Laboratorium Badań Samochodów

Sprawozdanie

Ćwiczenie nr 4

Temat: Stanowiskowe badanie hamulców

Data wykonania ćwiczenia: 27.10.2015r.

Nazwisko i imię:

LISTA

1. Cel ćwiczenia

Celem stanowiskowego badania hamulców jest wyznaczenie podstawowych zależności charakteryzujących funkcjonowanie mechanizmu hamulcowego, tj. zależności między ciśnieniem w układzie uruchamiającym hamulce i prędkością początkową a momentem hamowania, opóźnieniem i drogą hamowania. Ponadto oceniany będzie współczynnik tarcia, temperatura pary ciernej oraz przełożenie wewnętrzne mechanizmu.

2. Stanowisko badawcze

W skład stanowiska pomiarowego wchodzi:

- hydrauliczny dwuobwodowy układ uruchamiający hamulce,

- mechanizm hamulcowy,

- układ inercyjny składający się z masy wirującej, która jest połączona z silnikiem za - pomocą sprzęgła jednotarczowego,

- mechanizm włączenia, który zawiera siłownik pneumatyczny,

- układ sterowania silnikiem elektrycznym,

- zawory odcinające,

- układ pomiarowy składający się z czujników: siły, prędkości obrotowej masy hamowanej wraz z tarczą, temperatury tarczy hamulcowej (pirometru), ciśnienia w siłowniku.

3. Przebieg ćwiczenia.

W tym ćwiczeniu przeprowadzaliśmy badania, podczas których mierzona były:

- prędkość początkowa,

- ciśnienie w siłowniku pneumatycznym,

- moment hamowania,

- temperatura.

Badania te składały się z trzech serii pomiarów. Pierwsza seria pomiarów przeprowadzana była przy stałym ciśnieniu P=0,4 MPa i zmiennej prędkości obrotowej w zakresie 150-500 obr./min z krokiem 50 obr./min. Druga seria pomiarów odbywała się przy stałej prędkości obrotowej n=350 obr./min. i ciśnieniu zmieniającym się od 0,2 do 0,5 MPa z krokiem 0,05 MPa. W trzeciej serii pomiarów wykonaliśmy 15 prób hamowania przy stałej prędkości obrotowej n=500 obr./min. i stałym ciśnieniu p=0,4 MPa.

4. Zależności wykorzystywane do obliczeń.

v_o = ω_o * r_d V₀-prędkość początkowa, ω₀ - prędkość kątowa, r_d - promień dynamiczny

$s_{h} = \frac{v_{o}*t_{h}}{2}$ S_h - droga hamowania, t_h- czas hamowania
$a_{h} = \frac{v_{o}}{t_{h}}$ a_h - opóźnienie hamowania
$r_{sr} = \frac{2}{3}*\frac{r_{z}^{3} - r_{w}^{3}}{r_{z}^{2} - r_{w}^{2}}$ r_śr - średni promień tarcia, r_z - zew. promień tarcia, r_w -wew. promień tarcia

r_sr  = 0, 104m

$p_{p} = p_{\text{s\ }}*{(\frac{d_{s}}{d_{p}})}^{2}$ p_p - obliczone ciśnienie w pompie hamulcowej, p_s - zmierzone ciśnienie w siłowniku pneumatycznym d_s - średnica tłoka w siłowniku pneumatycznym, d_p - średnica tłoka w pompie hamulcowej

$\mu_{h} = \frac{2*M_{h}}{\pi*r_{sr}*d^{2}*p*\eta}$ μ_h - współczynnik tarcia, M_h - moment hamowania, d - średnica tłoczka zacisku hamulca tarczowego, η - sprawność mechanizmu hamulcowego

$F_{r} = \frac{\pi*d^{2}}{4}*p$ F_r - siła rozpierająca

$i_{w} = \frac{M_{h}}{r_{sr}*F_{r}}$ i_w - przełożenie wewnętrzne mechanizmu

5. Zestawienie pomiarów oraz wyników obliczeń.

Tabela 1. Charakterystyka ciśnieniowa.

Mom_sr [kNm]	Mom_max [kNm]	Czas [s]	ciśnienie [Mpa]	obroty [obr/min]	sh [m]	a [m/s2]	μ [-]	iw [-]	pp [MPa]
0,328	1,238	0,96	0,4	150	2,02	4,39	0,10	0,19	7,12
0,559	1,262	0,96	0,4	200	2,69	5,85	0,17	0,33	7,12
0,788	1,255	0,96	0,4	250	3,37	7,31	0,24	0,46	7,12
1	1,228	0,96	0,4	300	4,04	8,77	0,30	0,59	7,12
1,016	1,187	1,17	0,4	350	5,75	8,40	0,30	0,60	7,12
1,008	1,193	1,38	0,4	400	7,75	8,13	0,30	0,59	7,12
0,99	1,126	1,62	0,4	450	10,23	7,80	0,30	0,58	7,12
0,989	1,14	1,83	0,4	500	12,84	7,67	0,30	0,58	7,12

Tabela 2. Charakterystyka prędkościowa.

Mom_sr [kNm]	Mom_max [kNm]	Czas [s]	ciśnienie [Mpa]	obroty [obr/min]	sh [m]	a [m/s2]	μ [-]	iw [-]	pp [MPa]
0,416	0,516	3,96	0,2	450	25,01	3,19	0,25	0,49	3,56
0,573	0,698	2,88	0,25	450	18,19	4,39	0,27	0,54	4,45
0,72	0,872	2,28	0,3	450	14,40	5,54	0,29	0,56	5,34
0,867	0,982	1,86	0,35	450	11,75	6,79	0,30	0,58	6,23
0,993	1,187	1,62	0,4	450	10,23	7,80	0,30	0,58	7,12
1,124	1,359	1,44	0,45	450	9,09	8,77	0,30	0,59	8,01
1,287	1,505	1,17	0,5	450	7,39	10,79	0,31	0,60	8,90

Tabela 3. Hamowanie przy stałej wartości ciśnienia i prędkości.

Mom_sr [kNm]	Mom_max [kNm]	temp. Śr [°C]	Czas [s]	ciśnienie [Mpa]	obroty [obr/min]	sh [m]	a [m/s2]	μ [-]	iw [-]	pp [MPa]
0,996	1,164	107,07	1,98	0,4	550	15,28	7,80	0,30	0,58	7,12
1	1,158	131,1	1,98	0,4	550	15,28	7,80	0,30	0,59	7,12
1,015	1,172	151,27	1,95	0,4	550	15,05	7,92	0,30	0,60	7,12
1,035	1,147	168,23	1,92	0,4	550	14,82	8,04	0,31	0,61	7,12
1,051	1,172	183,38	1,89	0,4	550	14,59	8,17	0,31	0,62	7,12
1,055	1,172	198,14	1,86	0,4	550	14,36	8,30	0,32	0,62	7,12
1,055	1,164	207,52	1,86	0,4	550	14,36	8,30	0,32	0,62	7,12
1,056	1,167	217,39	1,86	0,4	550	14,36	8,30	0,32	0,62	7,12
1,041	1,172	229,51	1,89	0,4	550	14,59	8,17	0,31	0,61	7,12
1,038	1,161	239,15	1,89	0,4	550	14,59	8,17	0,31	0,61	7,12
1,018	1,14	246,12	1,95	0,4	550	15,05	7,92	0,30	0,60	7,12
1,009	1,128	255,87	1,95	0,4	550	15,05	7,92	0,30	0,59	7,12
1,009	1,131	259,98	1,95	0,4	550	15,05	7,92	0,30	0,59	7,12
0,988	1,122	270,02	2,01	0,4	550	15,51	7,68	0,30	0,58	7,12
0,973	1,102	282,76	2,04	0,4	550	15,74	7,57	0,29	0,57	7,12
0,961	1,093	292,06	2,07	0,4	550	15,98	7,46	0,29	0,56	7,12
0,955	1,073	300,39	2,07	0,4	550	15,98	7,46	0,29	0,56	7,12
0,947	1,072	309,91	2,1	0,4	550	16,21	7,35	0,28	0,56	7,12
0,934	1,049	318,86	2,13	0,4	550	16,44	7,25	0,28	0,55	7,12
0,933	1,043	326,75	2,13	0,4	550	16,44	7,25	0,28	0,55	7,12

6. Wykresy.

1. Charakterystyka czasowa.

2. Wykres wartości charakterystycznych przy stałym ciśnieniu.

3. Wykres wartości charakterystycznych przy stałej prędkości.

4. Charakterystyka temperaturowa.

5. Wykres przełożenia wewnętrznego w funkcji współczynnika tarcia.

7. Wnioski.

Wraz ze wzrostem prędkości obserwujemy wzrost drogi hamowania. Jest to ściśle związane ze wzrostem momentu hamowania (rośnie współczynnik tarcia).

Na podstawie charakterystyki prędkościowej zauważamy, iż droga hamowania zmniejsza się wraz ze wzrostem ciśnienia.

Charakterystyka temperaturowa pozwala zaobserwować optymalną temperaturę pracy, przy której moment hamowania przyjmuje najwyższe wartości. Zmiana temperatury ma niewielki wpływ na drogę hamowania.

Przełożenie wewnętrzne mechanizmu wzrasta wraz ze wzrostem współczynnika tarcia do określonej wartości, natomiast po jej przekroczeniu stabilizuje się.