РАЗДЕЛ 2
МОДЕЛИРОВАНИЕ ПНЕВМАТИЧЕСКОГО ТОРМОЗНОГО ПРИВОДА ПРИЦЕПА
2.1 Рабочая гипотеза
Исследуя характеристику ПТП прицепов постоянно приходиться решать задачу в форме противоречия, которое заключается между необходимостью ПТП выдерживать естественные перепады давления в питающей магистрали без включения автоматического торможения и необходимостью в случае разрыва питающей магистрали включать автоматическое торможение без задержки.
Для разрешения этого противоречия разработаем рабочую гипотезу. Предположим, что существует определенное соотношение между давлением в ресивере и в питающей магистрали ПАТС, при котором включение автоматического торможения будет наиболее целесообразным. Запишем это предположение с помощью выражения:
, (2.1)
где рr - давление воздуха в ресивере;
р? - давление воздуха в питающей магистрали в момент включения автоматического торможения.
Определим, чему будет равно соотношение между давлением в ресивере и в питающей магистрали ПАТС, при котором включение автоматического торможения будет наиболее целесообразным.
Для этого обозначим максимально возможное давление в ресивере через рмах=1,32 МПа, минимальное давление в питающей магистрали обозначим через рмin=0,63 МПа, и критическое давление в питающей магистрали, не позднее которого должен сработать механизм автоматического торможения обозначим, как ркр=0.2 МПа.
С одной стороны ПТП прицепов должен выдерживать без включения автоматического торможения перепад давлений, равный отношению максимального давления воздуха в магистрали ресивера к минимальному давлению воздуха в питающей магистрали, то есть должно выполняться неравенство:
, (2.2)
где рrmax - максимально допустимое давление воздуха в ресивере;
рmin - минимально допустимое давление воздуха в питающей магистрали.
С другой стороны процесс автоматического торможения должен осуществляться не позднее того момента, когда давление воздуха в питающей магистрали упадет от минимального значения рmin до критического значения ркр, то есть должно выполняться неравенство:
, (2.3)
где ркр - критическое давление воздуха в питающей магистрали.
Учитывая оба режима функционирования ПТП (2.2, 2.3), соотношение включения автоматического торможения должно находится в пределах:
, (2.4)
. (2.5)
Очевидно, что наиболее предпочтительным является более ранний момент включения автоматического торможения, когда давление в питающей магистрали будет в 2 раза меньше давления в ресивере.
Поскольку нормативная характеристика ПТП при обрыве питающей магистрали представляет собой зависимость повышения давления воздуха в тормозных камерах от понижения давления воздуха в питающей магистрали, момент включения механизма автоматического торможения можно представить графически (рис.2.1).
Рис. 2.1 Характеристика ПТП в случае разрыва питающей магистрали
Очевидно, что реальная характеристика ПТП при разрыве питающей магистрали должна располагаться, как можно ближе к оптимальной характеристике.
Таким образом, для решения описанной проблемы предложена рабочая гипотеза, согласно которой, в момент включения устройства автоматического торможения давление в питающей магистрали должно быть в 2 раза меньше давления в ресивере прицепного АТС.
2.2 Расчетная модель регулятора тормозных сил с функциями воздухораспределителя
2.2.1 Анализ расчетной схемы совмещения регулятора тормозных сил с воздухораспределительным клапаном.
Путем простого совмещения известных конструкций РТС и ВРК расположим механизм автоматического торможения ВРК над следящим механизмом РТС с функцией УК, и исследуем полученную при этом расчетную схему (рис. 2.2).
Рис. 2.2 Расчетная схема простого совмещения РТС с ВРК: 1 - механизм автоматического торможения ВРК; 2 - корпус механизма ВРК; 3 - следящий механизм РТС с функцией УК; 4 - корпус РТС
Силу трения на начальных стадиях исследования учитывать не будем.
В случае исправной тормозной системы механизм автоматического торможения 1 занимает свое верхнее положение и не влияет на работу следящего механизма 3 регулятора.
Коэффициент регулирования давления в приводе [0.25, 3], обеспечиваемый РТС, удовлетворяет расчетным значениям этого коэффициента для полуприцепов (табл. 2.1).
Таблица 2.1
Расчетные значения коэффициента регулирования
Модель полуприцепаКМодель полуприцепаК95160,52ТОНАР 97460,4399820,48КОНТЕС 93280,5193330,82КОНТЕС 0,629370-010,30ОдАЗ-935710,2593850,2697870,73МАЗ-93800,2697720,73МАЗ-93970,2893700,73МАЗ-938660,30
При этом в механизме автоматического торможения устанавливается неравенство:
, (2.6)
где D1 - диаметр поршня механизма автоматического торможения, м;
D2 - диаметр штока механизма автоматического торможения, м;
pr - давление сжатого воздуха в ресивере, Па;
pp - давление сжатого воздуха в питающей магистрали, Па;
РП - сила пружины, Н.
Из выражения (2.6) следует, что в механизме автоматического торможения 1 с диаметром поршня D1 и диаметром штока D2, сила пружины РП должна соответствовать следующему условию:
. (2.7)
Поскольку в магистралях питающей и ресивера могут происходить естественные перепады давления воздуха в допустимых пределах, может создаться ситуация, когда давление воздуха pr в магистрали ресивера достигнет максимально допустимого предела, а давление воздуха pp в питающей магистрали будет допустимо минимально. При этом сила пружины механизма автоматического торможения должна обеспечивать противодействие движению поршня, то есть необходимо, чтобы выполнялось равенство:
, (2.8)
где pr max - максимальное допустимое давление сжатого воздуха в ресивере, Па;
pp min - минимально допустимое давление в питающей магистрали, Па.
Если пр