Engineering
Барабанне гальмо й самопідсилення
Гальмуйте колесо з 72 км/год і прочитайте нормальні сили двох колодок: провідна колодка притискається тертям сама й несе більшу частину моменту; без тертя підсилення зникає, а коли μ сягає c/b, колодка самозаклинюється. Пустіть барабан назад на гальмі з двома провідними колодками й втратьте більшість моменту; потім тримайте спуск хвилинами й дивіться, як барабан гріється, накладка слабне й машина розганяється.
Що відбувається
Дві колодки на шарнірах унизу опорного щита притискаються до барабана одним колісним циліндром. Баланс моментів колодки відносно шарніра, F·a ± μ·N·b = N·c, дає провідній колодці N = F·a/(c − μ·b), а веденій N = F·a/(c + μ·b): тертя само притискає провідну колодку — самопідсилення — і заклинює її, коли μ·b сягає c. Симплексне гальмо зберігає момент в обидва боки; дуплексне має обидві колодки провідними вперед і обидві веденими назад. Барабан зупиняє частку 300 кг автомобіля через колесо 0,3 м або тримає її на спуску: тертя гріє барабан 8 кг, конвекція його охолоджує, а вище 150 °C накладка лінійно втрачає до половини тертя, тож довгий спуск іде в розгін.
Що спробувати
Прочитайте нормальні сили провідної та веденої колодок за одного зусилля циліндра, потім задайте тертя нулем і вище c/b. Спробуйте дуплексну схему назад і потримайте спуск три хвилини.
Модель та її обмеження
Статика коротких колодок зі сталими плечами, тертя незалежне від швидкости, крім теплового ослаблення, зосереджена температура барабана, без проковзування шини. Не паспорт гальма.
Рівняння модуля
Рівняння N_lead = F·a/(c − μ·b), N_trail = F·a/(c + μ·b) T = μ·(N_lead + N_trail)·R, μ_lock = c/b J·dω/dt = T_g − T, s = v_0²/(2a) m_d·c_p·dΘ/dt = T·ω − h·(Θ − Θ_0)
