Гидропневмосистемы
Задание к контрольной работе и методические указания
по её выполнению
для студентов направлений 190600, 190700
заочного обучения
Тула 2018
На рисунке 1 показана принципиальная схема гидропривода тормозов автомобиля с пневмовакуумным усилителем. Давление жидкости, создаваемое в гидроцилиндре 8 благодаря нажатию на ножную педаль с силой F, передается в левую полость тормозного гидроцилиндра 2. Помимо давления жидкости на поршень 1 в том же направлении действует сила вдоль штока 7, связанного с диафрагмой 5. Последняя отделяет полость А, сообщающуюся с атмосферой, от полости Б, где устанавливается вакуум pвак = 0,06 МПа, благодаря соединению ее со всасывающим коллектором двигателя при нажатии на педаль. Пружина 6 при этом действует на диафрагму справа налево с силой Fпр. Площадью сечения штока 7 пренебречь. D – диаметр диафрагмы; d4 и dц – диаметры гидроцилиндров 8 и 2; отношение плеч b/a.
В гидротормозной системе автомобиля передача усилия производится посредством жидкости, вытесняемой поршнем 1 из главного тормозного цилиндра 2 по трубопроводам в рабочие тормозные цилиндры передних 3 и задних колес 4. На первом этапе торможения за счет хода поршней рабочих цилиндров выбирается зазор между тормозными колодками и барабанами. На втором этапе торможения происходит сжатие всего объема жидкости V в системе, выравнивание давления и прижатие колодок к барабанам. Диаметры всех цилиндров одинаковы.
Определить:
1) скорости перемещения поршней колесных тормозных цилиндров для передних ( vп ) и задних (vз) колес;
2) ход педали, необходимый для упругого сжатия тормозной жидкости в системе.
Дано: l1; d1; l2; d2; l3 = 1 м; d3; V = 0,5 л; r = 1000 кг/м3; u = l Ст (1 Ст=1×10-4 м2/с); объемный модуль упругости жидкости К = 1000 МПа. Диаметры всех силовых цилиндров равны dц.
Недостающие исходные данные, в зависимости от варианта, выбрать из таблицы.
Рис. 1. Гидропривод тормозов автомобиля с пневмовакуумным усилителем
Таблица
Исходные данные
| Последняя цифра шифра | b/a | F, Н | Fпр, Н | D, мм | d4, мм | Предпоследняя цифра шифра | dц, мм | l1, м | d1, мм | l2 , м | d2, мм | d3, мм |
| 6,0 | 1,6 | 3,0 | 2,4 | 4,0 | 3,4 | |||||||
| 5,0 | 1,7 | 3,5 | 2,6 | 4,0 | 3,5 | |||||||
| 5,5 | 1,8 | 4,0 | 2,8 | 4,2 | 3,6 | |||||||
| 6,0 | 1,9 | 3,5 | 3,0 | 4,2 | 3,7 | |||||||
| 5,0 | 2,0 | 4,0 | 3,0 | 5,0 | 4,0 | |||||||
| 5,5 | 1,9 | 3,0 | 2,8 | 4,4 | 3,8 | |||||||
| 6,0 | 1,8 | 3,5 | 2,6 | 4,6 | 3,9 | |||||||
| 6,0 | 1,7 | 4,0 | 2,4 | 4,8 | 3,8 | |||||||
| 5,0 | 1,6 | 3,0 | 2,2 | 4,2 | 3,6 | |||||||
| 5,5 | 1,5 | 3,5 | 2,0 | 4,2 | 3,4 |
Методические указания к решению
1. Определить силу, действующую на поршень первого цилиндра (8) со стороны штока.
2. Определить давление жидкости в первом цилиндре.
3. Определить суммарную силу, действующую на поршень главного тормозного цилиндра (2).
4. Определить давление создаваемое в гидроцилиндре (2).
5. Согласно рисунку имеется параллельное соединение 3 трубопроводов и потери давления в них будут одинаковые. Поэтому можно записать уравнение
,
где Dр2 + Dр3 – потери давления в последовательно соединенных трубопроводах последней третьей ветви.
Для определения потерь напора использовать формулу Дарси
,
из которой выражаются скорости течения жидкости в трубопроводе, а далее скорости перемещения поршней в соответствующих тормозных цилиндрах.
Коэффициент сопротивления трения определяется для ламинарного режима.
.
6. При определении хода педали, необходимого для упругого сжатия тормозной жидкости необходимо знать, что сжимаемость жидкостей характеризуется модулем объемной упругости К, входящим в обобщенный закон Гука
,
где DV - приращение (в данном случае уменьшение) объема жидкости V, обусловленное увеличением давления на Dp.