2 Расчет тормозных свойств.

Алгоритм расчета оценочных показателей тормозных свойств.

1. Подбор исходных данных

2. Установившееся замедление: j_уст=φ_xg.

3. Расстояние, проходимое а/м от момента нажатия на педаль до полной остановки: S_T=V₀(τ_c+0,5τ_н)+0,5V₀²/(φ_xg).

4. Остановочный путь: S_o=V₀(τ_рв+τ_с+τ_н)+0,5V₀²/(φ_xg)

5. Тормозные силы: P_тор=P_тор1+Р_тор2 , Р_тор=G_aφ_x, Р_тор=(1-β_т)R_zφ_x/β_т, β_т=Р_тор1/( P_тор1+Р_тор2).

6. Тормозной момент: М_тор=Р_торr_д.

7. Установившееся замедление при использовании запасной тормозной системы: j_уст=gφ_xa/(L+φ_xh_д).

8. Замедление при торможении без отсоединения двигателя с использованием тормозных механизмов: j₃=((М_торη_т+М_тр.дU_т)/(m_aη_тr_д)+Р_в/m_a+ψg)/δ_вр.т.

9. Замедление при торможении двигателем: j_3(дв)=((Р_тр.д+Р_в)/G_a+ψ)g/δ_вр.т.

10. Суммарная тормозная сила: Р_Σ= j_уст m_a.

11. Общая удельная тормозная сила: γ_т= Р_Σ/G_a.

12. Замедление с отсоединением двигателя и использованием тормозных механизмов: j₃=((Р_тор+ Р_в)/G_a+ψ)g/(1+4I_к/(m_ar_кr_д)).

13. Тормозной путь при использовании запасной тормозной системы S_T.зап=V₀(τ_c+0,5τ_н)+0,5V₀²/( j_уст),

Где j_уст - Установившееся замедление при использовании запасной тормозной системы.

1. Таблица 23 – исходные данные.

ma, кг	V0, м/с	φx	Ψ	τн, с	τс, с	τвр, с	Мтр.д, Н*м
1800	22,22	0,8	0,011	0,1	0,17	0,8	34
a, м	b, м	L, м	hд, м	rk, м	rд, м	Uт	ηт
1,225	1,225	2,45	0,62	0,31	0,32	8,19	0,88

m_a - полная масса автомобиля, взята для Nissan Micra [2];

V₀ - нормативная скорость для испытания на торможение для автомобиля, [1];

φ_x – коэффициент продольного сцепления колеса с опорной поверхностью, взят для сухого асфальта, [1];

Ψ – суммарный коэффициент сопротивления дороги, рассчитываемый по формуле: Ψ = f+i = 0,01+5*10^-6 V_max, [1];

τ_н – время нарастания замедления, взято для легкового автомобиля, [1];

τ_с – время запаздывания, взято для легкового автомобиля, оснащенного исправной тормозной системой с гидроприводом и барабанными тормозами, [1];

τ_вр – время реакции водителя, взято рекомендуемое значение,[1];

М_тр.д – момент трения в двигателе, взят для двигателя Nissan Micra [2];

a,b – расстояние от центра масс до передней и задней оси автомобиля соответственно, взяты для Nissan Micra [2];

L – длина базы автомобиля, взята для Nissan Micra [2];

h_д – расстояние от центра масс до опорной поверхности, взята для Nissan Micra [2];

r_k - кинематический радиус качения колеса для шин, устанавливаемых на легковые автомобили, с посадочным диаметром 13, [1];

r_д – динамический радиус, вычисляемый по формуле: r_д=0.5d+Hλ, где λ=0,85 (для шин легковых автомобилей), d - посадочный диаметр обода (13 дюймов), Н – высота профиля шины (мм), [2, 1];

U_т – передаточное число второй передачи, на которой развивается скорость V₀, взято для пяти ступенчатой МКПП автомобиля Nissan Micra [2];

η_т – среднее значение КПД МКПП, при работе двигателя с полной подачей топлива для легкового автомобиля , [1].

Расчет:

2. Установившееся замедление:

На горизонтальной дороге j_уст=φ_xg

j_уст = 0,8*9,81= 7,85 м/с²

3. Расстояние, проходимое а/м от момента нажатия на педаль до полной остановки: S_T=V₀(τ_c+0,5τ_н)+0,5V₀²/(φ_xg) = 22,22(0,17+0,5*0,1)+0,5*22,22²/(0,8*9,81) = 36,34 м.;

4. Остановочный путь:

S_o=V₀(τ_рв+τ_с+τ_н)+0,5V₀²/(φ_xg) =22,22(0,8+0,17+0,1)+0,5*22,22²/(0,8*9,81) = 55,23 м;

5. Тормозная сила:

Р_тор=R_zφ_x, где

R_z = m_ag = G_a,

G_a = 17658 Н,

Р_тор=17658*0.8 = 14126,4 Н.

6. Тормозной момент:

М_тор=Р_торr_д = 14126,4 *0,32=4520,448 Н*м.

7. Установившееся замедление при использовании запасной тормозной системы: j_уст=gφ_xa/(L+φ_xh_д) = 9,81*0,8*1,225/(2,45+0,8*0,62) = 3,26 м/с².

8. Замедление при торможении без отсоединения двигателя с использованием тормозных механизмов:

j₃=((М_торη_т+М_тр.дU_т)/(m_aη_тr_д)+Р_в/m_a+ψg)/δ_вр.т,

где P_в=к_вFV₀,

к_вF=0,275*3,5 = 0,9625 – фактор обтекаемости;

P_в=к_вFV₀ = 0,9625 *22,22² = 475,2;

δ_вр.т= 1+ δ_1вU_к²+ δ_2в

δ_1в=0,06, δ_2в=0,04 [1,с.68];

δ_вр.т = 1+0,06*3,9+0,04 = 1,13;

U_к – передаточное отношение второй передачи = 8,19; j₃=((4520,44*0,88+34*8,19)/(1800*0,88*0,32)+

+475,2/1800+0,011*9,81)/1,13= 7,76 м/с².

9. Замедление при торможении двигателем:

j_3(дв)=(Р_тр.д+Р_в)(G_a+ψ)g/δ_вр.т ,

где Р_тр.д – сила трения в двигателе;

Р_тр.д = М_тр.дU_т/r_дη_т = 34*8,19/0,32*0,88 = 988,85 Н;

δ_вр.т = 1+(I_мU_т² +∑I_кη_т)/(m_ar_дr_кη_т);

I_м – момент инерции вращающихся масс двигателя = 0,16;

∑I_к – сумма моментов инерции колес автомобиля = 4*5,3 = 21,3;

δ_вр.т = 1+(0,16*3,9²+21,3*0,88)/(1800*0,32*0,31*0,88) = 1,13;

j_3(дв)=((988,85+475,2)/1800+0,8*9,81)/1,13 = 1,06 м/с².

10. Суммарная тормозная сила:

Р_Σ= j_уст m_a = 7,85*1800 = 14130 Н.

11. Общая удельная тормозная сила:

γ_т= Р_Σ/G_a = 14130/17658 = 0,8.

12. Замедление с отсоединением двигателя и использованием тормозных механизмов: j₃=((Р_тор+Р_в)/(m_a+ψ*g)/ δ_вр.т =

=((14126,4 +475,2)/ (1800+0,8*9,81)/1,13 = 7,15 м/с².

13. Тормозной путь при использовании запасной тормозной системы: S_T.зап=V₀(τ_c+0,5τ_н)+0,5V₀²/( j_уст) = 22,22(0,17+0,5*0,1)+0,5*22,22²/3,26 = 80,6.

Таблица 24 – Сводная таблица расчетов

Параметр	Значение
Установившееся замедление jуст, м/с2	7,85
Расстояние, проходимое а/м от момента нажатия на педаль до полной остановки ST , м	36,34
Остановочный путь So, м	55,23
Тормозная сила Ртор, Н	14126,4
Тормозной момент Мтор, Н*м	4520,448
Установившееся замедление при использовании запасной тормозной системы jуст ,м/с2	3,26
Замедление при торможении без отсоединения двигателя с использованием тормозных механизмов j3, м/с2	7,76
Замедление при торможении двигателем j3(дв), м/с2	1,06
Суммарная тормозная сила Р, Н	14130
Общая удельная тормозная сила, γт	0,8
Замедление с отсоединением двигателя и использованием тормозных механизмов j3, м/с2	7,15
Тормозной путь при использовании запасной тормозной системы, ST.зап	80,6