicznym uruchamiającym hamulce, prędkości początkowej pojazdu, temperatury pracy pary ciernej.

2.Stanowisko do badań

W skład stanowiska wchodzi:

• Silnik elektryczny z zamocowaną masą na wale. Energia kinetyczna danej masy równa jest energii odbieranej przy hamowaniu przez jeden hamulec.

• Mechanizm uruchamiający hamulec, czyli siłownik pneumatyczny, który naciska na pedał hamulca oraz układ hydrauliczny wyposażony w zespół pompy hamulcowej.

• Hamulec tarczowy osadzony na wale, który jest połączony z silnikiem za pomocą sprzęgła jednotarczowego.

• Układ pomiarowy.

3.Analiza wyników

Podczas wykonywania ćwiczenia zmierzone zostały takie wielkości jak:

• Moment średni hamowania (M_śr)

• Czas hamowania (t_h)

• Ciśnienie w siłowniku pneumatycznym (p_s)

• Prędkość obrotowa (n)

• Średnia temperatura w której pracuje para cierna (temp)

Obliczone zostały:

• Ciśnienie w układzie hydraulicznym uruchamiającym hamulec:

$p = p_{s} \bullet {(\frac{d_{s}}{d_{p}})}^{2}$ [Pa]

Średnica tłoka w siłowniku pneumatycznym: d_s=0,1[m]

Średnica tłoczka w pompie hamulcowej: d_p=0,0237[m]

• Prędkość początkowa hamującego pojazdu

$v_{0} = \frac{\pi \bullet n}{30} \bullet r_{d}$ [m/s]

$v_{0} = 3,6\frac{\pi \bullet n}{30} \bullet r_{d}$ [km/h]

Promień dynamiczny koła: r_d=0,268[m]

• Droga hamowania

$s_{h} = \frac{v_{0} \bullet t_{h}}{2}$ [m]

• Opóźnienie hamowania

$a_{h} = \frac{v_{0}}{t_{h}}$ [m/s^2]

• Współczynnik tarcia pary ciernej

$$\mu = \frac{{2 \bullet M}_{sr}}{\pi \bullet r_{sr} \bullet d^{2} \bullet p \bullet \eta}$$

Średni promień tarcia: $r_{sr} = \frac{2}{3} \bullet \frac{{r_{z}}^{3} - {r_{w}}^{3}}{{r_{z}}^{2} - {r_{w}}^{2}}$ [m]

Zewnętrzny promień powierzchni tarcia: r_z=0,1275[m]

Wewnętrzny promień powierzchni tarcia: r_w=0,0775[m]

Średnica tłoczka zacisku hamulca tarczowego: d=0,054[m]

Sprawność części mechanicznej hamulca: η=0,98

4.Wyniki

L.p	Mśr [kNm]	th [s]	ps [MPa]	p [Mpa]	Vo [km/h]	Vo [m/s]	Sh [m]	ah [m/s^2]	temp [oC]	Obr [obr/min]	mi [-]
314	0,28	3,78	0,2	3,56	28,48	7,90	14,92	2,09	69	282	0,168
315	0,39	2,82	0,25	4,45	28,48	7,90	11,13	2,80	73	282	0,187
316	0,51	2,2	0,3	5,34	27,87	7,73	8,50	3,51	76	276	0,204
317	0,62	1,82	0,35	6,23	27,87	7,73	7,03	4,25	80	276	0,212
318	0,72	1,58	0,4	7,12	27,87	7,73	6,11	4,89	84	276	0,216
319	0,84	1,36	0,45	8,01	27,16	7,53	5,12	5,54	88	269	0,224
320	0,94	1,22	0,5	8,9	27,87	7,73	4,71	6,33	84	276	0,225

Tabela 1. Wyniki pomiarów i obliczeń dla zmiennego ciśnienia p

Rys. 1 Wykres Mhśr w funkcji ciśnienia.

Rys. 2 Wykres Sh w funkcji ciśnienia.

Rys. 3 Wykres ah w funkcji ciśnienia.

Rys. 4 Wykres mi w funkcji ciśnienia.

L.p	Mśr [kNm]	th [s]	ps [MPa]	p [Mpa]	Vo [km/h]	Vo [m/s]	Sh [m]	ah [m/s^2]	temp [oC]	Obr [obr/min]	mi [-]
321	0,8	0,74	0,4	7,12	12,32	3,42	1,26	4,62	69	122	0,240
322	0,83	1	0,4	7,12	17,47	4,84	2,42	4,84	73	173	0,249
323	0,86	1,24	0,4	7,12	22,62	6,27	3,89	5,06	80	224	0,258
324	0,85	1,46	0,4	7,12	27,16	7,53	5,50	5,16	85	269	0,255
325	0,87	1,72	0,4	7,12	32,42	8,99	7,73	5,23	93	321	0,261
326	0,88	1,98	0,4	7,12	37,57	10,42	10,31	5,26	95	372	0,264
327	0,89	2,28	0,4	7,12	42,72	11,84	13,50	5,19	102	423	0,267
328	0,89	2,56	0,4	7,12	48,57	13,47	17,24	5,26	103	481	0,267
329	0,92	2,76	0,4	7,12	52,41	14,53	20,05	5,27	113	519	0,276

Tabela 2. Wyniki pomiarów i obliczeń dla zmiennej prędkości początkowej V0.

Rys. 4 Wykres Mśr w funkcji prędkości początkowej

Rys. 5 Wykres Sh w funkcji prędkości początkowej

Rys. 6 Wykres ah w funkcji prędkości początkowej

Rys. 7 Wykres mi w funkcji prędkości początkowej

L.p.	Mśr [kNm]	th [s]	ps [MPa]	p [Mpa]	Vo [km/h]	Vo [m/s]	Sh [m]	ah [m/s^2]	temp [oC]	Obr [obr/min]	mi [-]
330	0,65	3,14	0,3	5,34	44,03	12,21	19,17	3,89	109	436	0,260
331	0,65	3,04	0,3	5,34	43,32	12,01	18,26	3,95	126	429	0,260
332	0,67	3,02	0,3	5,34	42,72	11,84	17,88	3,92	140	423	0,268
333	0,65	3,02	0,3	5,34	43,32	12,01	18,14	3,98	155	429	0,260
334	0,64	3,08	0,3	5,34	43,32	12,01	18,50	3,90	170	429	0,256
335	0,65	3,02	0,3	5,34	42,72	11,84	17,88	3,92	184	423	0,260
336	0,65	2,98	0,3	5,34	42,72	11,84	17,65	3,97	196	423	0,260
337	0,65	2,94	0,3	5,34	43,32	12,01	17,66	4,09	207	429	0,260
338	0,66	2,92	0,3	5,34	43,32	12,01	17,54	4,11	221	429	0,264
339	0,68	2,86	0,3	5,34	43,32	12,01	17,18	4,20	231	429	0,272
340	0,68	2,82	0,3	5,34	43,32	12,01	16,94	4,26	240	429	0,272
341	0,69	2,8	0,3	5,34	42,72	11,84	16,58	4,23	252	423	0,276
342	0,7	2,78	0,3	5,34	43,32	12,01	16,70	4,32	261	429	0,280
343	0,69	2,78	0,3	5,34	43,32	12,01	16,70	4,32	269	429	0,276
344	0,68	2,8	0,3	5,34	43,32	12,01	16,82	4,29	278	429	0,272
345	0,69	2,78	0,3	5,34	43,32	12,01	16,70	4,32	288	429	0,276
346	0,69	2,76	0,3	5,34	42,72	11,84	16,34	4,29	294	423	0,276
347	0,7	2,76	0,3	5,34	42,72	11,84	16,34	4,29	304	423	0,280

Tabela 3. Wyniki pomiarów i obliczeń dla zmiennej temperatury.

Rys. 8 Wykres Mśr w funkcji temperatury.

Rys. 9 Wykres Sh w funkcji temperatury.

Rys. 10 Wykres ah w funkcji temperatury.

Rys. 11 Wykres mi w funkcji temperatury.