Вплив вагомих чинників на розподіл теплових потоків в елементах барабанних гальм транспортних засобів

https://doi.org/10.23939/tt2023.01.083
Надіслано: Лютий 23, 2023
Прийнято: Квітень 05, 2023
1
Lviv Polytechnic National University
2
Lviv Polytechnic National University

Зазначено, що рух автотранспортних засобів на значних швидкостях неможливий без гальмівної системи, здатної забезпечити високу ефективність гальмування. Встановлено, що найбільш нестійкою ланкою гальмівної системи є гальмовий механізм, оскільки з енергетичної точки зору гальмування фрикційними гальмами становить процес перетворення у тепло частини механічної енергії автотранспортного засобу. Гальмування – власне тривалий процес, упродовж якого змінюються багато параметрів контртіл, зокрема, теплофізичні параметри внаслідок температурних змін, коефіцієнт тертя тощо. Якщо за цих обставин поверхневі та об’ємні температури перевищують допустимі значення, то змінюються фрикційні властивості пар тертя й умови взаємодії деталей, що обумовлює зміну характеристик гальмових механізмів та гальмівної системи загалом. Стандартами більшості країн та міжнародними приписами регламентовано вимірники гальмівних властивостей не тільки за одноразових екстрених гальмувань холодними гальмами, але й за екстрених гальмувань, що здійснюються після перетворення в тепло заданої кількості енергії впродовж заданого часу. З’ясовано, що збереження необхідної ефективності гальмування після перетворення у тепло заданої кількості енергії буде забезпечено лише у випадку, коли гальмівна система володіє достатньою енергоємністю. Об’єктом дослідження є розподіл теплових потоків в елементах гальмового механізму, які визначають критичну температуру поверхонь тертя. Встановлено неспроможність формули Ф. Шаррона коректно оцінити такий розподіл через врахування тільки теплофізичних властивостей матеріалів пар тертя. Показано, що на сіткових теплових моделях із залученням програмного комплексу “Фур’є-2хуz” можна також оцінити вплив конструктивних параметрів гальма та режимів його роботи на розподіл теплових потоків у барабанному гальмі автотранспортного засобу.

1. Bulgakov, M., Shuklynov, S., Uzhva, A., Leontiev, D., Verbitskiy, V., Amelin, M., & Volska, O. (2020). Mathematical model of the vehicle initial rectilinear motion during moving uphill. In IOP Conference Series: Materials Science and Engineering, 776(1), (pp. 012022). doi: 10.1088/1757-899X/776/1/012022 (in English).
https://doi.org/10.1088/1757-899X/776/1/012022
2. Shuklinov, S., Leontiev, D., Makarov, V., Verbitskiy, V., & Hubin, A. (2021). Theoretical Studies of the Rectilinear Motion of the Axis of the Locked Wheel After Braking the Vehicle on the Uphill. In Mathematical Modeling and Simulation of Systems (MODS'2020) Selected Papers of 15th International Scientific-practical Conference, (pp. 69-81). doi: 10.1007/978-3-030-58124-4_7 (in English).
https://doi.org/10.1007/978-3-030-58124-4_7
3. Bogomolov, V. A., Klimenko, V. I., Leontiev, D. N., Ponikarovska, S. V., Kashkanov, A. A., & Kucheruk, V. Y. (2021). Plotting the adhesion utilization curves for multi-axle vehicles. Bulletin of the Karaganda university. 1(101): 35-45. doi: 10.31489/2021Ph1/35-45 (in English).
https://doi.org/10.31489/2021Ph1/35-45
4. Leontiev, D., Klimenko, V., Mykhalevych, M., Don, Y., & Frolov, A. (2019). Simulation of working process of the electronic brake system of the heavy vehicle. In Mathematical Modeling and Simulation of Systems: Selected Papers of 14th International Scientific-Practical Conference, (pp. 50-61). doi: 10.1007/978-3-030-25741-5_6 (in English).
https://doi.org/10.1007/978-3-030-25741-5_6
5. Diachuk, M., Lykhodii, O., Leontiev, D., Ryzhykh, L., & Aleksandrov, Y. V. (2022). Dynamic modeling of semitrailer trucks equipped by steered wheels. Journal of Mechanical Engineering and Sciences, 16(1), 8691-8705. doi: 10.15282/jmes.16.1.2022.04.0687 (in English).
https://doi.org/10.15282/jmes.16.1.2022.04.0687
6. The Improvement Brake's Qualities of Vehicle by Developing the Method of the Choosing Frictional Pairs of the Brakes Mechanisms (2019). Retrieved from: https://www.sae.org/publications/technical-papers/content/2019-01-2145/ (in English).
7. Gudz, G., Zakhara, I., Voitsikhovska, T., Vytvytskyi, V., & Ropyak, L. (2022, September). Temperature Distribution in Parts of the Vehicle Disk Brake. In Advanced Manufacturing Processes IV: Selected Papers from the 4th Grabchenko's International Conference on Advanced Manufacturing Processes, (pp. 517-529). doi:10.1007/978-3-031-16651-8_49. (in English).
https://doi.org/10.1007/978-3-031-16651-8_49
8. Hudz H. S., Hlobchak M. V. & Zakhara I. Ya. (2018). Teplovyi rozrakhunok dyskovykh halm avtomobiliv na tsyklichnykh rezhymakh roboty [Thermal calculation of car disc brakes in cyclic modes of operation]. Lviv: HALYCh PRES (in Ukrainian).
9. Yedyni prypysy shchodo ofitsiinoho zatverdzhennia transportnykh zasobiv katehorii M, N ta O shchodo halmuvannia [Uniform prescriptions for the approval of vehicles of categories M, N and O with regard to braking]. (2004). DSTU UN/ECE R 13-09:2004 from 01th Aprile 2004. Kyiv (in Ukrainian).
10. Hudz, H. S., Hlobchak, M. V. & Ostashuk, M. M. (2018). Rozpodil teplovykh potokiv v elementakh dyskovykh halm avtomobiliv [Distribution of heat flows in the elements of disc brakes of cars]. Lviv: KINPATRI LTD (in Ukrainian).
11. Hilchuk, A. V., Khalatov, A. A. & Donyk,T. V. (2020). Teoriia teploprovidnosti [Theory of thermal conductivity]. Kyiv: National Technical University of Ukraine "Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute" (in Ukrainian).
12. Hudz, H. S., Herys, M. I., Hlobchak, M. V., & Klypko, O. R. (2021). Porivnialna otsinka barabannykh i dyskovykh halm avtomobilnykh kolis za enerhoiemnistiu [Comparative assessment of drum and disc brakes for car wheels by energy capacity]. Naukovyi visnyk NLTU Ukrainy [Scientific Bulletin of UNFU], 31(6), 74-78. doi: 10.36930/40310611 (in Ukrainian).
https://doi.org/10.36930/40310611
13. Tryshevskyi, O. I., Saltavets, M. V., & Vorobiov, D. S. (2019). Metodyka rishennia zvorotnykh zadach teploprovidnosti [Technique of solution of reverse tasks of heat conduction]. Visnyk Natsionalnoho tekhnichnoho universytetu «Kharkivskyi politekhnichnyi instytut» [Bulletin of the National Technical University "Kharkiv Polytechnic Institute"], 31(1306), 81-86 (in Ukrainian).
14. Shcherbakov, V. K. & Lebed, N. L. (2020). Matematychne modeliuvannia teplofizychnykh protsesiv [Mathematical modeling of thermophysical processes]. Kyiv: National Technical University of Ukraine "Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute" (in Ukrainian).
15. Metallicheskie poroshki i poroshkovye materialy. Retrieved from: https://www.studmed.ru/babich-bn-vershinina-ev-glebov-va-i-dr-metalliche... (in Russian).