15. STANOWISKOWE BADANIE MECHANIZMÓW HAMULCOWYCH 15.1. Cel ćwiczenia Celem ćwiczenia jest wyznaczenie na stanowisku podstawowyc zależności caakteyzującyc funkcjonowanie mecanizmu amulcowego w szczególności zależności między ciśnieniem w układzie uucamiającym amulce i pędkością początkową a momentem amowania opóźnieniem i dogą amowania. Ponadto ocenie będą podlegać takie wielkości jak: współczynnik tacia i tempeatua pay cienej oaz pzełożenie wewnętzne mecanizmu. 15.. Wpowadzenie Badania zostaną pzepowadzone na stanowisku bezwładnościowym opisanym w p. 15. niniejszej instukcji. Nastawianymi wielkościami wejściowymi będą: ciśnienie p w układzie uucamiającym oaz początkowa pędkość obotowa masy amowanej popocjonalna do pędkości pojazdu v 0 w cwili ozpoczęcia amowania. Badanymi wielkościami wyjściowymi będą: moment amowania M i tempeatua pay cienej T. Opóźnienie amowania a i doga amowania s będą wyznaczane z uposzczonyc zależności: v t s 0 v a t 0 (15.1) (15.) gdzie t czas amowania upływający od ozpoczęcia amowania do zatzymania amowanej masy. Powyższe zależności nie uwzględniają czasu naastania siły amowania i odpowiadają założeniu o jednostajnie opóźnionym ucu pojazdu. Współczynnik tacia między okładziną a bębnem (lub taczą) µ zostanie wyznaczony na podstawie poównania zmiezonego momentu amowania M z obliczoną watością tego momentu M obl. Ogólnie: M obl f(w µ p) gdzie: W wekto wymiaów geometycznyc caakteyzującyc mecanizm amulcowy p ciśnienie w cylindeku amulcowym (ozpieaczu ydaulicznym) µ współczynnik tacia. Postać funkcji f(w µ p) zależy od typu mecanizmu amulcowego [] [4]. Na pzykład dla mecanizmu taczowego: π M obl µ ś d pη (15.) 1
pzy czym: ś z z w w (15.4) oaz: d s p p ps (15.5) d p Poównując M M obl można wyznaczyć µ : M µ π d (15.6) We wzoac pzyjęto oznaczenia: d s - śednica tłoka w siłowniku pneumatycznym d p - śednica tłoczka w pompie amulcowej d - śednica tłoczka zacisku amulca taczowego (tłoczka cylindeka amulca bębnowego) ś - śedni pomień tacia zw - zewnętzny wewnętzny pomień powiezcni tacia p s - zmiezone ciśnienie w siłowniku pneumatycznym p p - obliczone ciśnienie w pompie amulcowej (układzie ydaulicznym) M - zmiezony moment tacia M obl - moment tacia obliczony wg zależności (15.) η 098.. pη η - spawność mecanizmu amulcowego (tylko części mecanicznej) ( ) Pzełożenie wewnętzne mecanizmu wyznacza się z zależności: ś i w M F (15.7) gdzie: F siła ozpieająca (ściskająca w amulcu taczowym) pzy czym dla amulca ydaulicznego: πd F 4 dla amulca bębnowego pomień bębna dla amulca taczowego śedni pomień tacia ( ś ). p (15.8)
15.. Uządzenie badawcze Ćwiczenie zostanie pzepowadzone na stanowisku badawczym któego scemat pzedstawiono na ys. 15.1. a) b) Rys. 15.1. Scemat stanowiska do badań amulców: a) scemat uposzczony b) scemat szczegółowy. W skład stanowiska wcodzą: ydauliczny dwuobwodowy układ uucamiający amulce wyposażony w zespół pompy amulcowej obecnie zabudowany mecanizm amulca taczowego (); opcjonalnie może zostać dodatkowo zabudowany amulec bębnowy (4);
układ inecyjny dla pób amowania amulcami () oaz (4) składający się; z masy wiującej (0) ozpędzanej pzed póbą silnikiem elektycznym (1). Moment bezwładności masy (0) dobany jest w taki sposób aby enegia kinetyczna tej masy (zamieniana na ciepło w pocesie amowania) była w pzybliżeniu ówna enegii odbieanej pzez amulec jednego koła podczas amowania zeczywistym pojazdem. Masa (0) połączona jest z silnikiem (1) za pomocą spzęgła jednotaczowego (19) a z amulcami () oaz (4) bezpośednio wałem; mecanizm włączania składający się z siłownika pneumatycznego (5) zasilanego ze zbionika spężonego powietza i działającego na tłoczek pompy amulcowej tak jak pedał amulca układ (17) steowania silnikiem elektycznym (1) ęczne zawoy odcinające (7) i (8). Powietze do zbionika dostaczane jest pzez spężakę. Dodatkowo zbionik wyposażony jest w zawó upustowy; układ pomiaowy składający się z: czujników siły (9) oaz (10) waz ze wzmacniaczami pomiaowymi (1) i (1) czujnika (15) pędkości obotowej masy amowanej (0) waz z taczą () czujnika tempeatuy taczy amulcowej - piometu (16) elektopneumatycznego zawou popocjonalnego (18) - pełniącego ównież olę czujnika ciśnienia w siłowniku (5). Sygnały z poszczególnyc czujników są ejestowane w funkcji czasu popzez układ akwizycji danyc komputea stanowiska pomiaowego. Na ys. 15. pzedstawiono pzykładowe pzebiegi czasowe zaejestowanyc wielkości. Rys. 15.. Pzykładowe pzebiegi czasowe zaejestowanyc wielkości na stanowisku do badania amulców Uwaga. W niniejszym ćwiczeniu opisane stanowisko będzie wykozystywane w niepełnym zakesie. 4
15.4. Sposób wykonania ćwiczenia Wykonać tzy seie pób amowania: a) dla óżnyc watości ciśnienia w siłowniku pneumatycznym (5) pzy niezmiennej pędkości początkowej amowanej masy oaz tempeatuze początku amowania b) zmieniając pędkość początkową amowanej masy pzy stałej watości ciśnienia w siłowniku pneumatycznym (5) i stałej tempeatuze początku amowania. c) powtazając kolejno 16-18 azy póbę amowania pzy maksymalnej pędkości początkowej i ze stałą oaz maksymalną watością ciśnienia w siłowniku pneumatycznym (5) pzy wyłączonym cłodzeniu. Podczas wszystkic pób wymienionyc w punktac a b i c pomiaom podlegają: pędkość początkowa masy ω 0 ciśnienie w siłowniku pneumatycznym p s moment amowania M (na podstawie pomiaów czujnikami siły pzeskalowanymi na pomia momentu amującego (9) i (10)) i tempeatua taczy (lub bębna) T. Uwaga. Pzy wykonywaniu pomiaów szczególną uwagę należy zwócić na to aby nie uucamiać silnika elektycznego pzy zaamowanym mecanizmie amulcowym gdyż może to dopowadzić do uszkodzenia stanowiska. W czasie pomiaów wymienionyc w p. a i b dla amulca bębnowego obowiązkowo musi pacować dmucawa cłodząca bęben amulcowy aby nie dopuścić do jego pzegzania. Z tego samego powodu po każdym amowaniu należy obić pzewy po ok. 05 min. Podczas pób a i b dla mecanizmu amulcowego amulca taczowego należy po każdym amowaniu wykozystując dmucawę obniżyć tempeatuę taczy do watości założonej eliminując w ten sposób wpływ tempeatuy pzy każdej póbie. W czasie wykonywania ćwiczenia należy pzestzegać zasad bp. Zabania się pzebywać w stefie zagożonej pzez wiujące elementy dotykać uządzeń elektycznyc pod napięciem oaz dotykać bębna amulcowego (lub taczy) po póbie amowania (wysoka tempeatua). 15.5. Analiza wyników 15.5.1. Na podstawie dokonanyc ejestacji dla każdej z pób wyznaczyć czas amowania t. 15.5.. Na podstawie wyników pomiaów wg p. 15.4a oaz zależności (15.1) i (15.) wyznaczyć zależności S (p) a (p) i M (p) i spoządzić ic wykesy (p w MPa). 15.5.. Na podstawie wyników pomiaów wg p. 15.4b oaz zależności (15.1) i (15.) wyznaczyć zależności S (v 0 ) a (v 0 ) i M (v 0 ) i spoządzić ic wykesy. Watość v 0 obliczyć jako iloczyn pędkości obotowej ω 0 amowanej masy i pomienia koła samocodu któego amulec badany jest na stanowisku (v 0 w km/) 15.5.4. Na podstawie wyników pomiaów wg p. 15.4c wyznaczyć zależność M (T) i pzedstawić ją w fomie wykesu. 15.5.5. Wykesy M (p) M (v 0 ) i M (T) uzupełnić o dodatkową skalę tak aby uzyskać zależności µ ( p ) µ ( v 0 ) i µ ( T ). W tym celu wykozystać zależności podane w p. 15. niniejszej instukcji. Uzyskane wyniki poównać z zamieszczonymi w liteatuze [1]. 15.5.6. Na podstawie zależności (15.7) oaz otzymanyc wyników pomiaów wyznaczyć zależność pzełożenia wewnętznego mecanizmu i w od momentu amującego M i pzedstawić ją gaficznie w fomie wykesu i w ( µ ). 5
Watości liczbowe potzebne do spoządzenia spawozdania: d s 100 mm d p 7 mm d 54 mm. d 68 mm. Śednice taczy amulcowej: d z 55 mm d w 155 mm. Spawozdanie powinno zawieać: tabelayczne zestawienie wyników badań i obliczeń wykesy wszystkic zależności wyznaczanyc wg p. 15.5 na wykesy należy nanieść kzywe apoksymujące analizę wyników i wnioski (łącznie z ustosunkowaniem się do dokładności wyników). LITERATURA [1] Jawoski J.: Okładziny ciene do amulców i spzęgieł pojazdów mecanicznyc. WKiŁ Waszawa 1984. [] Lanzendoefe J.: Badania pojazdów samocodowyc. WKiŁ Waszawa 1977. [] Studziński K.: Teoia konstukcja i obliczanie samocodu. WKiŁ Waszawa 1980. [4] Wzesiński T.: Hamowanie pojazdów samocodowyc. WKiŁ Waszawa 1978. [5] Noma: PN-76/S-47000. Skuteczność działania amulców. Wymagania i badania. 6