УДК 62-592.64 Моторные (компрессионные) тормоза. Торможение двигателем
В статье анализируются механические потери в двигателе внутреннего сгорания, создающие тормозной момент двигателя, исследуются параметры, влияющие на его значение. Показано, что при плановом торможении использование двигателя внутреннего сгорания в качестве тормоза-замедлителя не приводит к негативным последствиям, как для самого двигателя, так и для всех элементов трансмиссии, а своевременное переключение коробки передач на пониженную передачу сохраняет замедление автомобиля на максимально большом уровне, в результате увеличивается срок службы тормозных колодок и снижается расход топлива.
АВТОТРАНСПОРТНЫЕ СРЕДСТВА, БЕЗОПАСНОСТЬ, РЕСУРСОСБЕРЕЖЕНИЕ, ТОРМОЖЕНИЕ ДВИГАТЕЛЕМ
1 Состояние вопроса исследования и актуальность работы
Повышение разрешенной скорости движения автомобилей негативно повлияло на надежность тормозной системы и безопасность транспортных средств. При этом возрастает работа торможения и, как следствие, износ тормозных колодок, дисков и барабанов, что снижает их ресурс и требует для обеспечения надежности увеличивать затраты на их замену. В этой связи перспективным направлением повышения безопасности автотранспортных средств и ресурсосбережения является использование в качестве тормоза-замедлителя двигателя внутреннего сгорания (ДВС).
При торможении автомобиля двигателем вращающиеся ведущие колеса становятся тормозными и, посредством трансмиссии, вращают коленчатый вал мотора, воспринимают его тормозной момент. При этом механические потери в двигателе и трансмиссии преобразуют кинетическую энергию автомобиля в тепловую энергию, и лишь незначительная доля энергии идет на изнашивание трущихся поверхностей в двигателе и трансмиссии. Тепловая энергия в ДВС отводится системой охлаждения. Таким образом, торможение ДВС не приводит к негативным последствиям, как для самого двигателя, так и для всех элементов трансмиссии и может улучшать эксплуатационные свойства автомобиля.
Проведённый анализ использования ДВС в качестве замедляющего тормоза показал, что практически все исследования по механическим потерям в ДВС направлены на изыскание и обоснования способов уменьшения их мощности, что повышает эффективность ДВС, но при этом уменьшает его эффективность как тормоза-замедлителя автомобиля. Для решения существующей проблемы авторы предлагают методику торможения двигателем, заключающуюся в своевременном переключении коробки передач на пониженную передачу таким образом, чтобы сохранить замедление автомобиля на максимально возможном уровне. Модельные расчёты показывают, что такой метод торможения двигателем увеличивает срок службы тормозных колодок в 4 и более раз и снижает расход топлива на 5-7 %.
В связи с изменением правил дорожного движения в сторону повышения разрешенной скорости движения автомобилей на
Для снижения нагрузок на тормозную систему легкового автомобиля применяют гибридный привод, в котором помощь тормозной системе оказывает электрический генератор. На грузовых автомобилях большой грузоподъемности и автобусах большой вместимости используют дополнительные гидродинамические и электродинамические тормоза-замедлители, а также рекуператоры энергии торможения различных типов [1]. Однако использование гибридного привода и дополнительных тормозов-замедлителей существенно повышает вес и стоимость автомобиля и применяется пока ограниченно, а рекуператоры энергии торможения находятся в стадии разработки. Поэтому в настоящее время перспективным направлением повышения безопасности автотранспортных средств и ресурсосбережения является использование в качестве тормоза-замедлителя двигателя внутреннего сгорания (ДВС).
1. Методика выбора типа и параметров системы рекуперации энергии торможения для маршрутного автобуса / Рябов И. М., Арсланов М. А., Юсупов Ю. Г., Минатуллаев Ш. М. // Воронежский научно-технический вестник № 4(22) декабрь 2017 с. 10-15.
2. Рябов И.М. Оценка доли кинетической энергии автобуса, накапливаемой в аккумуляторе системы рекуперации при торможении / И.М. Рябов, Ю.Г. Юсупов, С.А. Ширяев, Ш.М. Минатуллаев, / Энерго- и ресурсосбережение: промышленность и транспорт № 4 (21) / Волгоградский государственный технический университет. - Волгоград, 2017. - С. 34-36.
3. Оценка повышения экологической безопасности при использовании систем рекуперации энергии торможения на автомобильном пассажирском транспорте / Ширяев С.А., Рябов И. М., Юсупов Ю.Г., Омарова З.К. // Актуальные направления научных исследований XXI века: теория и практика Издательство: Воронежский государственный лесотехнический университет им. Г.Ф. Морозова. Воронеж, 2016. С. 132-136.
4. Оценка экономической эффективности модернизации городских автобусов и автомобилей-такси путем установки системы рекуперации энергии торможения / И.М. Рябов, З.К. Омарова, Ю.Г. Юсупов, С.В. Данилов // Грузовик 2019, № 8 С. 36-40.
5. Рябов, И.М. Обоснование целесообразности постоянного использования двигателя для служебных торможений автомобиля / И.М. Рябов, Аль-Сумайдаи Ф.Р., И.М. Титов, С.В. Данилов / Вестник Московского автомобильно-дорожного государственного технического университета (МАДИ). 2020. № 3 (62). С. 10-19.
6. Карелина, М.Ю. Исследование влияния наноструктурирования поверхностей трибосопряжений на эксплуатационные характеристики двигателей / М.Ю. Карелина, С.М. Гайдар, А.В. Пыдрин // Грузовик. - 2015. - № 2. - С. 29-37.
7. Рябов И.М. Особенности механических потерь в ДВС и их влияние на процесс торможения автомобиля двигателем/ И.М. Рябов, Аль-Сумайдаи Ф.Р. / Энерго- и ресурсосбережение: промышленность и транспорт № 4 (29) / Волгоградский государственный технический университет. - Волгоград, 2019. - С. 37-43.
8. Рябов И.М. Оценка ресурсосбережения при использовании ДВС автомобиля в качестве тормоза-замедлителя при служебных торможениях / И.М. Рябов, Аль-Сумайдаи Ф.Р. / Энерго- и ресурсосбережение: промышленность и транспорт № 4 (21) / Волгоградский государственный технический университет. - Волгоград, 2019. - с. 33-37.
