4.2 Расчет давления в тормозных цилиндрах при ступенях торможения и полном служебном торможении

Грузовой воздухораспределитель усл. №483 работает на основе изменения давления в трех объемах – тормозной магистрали, рабочей камере и тормозном цилиндре.

Давление в тормозном цилиндре зависит от соотношения площадей поршней, жесткости режимных пружин и взаимного перемещения главного и уравнительного поршней. Главный поршень перемещается в тормозное положение под избыточным давлением со стороны рабочей камеры при разрядке золотниковой камеры через магистральную часть. Перемещение уравнительного поршня пропорционально давлению в тормозном цилиндре.

Для рассматриваемого воздухораспределителя в конце зарядки давление в тормозной магистрали, золотниковой камере и в рабочей камере равны, т.е. .

В конце каждой ступени торможения устанавливается равновесие поршней – перекрыша. Из условия равновесия магистральной диафрагмы можно записать .

Из условия равновесия уравнительного поршня

, (4.1)

где	–	давление в тормозном цилиндре при i-ой ступени торможения,
	–	площадь уравнительного поршня, м2,

,

где

–

диаметр уравнительного поршня, м.

;

	–	атмосферное давление, МПа;
	–	усилие предварительного сжатия режимных пружин, кH;
	–	суммарная жесткость режимных пружин, кН/м.

Из условия равновесия главного поршня

, (4.2)

где	–	абсолютные зарядные давления в рабочей и золотниковой камерах при i-ой ступени торможения, Па;
	–	площадь главного поршня, м2;
	–	площадь штока главного поршня, м2;
	–	усилие предварительного сжатия пружины главного поршня кН;
	–	жесткость пружины главного поршня, кН/м.

;

,

где

–

диаметры главного поршня и штока соответственно, м,м.

;

.

Давление в рабочей камере после ступени торможения связано с перемещением главного поршня соотношением

, (4.3)

где – объем рабочей камеры ,м³.

Приняв и решая совместно уравнения (4.2) и (4.3) относительно, получим квадратное уравнение типа

, (4.4)

где

;

;

.

Решение уравнения (4.4) находим в виде

. (4.5)

Для первой ступени торможения при зарядном давлении в тормозной магистрали при

МПа.

;

м.

Фактическое перемещение главного поршня при первой ступени торможения

, (4.6)

где

ηм –

механический КПД, учитывающий силы трения при перемещениях рабочих органов воздухораспределителя. Для воздухораспределителя №483 принимаем ηм= 0,94.

м.

Давление в тормозном цилиндре при ступени торможения

. (4.7)

,

где

–

Перемещение главного поршня для получения скачка давления в тормозном цилиндре, .

м.

Определим давление в тормозном цилиндре при i-й ступени торможения:

При полном служебном торможении давление в тормозном цилиндре

Из уравнений (4.2) и (4.3) можно определить также оптимальное пониженное давление в тормозной магистрали для получения полного служебного торможения

, (4.8)

где

–

сопротивление перемещению главного поршня за счет давления в тормозном цилиндре. Для груженого режима Н.

МПа.