Instytut Pojazdów

Laboratorium Pojazdów

Ćwiczenie 3

Stanowiskowe badanie mechanizmów hamulcowych

Data wykonania ćwiczenia: 18.10.2013

Zespół wykonujący ćwiczenie:

Nazwisko i imię

1.Brzeziński Maciej

2.Gronek Grzegorz

3.Kociszewski Tadeusz

4.Krajewski Mateusz

5.Chmielewski Tadeusz

6.Chomicz Bartosz

Wydział SiMR PW

Rok ak. 2013/2014

Semestr 5

Grupa 3.1

Warszawa 2013r.

1.Cel ćwiczenia

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

Stanowisko składa się z :

• Silnika elektrycznego na którego wale zamocowano masę. Energia kinetyczna danej masy odpowiada energii odbieranej przy hamowaniu przez jeden hamulec.

• Mechanizmu uruchamiającego hamulec: siłownika pneumatyczny naciskający na pedał hamulca oraz układy hydraulicznego wyposażonego w zespół pompy hamulcowej.

• Hamulca tarczowego osadzonego na wale połączonym z silnikiem za pomocą sprzęgła jednotarczowego.

• Układu pomiarowego.

3.Pomiary oraz obliczenia

Zmierzone zostały:

• 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

lp.	Mśr [kNm]	th [s]	ps [MPa]	p [MPa]	n [obr/min]	v0 [m/s]	v0 [km/h]	Sh [m]	ah [m/s^2]	temp [st C]	µ
395	0,275	3,9	0,2	3,560683	282	7,910288	28,47704	15,267	2,049297409	74,89	0,16468
396	0,39	2,8	0,25	4,450854	276	7,741984	27,87114	10,839	2,764994286	80,4	0,18683
397	0,515	2,2	0,3	5,341024	276	7,741984	27,87114	8,3613	3,584251852	85,8	0,2056
398	0,644	1,7	0,35	6,231195	269	7,545629	27,16427	6,5647	4,336568582	86,33	0,22037
399	0,777	1,5	0,4	7,121366	276	7,741984	27,87114	5,6516	5,302728767	86,78	0,23264
400	0,874	1,3	0,45	8,011537	269	7,545629	27,16427	4,8292	5,895022917	92,03	0,23261
401	0,993	1,1	0,5	8,901707	269	7,545629	27,16427	4,301	6,618973099	89,63	0,23785

Tabela1. Wyniki pomiarów i obliczeń dla zmiennego ciśnienia p

Rys. 1 Wykres Mhśr, Sh, oraz ah w funkcji ciśnienia.

Rys.2 Wykres współczynnika tarcia µ w funkcji ciśnienia.

lp.	Mśr [kNm]	th [s]	ps [MPa]	p [MPa]	n [obr/min]	v0 [m/s]	v0 [km/h]	Sh [m]	ah [m/s^2]	temp [st C]	µ
402	0,548	1	0,3	5,341024	128	3,59	12,926	1,759	13,18954	64,03	0,21877
403	0,544	1,4	0,3	5,341024	179	5,021	18,076	3,414	13,29107	67,1	0,21717
404	0,549	1,7	0,3	5,341024	231	6,48	23,327	5,573	13,56217	71,79	0,21917
405	0,568	2	0,3	5,341024	276	7,742	27,871	7,665	14,07633	77,76	0,22676
406	0,571	2,3	0,3	5,341024	327	9,173	33,021	10,73	14,11164	87,01	0,22795
407	0,571	2,7	0,3	5,341024	378	10,6	38,171	14,31	14,13754	94,77	0,22795
408	0,569	3,1	0,3	5,341024	429	12,03	43,321	18,41	14,15734	99,58	0,22716
409	0,57	3,4	0,3	5,341024	481	13,49	48,573	23,07	14,2025	105,4	0,22755
410	0,567	3,8	0,3	5,341024	532	14,92	53,723	28,2	14,21234	115,6	0,22636

Tabela2. Wyniki pomiarów i obliczeń dla zmiennej prędkości początkowej v0.

Rys. 3 Wykres Mhśr, Sh, oraz ah w funkcji prędkości początkowej

Rys.4 Wykres współczynnika tarcia µ w funkcji prędkości początkowej.

lp.	Mśr [Nm]	th [s]	ps [Pa]	p [Pa]	n [obr/min]	v0 [m/s]	v0 [km/h]	Sh [m]	ah [m/s^2]	temp [st C]	µ
411	0,975	2,04	0,5	8,901707	481	13,4924	48,57253	13,76222	6,61391	145,84	0,23354
412	1	2	0,5	8,901707	474	13,296	47,86566	13,29602	6,64801	167,93	0,23953
413	1,036	1,92	0,5	8,901707	474	13,296	47,86566	12,76418	6,92501	186,44	0,24815
414	1,07	1,86	0,5	8,901707	468	13,1277	47,25976	12,20877	7,05791	201,33	0,2563
415	1,11	1,8	0,5	8,901707	474	13,296	47,86566	11,96641	7,38668	215,51	0,26588
416	1,141	1,74	0,5	8,901707	468	13,1277	47,25976	11,42111	7,54466	225,36	0,27331
417	1,165	1,72	0,5	8,901707	474	13,296	47,86566	11,43457	7,73024	235,41	0,27905
418	1,168	1,72	0,5	8,901707	474	13,296	47,86566	11,43457	7,73024	242,2	0,27977
419	1,159	1,72	0,5	8,901707	474	13,296	47,86566	11,43457	7,73024	251,27	0,27762
420	1,172	1,7	0,5	8,901707	474	13,296	47,86566	11,30161	7,82119	260,27	0,28073
421	1,161	1,72	0,5	8,901707	474	13,296	47,86566	11,43457	7,73024	267,51	0,2781
422	1,149	1,74	0,5	8,901707	474	13,296	47,86566	11,56753	7,64139	279,37	0,27522
423	1,15	1,74	0,5	8,901707	474	13,296	47,86566	11,56753	7,64139	285,95	0,27546
424	1,137	1,76	0,5	8,901707	474	13,296	47,86566	11,70049	7,55455	293,75	0,27235
425	1,136	1,76	0,5	8,901707	474	13,296	47,86566	11,70049	7,55455	304,58	0,27211
426	1,125	1,78	0,5	8,901707	474	13,296	47,86566	11,83345	7,46967	313,43	0,26947
427	1,113	1,8	0,5	8,901707	474	13,296	47,86566	11,96641	7,38668	325,91	0,2666
428	1,098	1,82	0,5	8,901707	474	13,296	47,86566	12,09937	7,3055	334,54	0,26301

Tabela3. Wyniki pomiarów i obliczeń dla zmiennej temperatury.

Rys. 5 Wykres Mhśr, Sh, oraz ah w funkcji temperatury.

Rys.6 Wykres współczynnika tarcia µ w funkcji temperatury.

Rys.7 Przykładowy przebieg czasowy parametrów: p, n, temp, Mh2 (Moment hamujący).