Моделювання ресурсу гальмівних механізмів легкових автомобілів за відносним зносом їх фрикційних поверхонь

Abstract

В роботі розглядається процес зношування фрикційних поверхонь дискових гальм з урахуванням їх конструктивних параметрів, коефіцієнта зносостійкості матеріалів, початкової швидкості гальмування автомобіля, величини пробігу та його гальмівного шляху за цей період, за якими проводиться оцінка ресурсу гальмівних механізмів. Для цього використано системний підхід, раціональне поєднання експериментальних досліджень та аналізу відомих теоретичних наукових результатів І.В. Крагельського з теорії тертя й зношування. Відомо, що для оцінки ресурсу гальмівних механізмів автотранспорту важливо встановити величину допустимого зношування поверхонь тертя, що утворюють фрикційний контакт. Авторами встановлено закономірність зміни зносу поверхонь тертя дискових гальмівних механізмів від радіуса тертя, кінематичного радіуса кочення колеса, величини приводного тиску і гальмівного шляху автомобіля. Важливим для оцінки ресурсу гальмівних механізмів легкових автомобілів, що знаходяться в експлуатації, є встановлення допустимого відносного зносу окремих деталей і спряжень гальмівних механізмів. Оскільки найбільш відповідальна частина гальмівної системи автомобіля, якою є гальмівний механізм, працює в різних умовах зношування, то встановлення відносного зносу спряжених деталей, що утворюють тертя, в залежності від зміни його геометричних параметрів і режимів роботи під час експлуатації є актуальною задачею. Надано прогнозну оцінку ресурсу гальмівних механізмів передньої та задньої осей легкових автомобілів, яку пропонується проводити за показником відносного зносу поверхонь тертя. Показано на прикладі легкових автомобілів Chevrolet Aveo, що відносний знос гальм передньої осі є максимальним та коливається в межах 22,5-26,1%, тоді, як відносний знос гальм задньої осі становить 21,0–22,5%. Ресурс гальмівного диску більший за ресурс фрикційної накладки у 4,44 рази, тоді, як для задньої осі цей показник становить 4,76.The article considers the process of wear of the friction surfaces of disc brakes, taking into account their design parameters, the coefficient of wear resistance of materials, the initial braking speed of the car, the amount of mileage and its braking distance during this period, which are used to estimate the resource of braking mechanisms. For this, a systematic approach was used, a rational combination of experimental research and analysis of known theoretical scientific results of I.V. Kragelsky on the theory of friction and wear.It is known that in order to estimate the resource of braking mechanisms of motor vehicles, it is important to establish the amount of permissible wear of friction surfaces that form frictional contact. The authors established the regularity of changes in the wear of the friction surfaces of disc brake mechanisms depending on the friction radius, the kinematic rolling radius of the wheel, the amount of drive pressure and the braking distance of the car. It is important to assess the service life of brake mechanisms of passenger cars in operation is to establish the permissible relative wear of individual parts and couplings of brake mechanisms. Since the most responsible part of the car's braking system, which is the brake mechanism, works in different conditions of wear, then establishing the relative wear of the coupled parts that create friction, depending on the change in its geometric parameters and operating modes during operation, is an urgent task. A predictive assessment of the resource of brake mechanisms of the front and rear axles of passenger cars is provided, which is proposed to be carried out based on the indicator of the relative wear of the friction surfaces. It is shown on the example of Chevrolet Aveo passenger cars that the relative wear of the brakes of the front axle is maximum and varies between 22.5-26.1%, while the relative wear of the brakes of the rear axle is 21.0-22.5%. The resource of the brake disc is 4.44 times greater than the resource of the friction pad, while this indicator is 4.76 for the rear axle.