автореферат диссертации по транспорту, 05.22.02, диссертация на тему:Совершенствование мембранных исполнительных механизмов пневматического тормозного привода автомобилей

ХАРЬКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АВТОМОБИЛЬНО-ДОРОЖНЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

"!' 5 од

На правах рукописи

' 7 № ¡338.

ПИЛЬГУЙ ВЛАДИМИР БОРИСОВИЧ

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ МЕМБРАННЫХ ИСПОЛНИТЕЛЬНЫХ МЕХАНИЗМОВ ПНЕВМАТИЧЕСКОГО ТОРМОЗНОГО ПРИВОДА АВТОМОБИЛЕЙ

Специальность 05. 22. 02 - Автомобили и тракторы

Автореферат,

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Харьков 1996

Диссертация является рукописью.

Работа выполнена на кафедре автомобилей Харьковского государственного автомобильно-дорожного технического университета

Научные руководители: кандидат технических наук,

профессор Туренко А. Н., кандидат технических наук, доцент Клименко В. И.

Официальные оппоненты: доктор технических наук,

I

доцент Шдригало М. А. , кандидат технических наук, доцент Артюшенко А.'Д.

Ведущее предприятие: Полтавский автоагрегатный завод.

Защита состоится " 21 " фгвраля 1995 г. в 1000 часов на заседании специализированного Совета Д 02. 17.02 при Харьковском государственном автомобильно-дорожном техническом университете по адресу: 310078, Украина, г. Харьков, ул. Петровского, 25.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Харьковского государственного автомобильно-дорожного технического 'универ-' ситета.

Автореферат разослан " 21

Ученый секретарь специализированного Совета, доктор технических наук, доцент

" января 1996 г.

М. А. Подригало.

- 1 -

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ .

Актуальность работы. Современное автомобилестроение во многом определяет процесс воспроизводства.в экономике страны. Происходит дальнейшее увеличение выпуска автомобилей, развитие семейств автомобильной техники с широким диапазоном полных масс, мощностей двигателей, колесных баз, повышаются технико-экономические показатели.автомобильного транспорта.

При этом большое внимание уделяется повышению безопасности движения автомобильного транспорта с целью повышения- средних эксплуатационных скоростей, повышения его производительности и снижения как количества, так и тязкести дорожно-транспортных происшествий.

Очевидно, что проблема безопасности движения должна решаться в первую очередь при разработке конструкции автомобиля. При этом наряду с внедрением новейших разработок, связанных с микропроцессорной техникой, остается необходимость совершенствования традиционных систем управления , к которым предъявляются все более жесткие требования.

Необходимость дальнейшего совершенствования тормозных систем автотранспортных средств выдвигает ряд актуальных задач, решение которых требует проведения дальнейших теоретических и экспериментальных исследований. Одной из таких актуальных задач является совершенствование исполнительных механизмов, так как основным фактором, влияющм на быстодействие тормозного привода, помимо пропускной способности пневмоалпаратов и трубопроводов, является объем наполняемой полости. Поэтому правильность выбора параметров исполнительных механизмов оказывает определяющее влияние как на динамику привода, так и на его материалоем-.

КОСТЬ.

Особую актуальность эта проблема приобретает в связи с тенденцией все большего распространения в эксплуатации седелыю-прицепных автопоездов, имеющих, больше количество исполнительных механизмов, а также в связи с разработкой и применением противоблокировочных устройств, значителыю_увеличиваюших расход сжатого воздуха.

К сожалению, исследованию исполнительных механизмов, а • конкретнее - мембранных исполнительных механизмов (МИМ), получивших в последнее время наибольшее распространение,- уделялось 'не так много внимания, поэтому в настоящей момент отсутствуют приемлемые методики расчета их функциональных и прочностных характеристик. которые можно было бы использовать при расчетах динамической характеристики пневматического тормозного привода (1ГГП) и при прогнозировании ее изменения в условиях эксплуатации.

Цель работы. Исследование влияния конструктивных парамет-' ров на функциональные и прочностные характеристики мембранных исполнительных механизмов автотранспортных средств и разработка методик их функционального и прочностного расчетов.

Объект исследования. Мембранные исполнительные механизмы (тормозные камеры и пружинные энергоаккумуляторы) производства Гродненского и Рославльского автоагрегатных заводов, применяемые в качестве исполнительных механизмов в пневматическом тормозном приводе автомобилей, прицепов и полуприцепов.

Научная новизна. I. Доказано, что при функциональном расчете МШ необходимо учитывать: способ закрепления мембраны по внутреннему контуру, форму корпуса, форму края опорного диска,

- 3 - •

растяжимость мембраны, величину сил трения между мембраной и опорным диском.

2. Доказана гипотеза о том, что образующая свободной поверхности мембраны под давлением выше 0.1... 0.15 МПа близка к части окружности.

3. Разработаны методики

- функционального расчета МИМ;

- прочностного расчета элементов МИМ;

- выбора конфигурации корпуса МИМ;

- подбора геометрических параметров последовательно установленных тарельчатых пружин энергоаккумулятора.

4. Доказано, что для проведения прочностных расчетов опорного диска достаточно учитывать:

- давление сжатого воздуха на площадь опорного диска;

- распределенную по краю опорного диска вертикальную наг-'рузку от свободной поверхности мембраны;

- распределенный по краю опорного диска восстанавливающей момент ог сил трения. ■ ,

5. Предложены конструкции тормозных камер и пружинных энергоаккумуляторов, защищенные 3 авторскими свидетельствами.

Праотическая ценность. В результате теоретических и экспериментальных исследований разработаны методики инженерных расчетов функциональных и прочностных параметров тормозных камер и пружинных знергоаккумуляторов, позволяющие на стадии проектирования подобрать необходимые характеристики исполнительных механизмов при минимальных габаритных размерах; получить исходные данные для расчета ПТП в целом; сократить, время проектирования, объем экспериментальных и доводочных работ при создании и мо-

дернизации МИМ.

Реализация работы. Результаты работы внедрены Гродненским заводом автомобильных агрегатов, Кременчугским автомобильным заводом.

Апробация работы. Основные положения и результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на научно-технических конференциях:

1 - "Повышение эффективности проектирования, и испытания' автомобилей",- ГНИ, Горький, 198? г.;

- " XVII Научно-техническая конференция молодых ученых,и специалистов",- АН УССР, .Институт проблем машиностроения, Харьков, 1990 г. ;

- "Научно-технические и научно-методические сессии института",- ХАДИ, Харьков, 1987-1991 г.

Публикации. По теме диссертации опубликована 1 статья, получены 4 авторских свидетельства, депонировано 3 научно-технических отчета.

Объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, выводов; списка литературы из 120. наименований, 11 приложений и содержит 142 страницы машинописного текста, 86 рисунков, 9 таблиц.

. СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

В первой главе сделан обзор конструкций существующих исполнительных механизмов автотранспортных средств (АТС), проведен анализ их соответствия предъявляемым к ним требованиям," сформулированным на основании требований нормативных документов к ПТП АТС в целом и проведен анализ работ по исследованию МИМ.

- Б -

Анализ соответствия нормативным требованиям, предъявляемым к исполнительным механизмам ПГП автотранспортных средств пока-• зал, что мембранные исполнительные механизмы в сравнении с поршневыми :

- более технологичны и менее материалоемкй , а следовательно , дешевле в производстве ;

- проще в конструктивном отношении;

- имеют лучшие весовые параметры ;

- более долговечны -,

- менее чувствительны к -попаданию пыли в штоковую полость;

- имеют высокую герметичность, зависящую только от качества сборки ;

не требуют проведения периодических разборочно - сборочных и смазочных работ, т. е. дешевле в эксплуатации ;

- имеют меньшие внутренние потери"в связи с применением более "мягкой" пружины и отсутствием подвижных трущихся деталей.

Анализ экспериментальных и аналитических исследований функциональных характеристик МШ (силовых - Н - f( h ) при q -const и объемных - V » f( h ) при q = const, где N - усилие, снимаемое со штока МШ; V - объем рабочей полости; h - ход штока; q - давление сжатого воздуха) , показал, что в настоящее время уже имеются необходимые предпосылки для их расчета. К ним можно отнести следующие положения (рис. 1):

Силовая характеристика определяется величиной активной площади резинотканевой мембраны, соответствующей эффективному диаметру Оэф , при определенной величине хода штока h и давления q в рабочей полости.

2. Величина активной плошдди зависит от формы -{ геометрии ) свободной поверхности мембраны.

3. На форму- свободной поверхности оказывают влияние :

- физические характеристики мембраны;

- толщина мембраны £Г ( слойность тканевой основы );

- давление в рабочей полости q;

- соотношение диаметра опорного диска d, диаметра защемлен! мембраны D и высоты мембраны Н ;

- угол наклона боковой поверхности корпуса ;

- ход штока h ;

- радиус закругления края опорного диска г{.

Проведенный анализ работ, посвященных разработке методо!

функционального расчета МИМ, позволил сформулировать задач! данной работы:

- провести теоретические и экспериментальные исследование влияния конструктивных факторов на силовую и объемную характеристики тормозных камер;

- разработать математическую модель тормозной камеры < мембранным силовым элементом;

- разработать методику функционального расчета мембранны: исполнительных механизмов;

- разработать методику прочностного расчета основных элеме: тов тормозных камер;

- разработать рекомендации по совершенствованию конструкци тормозных камер и пружинных энергоаккумуляторов:

Во второй главе на основании результатов экспериментальны исследований, доказавших, что под давлением свободная поверх ность принимает форму части.тора,' в радиальном сечении ограни

ценного частью дуги окружности, за основу была выбрана расчетная модель, предложенная Афанасьевым Е R для МИМ с жестким за-цемлением мембраны как по наружному, так и по внутреннему конту-эам.

Учитывая то, что общее усилие снимаемое со штока МИМ.выра-гается в виде

N - q Fa - Кпр , ( 1 )

if Оэф

где Fa = - - активная площадь;

■ . 4

Нпр - усилие возвратной"пружины;

Озф - эффективный диаметр , соответствующий вершине гофра свободной поверхности; решение задачи расчета эффективного диаметра МИМ с жестким за-цемлением мембраны по внешнему и внутреннему контурам без учета злияния конфигурации опорного диска и корпуса можно записать в ;ледующем_ виде ' -

sin(/3 ) д/4(Н - hf + (D - 'df "j

/--:-. ' ( 2 )

у4( H-h)1 +• (D-d)2 2(Ibh) ■Оэф = D - - sin{8 - arctg(--)).

Z sin(p ) r D-d J

Данная система легко решается относительно р методами 1тераций, что дает возможность, кроме эффективного диаметра,так-ке определить координаты центра и величину радиуса образующей ;во6одной поверхности мембраны г .

Однако, данное решение не является полным, так как дает федставление лишь о части силовой характеристики в пределах :ода штока от h ^ до h2, где hi близок к 0, a h2 к Ьтах(рис. 2).

- в -

То есть, подученное решение верно лишь при jb >, câ. (рис. 1). В случае же р < о< и Д(< 0 расчетный эффективный диаметр больше диаметра защемления D , в связи с чем расчетное усилие будет больше возможного. Поэтому на участке характеристики от 0 до (рис. 2) необходимо принимать Оэф - D (рис. 1), то есть H -const. При р < с* и (D - 2Ду) < d расчетное усилие также не будет соответствовать действительному, так как в данном случае необходимо рассматривать соотношение векторов сил, действующих со стороны мембраны по краю опорного диска, и распределенной нагрузки на' плошддь опорного диска. Однако , ввиду того, что в тормозных камерах мембрана свободно опирается на опорный диск, при (D - 2д} < d будет соблюдаться равенство углов р и / из-за увеличения длины образующей гофра i за счет средней части мембраны.

Величину вытяжки мембраны предлагается учитывать посредством представления длины t образующей свободной поверхности мембраны в виде

Л Л ДЬ

г - êe( i + —), ( з )

L0

где te~ длина образующей свободной поверхности в ненагру-женном состоянии;

- - f(h,q) - относительное приращение длины образу-

L с

ющей мембраны.

Выражение зависимости относительного, приращения длины образующей мембраны от величины хода штока h и давления q представлено полиномиальной зависимостью, полученной на основании результатов экспериментальных исследований

hr

a

6'

/ !

i j м

В Эф

D

Рис. г. Расчетная схема тормозной камеры

О h,

- const

h, h

mux

h

Рис. 2. Область определения силовой характеристики

- 10 -

ЛЬ 2

- = (0.013 + 0.0026 Ь + 0.00058 Ь ) +

о

+ (0.0145 - 0.00393 ы- 0.000645 I?) ч . ( 4 ) Основная трудность при учете влияния радиуса закругления края опорного диска и угла наклона боковой поверхности корпуса заключается в определении координат точек отрыва мембраны от поверхности опорного диска и корпуса. Данная проблема была решена численными методами на ЭВМ в пошаговом режиме.

Знание параметров гибкого пояса мембраны значительно упрощает расчет объемной характеристики при условии разделения объ-^ ема тормозной камеры на следующие составные части : 41 - объем крышки тормозной камеры ; - Чг - объем усеченного конуса высотой (Н - Ь) ; 4$ - объем, образуемый гибким поясом мембраны и условной линией, соединяющей точку защемления мембраны и край опорного диска. (

В этом случае , суммарный объем вычисляется следующим образом : .

. ' - V, ( 5 )

' Каждую составляющую объема можно представить как результат вращения площади поперечного сечения вокруг оси тор-, мозной камеры, при этом

V = Б 2гГ£ Ч 6 )

где Б - площадь поперечного сечения

Ч - расстояние от оси до центра тяжести ссчения. Сравнение результатов расчета силовой.и.о6Ъ;шюн характеристик с экспериментальными данными показало, что ошибка вычислений не превышает если учитываются вышеприведенные факторы.

- и -

' В процессе функционального расчета, были установлены необходимые предпосылки прочностного расчета, являющегося логическим завершением этапа проектирования исполнительных механизмов, как элементов, непосредственно связанных с безопасностью движения. Тем более, что применение методов прочностного расчёта позволяет сократить количество долговременных испытаний, на основании которых- дается заключение о надежности конструкции МИМ, а это, в свою очередь, значительно снижает время подготовки продукции к производству.

В данной работе разработана методика расчета на прочность соединения опорный диск-шток, которое во-многом определяет надежность всей тормозной камеры. Эта методика может быть также применена для расчета других элементов как тормозных камер, так и пружинных энергоаккумуляторов (крышек, корпусов и др.).

Проведенный анализ методов прочностного расчета привел к

выводу о возможности применения в данном случае математического

«

аппарата теории круглых пластин малого прогиба.

Для расчета опорного диска была принята схема нагружения, представленная нн рис. 3. Вид опирания диска по внутреннему контуру выбирался на основании результатов экспериментальных исследований.

Пользуясь принципом суперпозиции, позволяющим определить нагруженность опорного диска отдельно от действия каждого вида нагрузки, сумма которых дает его полную нагруженность, были выведены расчетные формулы, на основании которых было установлено, что при расчете опорного,диска на прочность достаточно учитывать три вида нагрузок :

- распределенную по поверхности опорного диска нагрузку q ;

- распределенную по контуру опорного диска нагрузку р ; .- восстанавливающий момент М.

Результаты расчета суммарных окружных £э о и радиальных <01 напряжений от а , р и М показали, что при падении коэффициента трения между мембраной и опорным диском в процессе эксплуатации АТС с 0.7 до 0.4. окружные напряжения увеличиваются на порядок, а это доказывает большое влияние на напряженное состояние опорного диска величины- коэффициента трения между мембраной и опорным диском.

В третьей главе изложены методики и представлены результаты экспериментальных исследований влияния конструктивных параметров на силовую и объемную характеристики тормозных камер-

Для подтверждения исходных 'предпосылок, функционального расчета были проведены исследования формы свободной поверхности мембраны при изменении хода штока и давления. Е результате было доказано, что при давлении выше 0.1... 0.15 МЛа' свободная поверхность принимает форму части тора, ь радиальном сечении ограниченного частью дуги окружности, радиус которой зависит от

величины хода штока.

/

Для определения параметров, необходимых для корректировки методики функционального расчета были проведены исследования

изменения полной длины образующей мембраны. В результате обработки экспериментальных данных было получено, представленное выше, выражение зависимости относительного приращения длины образующей мембраны от величины хода штаса и давления. Также, для выбора исходной расчетной схемы опорного диска при прочностном расчете было исследовано соединение опорный диск-шток и установлено, что при расчетах опорного диска можно принимать схему со свободным опиранием по внутреннему контуру. ■

Для оценки адекватности расчетных моделей были проведены исследования:

■ силовой и объемной характеристик серийных тормозных камер;

- влияния на Функциональные характеристики конфигурация опорного диска и корпуса тормозной камеры;

- величины прогиба опорного диска под нагрузкой.

В четвертой главе' на основании проведенных выше экспериментальных и теоретических исследований были сделаны некоторые практически важные рекомендации,.реализация которых позволит увеличить долговечность мембранного узла и в целом МИМ АТС."

К ним молно отнести :

1) равномерное распределение нагрузки по контуру мембраны ;

2) предотвращение предельно возможных деформаций мембраны в

области защемления и по краю опорного диска ;

3) снижение степени изгиба свободной поверхности мембраны ;

4) снижение вытяжки мембраны под нагрузкой..

Далее рассмотрены возможные пути решения данных проблем.

Для равномерного распределения нагрузки по контуру мембраны необходимо обеспечить соосность мембраны, опорного, диска и корпуса, причем центрирование должно производиться т> -с» леи:«*

к мембране ввиду ее связующего положения. Центрирование соединения мембрана-корпус может быть обеспечено технологическими мероприятиями при сборке МИМ, а соединение мембрана-опорный диск конструктивными : либо при помощи кольцеобразного прилива на внутренней поверхности мембраны, либо за счет изменения начального профиля мембраны (то есть начальная форма мембраны должна соответствовать форме мембраны,под нагрузкой).

Вторая конструкция мембранного узла более предпочтительна, так как позволяет снизить как величину деформаций по краю опорного диска и в области защемления мембраны по наружному контуру, так и степень изгиба свободной поверхности мембраны.

Б то же время увеличение площади свободной поверхности мембраны приводит к повышению растягивающих усилий, -в связи с чем возникает необходимость ограничения радиальной деформации мембраны под нагрузкой благодаря соответствующей форме корпуса. Для реализации потенциальных возможностей мембраны в отношении развиваемого усилия, поперечному сечению корпуса следует придавать форму огибающей свободной поверхности мембраны при различных положениях хода штока.

Разработанная методика функционального расчета позволяет на стадии проектирования определить необходимую форму корпуса тормозной камеры графо-аналитическим методом. В случае задания в процессе функционального расчета достаточно малого шага изменения величины хода штока,-получаемые значения координат центре окружности О (рис.1) дают возможность достаточно легко определить форму поперечного сечения корпуса тормозной камеры.

Особую актуальность проблема нахождения формы корпуса приобретает в связи с применением пружинных энергоаккумуляторов с

*

- 1(3 -

мембранным силовым элементом , где необходима реализация максимального усилия развиваемого мембраной в области максимальных прогибов при достаточно длительном нахождении ее под нагрузкой.

Далее были рассмотрены особенности функционального расчета пружинных энергоаккумуляторов с мембранным силовым элементом, результаты которого привели к выводу о том, что для снижения величины давления полного выключения энергоаккумулятора при одновременном удовлетворении требований, предъявляемы,! к пневматическим тормозным приводам, в их конструкции необходимо предусматривать : ,

1) применение мембраны с увеличенной длиной образующей свободной поверхности и соответствующей форме корпуса, развивающей повышенное' усилие в области максимальных прогибов;

2) применение опорных дисков с коническим периферийным элементом высотой' не более половины высоты мембраны ;

3) "применение тарельчатых прудин имеющих участок характеристики с отрицательной производной ( A.c. N 1712676, "Пружинный чнергоаккумулятор" ).

Первые два предложения направлены на увеличение активной площади мембраны.

Третье предложение заключается г; последовательной .установке цилиндрической и пакета тарельчелых пружин, позволяющей ■ увеличить ход штока энергоаккумулятора без увеличения давления, в связи с чем возникла необходимость разработки и была разработана методика определения геометрических параметров тарельчатых пружин с учетом нормативных требований, предъявляемым к ПТП.

Применение методик прочностного расчета оболочечных конструкций позволяет успешно решать проблему снижения материалоем-.

кости элементов исполнительных механизмов. Получаемая в резу, тате картина нагруженности детали приводит иногда нетрадиционным решениям, 'внедрение которых дает значитель экономию материалов.

Так, например , в процессе расчета плоского опорного ди было отмечено значительное влияние на его нагруженность вели ны внешнего восстанавливающего момента и элементарных сил т ния, возникающих в результате взаимодействия опорного диска мембраны.

Величина элементарных сил трения зависит от величины вь него давления и величины коэффициента, трения между опорным ; ком и мембраной. В процессе эксплуатации величина коэфицие трения значительно снижается в результате процессов стар« резиновых обкладок, воздействия низких температур, попадаш штоковую'полость пыли, влаги, масла, что приводит к снида величины восстанавливающего момента и к значительному увел] нию нагруженности опорного диска в области соединения его штоком.

Учитывая вышесказанное, было предложено два способа т шения надежности соединения опорный диск-шток :

1) Увеличение сцепления опорного диска и мембраны п, стабилизации коэффициента трения за счет выполнения на пов ности опорного диска неровностей (либо впадин, либо выступ либо создания напылением поверхности типа "наждачная бумаг препятствующих относительному проскальзыванию опорного дне мембраны ( А. с. N 1735095, "Пневматическая тормозная камера 2) Снижение нагруженности.опорного диска в области соед ния его со штоком путем перераспределения напряжений за

- IV - - -

изменения формы опорного диска (A.c. N 1681067, "Пневматическая тормозная камера" ).

Как видно , предлагаемые способы не исключают друг друга, но второй способ является более предпочтительным, так как позволяет создать необходимый запас прочности при минимальной материалоемкости.

Суть его заключается в изменении геометрии опорного диска таким образом, чтобы в опасном сечении материал работал не на изгиб, а на сжатие. Этого можно добиться, применив в месте заделки опорного диска конический элемент плавно переходящий к плоскости на периферии.

На рис. 4 показано распределение суммарных радиальных <Ог и окружных 6'а напряжений в теле опорного диска тормозной камеры типа 30 при коэффициенте трения ju » о. 4. Из этого рисунка видно, что опорный диск предлагаемой конфигурации в сравнении с плоским опорным диском той же толвдны имеет значительный запас прочности. Испытания, проведенные в заводских условиях на ГЗАА, показали, что данная конструкция выдерживает более чем двухкратную кратковременную перегрузку. При этом материалоемкость опорного диска в сборе со штоком снижается с 740 г до 460 г по сравнению с опорным диском толщиной 6 мм. Следует отметить, что экономия в этом случае достигается не только за' счет снижения толщины опорного диска, но и за счет укорачивания штока на величину высоты опорного диска.

По разработанной методике были рассчитаны геометрические параметры опорных • дисков с коническими элементами для серийных-тормозных камер.

- ПЛОСКОГО;

- с коническими элементами.

- 19 -ВЫВОДЫ

1. Теоретически и. экспериментально доказано, что при функ- • циональном расчете тормозной камеры необходимо учитывать такие факторы, как способ закрепления мембраны по внутреннему контуру, форму корпуса, форму края опорного диска, растяжимость мембраны, величину сил трения между мембраной и опорным диском. Экспериментально доказана гипотеза о'.том, что образующая свободной поверхности мембраны под давлением выше 0.1... 0.15 МПа близка к части окружности. С учетом указанных параметров разработана математическая модель тормозной камеры с мембранным силовым элементом.

2. Предложены методики расчета силовой и объемной характеристик мембранных исполнительных механизмов типа тормозных камер , которые с достаточной для инженерных расчетов точностью ( погрешность не выше 52 ) могут быть использованы при проектировании ЖМ с любой наперед заданной конфигурацией корпуса и опорного диска.

3. Разработанная методика функционального расчета позволяет лроектиррвать МИМ с заданной силовой характеристикой, варьируя геометрическими параметрами мембраны,. опорного диска и корпуса.

4. Предложена методика выбора конфигурации корпуса МИМ, позволяющая получить максимальные усилия на штоке при заданных габаритных размерах корпуса.

5. При расчете нагруженности опорного диска необходимо учитывать силы трения между опорным диском и мембраной. Теоретически доказано,- что наибольшее влияние на нагруженность опорного диска оказывают силы трения, действующие по,наружному краю

опорного диска.

6. Теоретически и экспериментально доказано, что для проведения прочностных расчетов опорного диска достаточно учитывать следующие внешние нагрузки:

- давление сжатого воздуха на площадь опорного диска;

- распределенную по краю опорного диска вертикальную нагрузку от свободной поверхности мембраны;

- распределенный по краю опорного диска восстанавливающий момент от сил трения.

Разработанная с учетом этих нагрузок методика прочностного расчета может быть использована при проектировании элементов МИМ. .

?. На основе анализа нагруженности опорного диска получена его наиболее рациональная форма, позволяющая снизить материалоемкость диска по сравнению с существующими аналогами на 38X. Конструкция опорного диска защищена авторским свидетельством.

8. Для снижения габаритных размеров энергоаккумулятор'ов с мембранным силовым элементом необходимо:

- использовать опорные диски с коническим периферийным элементом высотой не более половины высоты мембраны;

- лримененять тарельчатые пружины'имеющие участок характеристики с отрицательной производной.

л

9. Предложена методика подбора геометрических параметров последовательно установленных тарельчатых прудин, применение которых обеспечивает повышенный ход штока энергоаккумулятора и снижает объем питающей части ПГП автотранспортных средств.

- 21 -

Основные положения диссертации отражены в работах:

1. Пильгуй В. Б. , Клименко В. И. , Туренко А. Н. Расчет нагру-енности и обоснование толщины диска тормозной камеры. Рукопись ¡en. ЦШИТЭИавтопромом 26.06.1987г., N1(195), с. 110.

2. Пильгуй В. В. , Рыжих JL А. Оценка толдошы опорного диска ормозной камеры на стадии премирования. // Тезисы докладов и ообщений научно-технической конференции по повышению эффектив-ости и испытания автомобилей. - Горький, 1987,- с. 11.

3. Пильгуй В. Б. , Туренко А. Ii Совершенствование мембранных сполнителъных механизмов транспортных средств. - // Тезисы док-адов XVII научно-технической конференции молодых ученых и спе-иалистов. ИПМАШ. - Харьков, 1990 г. - с. 27.

.4. А. с. N 1370484 СССР, G 01 M 17/00. Стенд для испытания грегатов пневматических тормозных систем. / В. Б. Пильгуй, А. Н. уренко, В. И. 'Клименко, Л. А.- Рыжих, С. А. Ку.длай. - N 4061711/31 1-1. Заявлено 06.03.86. Опубликовано 30.01.88. Еюл. N 4.

5. A.c. N 1681007 СССР, F 15 В 15/10. Пневматическая тор-ззная камера. / В. Б. Пильгуй, к. Н. Туренко, В. К. Клименко, В. А. эгомолов. C.B. Кежун, А. И. Мамончик, RA. Махомет. 343853/29. Заявлено 27. 12. 08. Опубликовано 30. 09. 91. Бюл.' N 36.

6. A.c. N 1712676 СССР, F 15 В 1/06. Пружинный энергоакку-ллятор. / В. Б. Пильгуй, А. Н. Туренко, В. И. Клименко, В. А. Бо-: мо лов, "Л. А. Рыжих, А. И. Мамончик, O.A. Рубанов. - 4635086/29. Аявлено 09.01.89. 'Опубликовано 15.02.92. Бюл. N 6.

7. A.c. N 1735095 СССР, В 60'Т 13/38. Пневматическая тор->зная камера. / В. Б. Пильгуй, А. Н. Туренко, В. И. Клименко, А. Богомолов, Л. А. Рыжих, А. И. Мамончик, 0. А. Рубанов. -'96918/11. Заявлено 27. 02. 90. Опубликовано 23. 05. 92. Бюл. N г.).

- 22 -АННОТАЦИЯ

Шльгуй Е Б. Вдосконалення мембранних виконавчих ме-xaHiaMiB пневматичного гальм1вного приводу автомобшв.

Дисертац1Я на здобуття вченого ступени кандидата техн1чннх наук за спещальнютю 05.22.02 "Автомобш i трактори", Харк1вський державний автомоб!льно-дорожний техн^чний ун1верси-тет, XapKiB, 1995.

В результат1 теорегичних i екслериментальних дсхшджень

розроблен) методики ¡нженерних розрахушив функцюнальних i мщносних параметр!в галькивних камер i пружинних енергоакуму-лятор1В, дозволяючих на стадн проектування П1Д1брати neo6xiflHi характеристики виконавчих MexaHi3MiE при мшшальних габаритних роэмхрах; одержати icxoflHi дан1 для розрахунку гальм1ВНого приводу в целому; скоротити час проектування; зменшити об'ем експериментальних i доводочних робат при побудов1 i модерН1зацп

мембранних виконавчих MexaHi3MiB.

Ключов! слова: пневматичний гальм1вний прив1д, гальмгвна камера, пружинний енергоакумулятор, силова характеристика.

ABSTRACT

Pilguy V. В. Improvement of membrane actuating mechanisms of car' brake air linkage.

Thesis on the searching of the scientific degree of the Candidate of Sciences (Technology) on the speciality 05.22.02 "Automobiles and Tractors", Kharkov State Automobile-Highway Technical University, Kharkov, 1995.

As a result of theoretical and experimental researches,

the methods of engineer calculations of functional' and hardening' parameters of brake chembers and spring accumulators of energy were developed, which make possible to choose the needed character!sties of' actuating mechanisms of the mmirral overall size during the projecting; to get the initial data for calculation of car brake air lineage in all; to make shorter the time of projecting, the volume of' experimental and practical work during the criation and modernization of

membrane actuating mechanisms.

Key words: car brake air linkage, brake chember, spring accumulator- of energy^ power characteristics.

Пильгуй В.Б. Совершенствование мембранных исполнительных механизмов пневматического тормозного привода автомобилей // Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук.: Харьков, 1996. - 22 с.

Декларация личного вклада к опубликованным работам в соавторстве

) п/п Поз. СП.

Личный вклад по содержанию

Вклад, %

3

4

и к печ. •

Разработка методики прочностного расчета соединения опорный диск-шток МММ • 70

Уточнение схемы нагружения соединения опорный диск-шток и выделение наиболее действенных нагрузок 80

Разработка методики функционального расчета . 70

Предложена конструкция систем контроля усилия, развиваемого тормозными камерами и подачи жидкого азота 30

Предложен способ снижения напряжений в соединении опорный диск-шток 60

Предложено в конструкции энергоаккумулятора применять тарельчатые пружины 70

Предложен способ снижения нагруженнос-ти опорного диска , 80

Формат 60x80 1/16. Бумага тип. К

1ать офсетная. Усл. печ. л.1Д Усл.кр.-отт. Уч.-изд.л.

N

Тиран -100 зкз; Зак. N 30?.

ХГАДТУ 310078 Харьков, ул; Петровского. 25

ХАРЬКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ЙБТОМОШЬНО-ДОРОШЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ■ РКДйКЦИОННО-ИЗДАШЬСШ ОТДЕЛ