Verstehen Car Bremsen
Pascals Gesetz besagt, dass, weil Flüssigkeiten praktisch nicht komprimierbar sind, wird jede Kraft, die auf einem geschlossenen hydraulischen System gleich und sofort im gesamten System zu spüren sein. Es geht zu zeigen, dass, wenn eine Kraft auf einen Zylinder aus einem geschlossenen System angewendet wird, wird der Ausgang direkt proportional zu dem Verhältnis der Eingabe bis zur Ausgabe Kolben ist.
Wenn wir, wie die Bremsen stoppen Ihr Auto aussehen Es zeigt sich, dass die Kräfte, die erforderlich oft die Kraft, die auf das Bremspedal durch den Fahrer aufgebracht werden können, sind. Also, bei der Auslegung der Bremsanlage, müssen wir Möglichkeiten der Multiplikation der Fahrer aufgebrachte Kraft. Einer der Wege, dies geschieht, ist, um die Größe des Ausgangs Kolben erhöhen, wobei in diesem Fall die Bremskolben. Wenn ein typischer Eingang Kolben Größe im Hauptbremszylinder ist 1 Zoll und eine typische Ausgabe Kolben Größe ist 2 Zoll, verdoppeln wir die Ausgabe Kraft.
Nun zum Nachteil. Wir haben auch Doppelkolben Reise auf der Eingangsseite, wenn wir Abtriebskolben Größe verdoppeln. Das bedeutet, wenn der Eingang Kolben ist halb so groß wie der Ausgang dann muss der Eingang doppelt so weit reisen, um Make-up für den zusätzlichen Volumen hinter dem Ausgang.
Also, es ist ein Trade-off. Wir können die Kraft der Fahrer dem System, indem die Ausgabe Kolbenmaß multiplizieren. Aber wenn wir das tun, wir erhöhen auch Pedalweg. Der Design-Prozess ist in einem empfindlichen Gleichgewicht hier.
Leverage
Wir haben die Kraft der Eingabe des Fahrers erhöht, aber es ist nicht genug. Wir brauchen einen anderen Weg, um die Kraft zu erhöhen. Leverage wird verwendet, um das zu tun. Ein Hebel und Drehpunkt ist eine einfache Maschine, die Ausgabe Kraft erhöht durch den Handel ist es für die Ferne.
Der Einsatz von Fremdkapital, um die Eingaben des Fahrers Kraft zu erhöhen, ist in dem Bremspedal Montage selbst. Dieser Typ-2-Hebel-Baugruppe gibt uns einen typischen Bremspedal Verhältnis von 3 zu 1. Der Abstand von dem Drehpunkt zu dem Eingangsende beträgt 9 cm, und der Abstand von dem Drehpunkt mit dem Ausgangsende ist 3 Zoll. Als Ergebnis dieses Verhältnis verdreifacht die Ausgangskraft aus der Eingangskraft.
Zum Beispiel, wenn der Fahrer aufgebrachte einer Eingangskraft von 100 Pfund, würde die Leistung 300 Pfund. So, wie mit Pascal Gesetz, ist der Ausgang direkt proportional mit dem Eingang im Verhältnis zur Leistung.
Friction
All dies bringt uns auf das letzte Stück des Puzzles. Reibung kann der Widerstand der Bewegung relativ zu Objekten in Kontakt miteinander definiert werden. Einfacher gesagt, benötigt die Kraft, zu einem Objekt auf ein anderes schieben. Diese Kraft variiert je nach Gewicht und Material-Typ. Einige Materialien wiegen weniger oder sind von Natur aus, glatter.
Wenn wir den sich bewegenden Fahrzeug zu verstehen, um eine kinetische Energiequelle sein, dann diese Energie zu stoppen, müssen wir es auf eine andere Art von Energie umzuwandeln. Das erste Gesetz der Thermodynamik befasst sich der Erhaltung der Energie und Zustände können wir nicht hinzuzufügen oder wegzunehmen Energie, können wir nur von einer Form von Energie in eine andere umwandeln. In der Automobil-Bremssystem, tun wir dies durch die Umwandlung der kinetischen Energie des sich bewegenden Fahrzeugs in Wärmeenergie um.
Das Material in einem Bremsschuh oder Unterlage sollte hart genug, um Verschleiß zu widerstehen, aber weich genug, um gut zu erzeugen Reibung. Ein Beispiel für den Anfang ist eine Billardkugel gerieben auf einem Glas-Tischplatte. Da beide Objekte hart sind, ist weniger Reibung entwickelten und weniger Wärme erzeugt wird. Wie wäre es mit einem Gummi-Block auf einem Betonboden? Wir kommen näher, aber die Gummi-Block schnell verschleißen. Eine Menge von Reibung, aber keine Langlebigkeit.
Deshalb ist die Automobilindustrie Reibmaterial ist eine Zusammensetzung aus Materialien, einschließlich Kohlenstoff und Bronze. Carbon ist hart und hat gute Trageeigenschaften, Bronze ist weich und hat eine gute Zusammenarbeit Reibungskoeffizienten Eigenschaften. Diese Materialien ermöglichen es uns, maximale Energieumwandlung mit guter Haltbarkeit zu erzeugen.
Schlussfolgerungen
Pascal Gesetz gibt uns die Fähigkeit, Kraft auf die Bremse übertragen und Komponenten zu erhöhen, dass die Kraft. Leverage erlaubt uns eine weitere Steigerung in der angewandten Kraft, Reibung und ermöglicht es uns, diese Kraft nutzen, um kinetische Energie in Wärmeenergie umwandeln und bremsen Sie das Fahrzeug.
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