2 Расчет тормозных свойств.

Алгоритм расчета оценочных показателей тормозных свойств.

1. Подбор исходных данных,(см. табл. 23)

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
1765	22,22	0,8	0,011	0,1	0,13	0,57	30
a, м	b, м	L, м	hд, м	rk, м	rд, м	Uт	ηт
1,263	1,315	2,578	0,3	0,273	0,287	8,879	0,91

m_a - полная масса автомобиля, взята для Subaru

V₀ – скорость установленная для испытаний на торможение,

φ_x – коэффициент продольного сцепления колеса с опорной поверхностью, взят для сухого асфальта,

Ψ – суммарный коэффициент сопротивления дороги, рассчитываемый по формуле: Ψ = f+i = 0,01+5*10^-6 V_max, где f – коэффициент сопротивления качению, взято рекомендуемое значение; i – допустимые неровности при испытании,

τ_н – время нарастания замедления, взято для легкового автомобиля,

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

τ_вр – время реакции водителя, взято рекомендуемое значение,

М_тр.д – момент трения в двигателе, взят для двигателя Subaru,

a,b – расстояние от центра масс до передней и задней оси автомобиля соответственно, взяты для Subaru

L – длина базы автомобиля, взята для Subaru,

h_д – расстояние от центра масс до опорной поверхности, взята для Subaru,

r_k - кинематический радиус качения колеса для шин, устанавливаемых на легковые автомобили, с посадочным диаметром 16,

r_д – динамический радиус, вычисляемый по формуле: r_д=0.5d+Hλ, где λ=0,85 (для шин легковых автомобилей), d - посадочный диаметр обода (16 дюймов), Н – высота профиля шины (мм),

U_т – передаточное число второй передачи, на которой развивается скорость V₀, взято для пяти ступенчатой МКПП автомобиля Subaru,

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

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(0,13+0,5*0,1)+(0,5*22,22²/(0,8*9,81)) = 35,44 м.;

4. Остановочный путь:

S_o=V₀(τ_рв+τ_с+τ_н)+0,5V₀²/(φ_xg)=22,22(0,57+0,13+0,5*0,1)+(0,5*22,22²/(0,8*9,81)) = 54,12 м;

5. Тормозная сила:

Р_тор=R_zφ_x, где

R_z = m_ag = G_a,

G_a = 17297 Н,

Р_тор=17297*0.8 = 13837,6 Н.

6. Тормозной момент:

М_тор=Р_торr_д = 13837,6*0,287=3971,391 Н*м.

7. Установившееся замедление при использовании запасной тормозной системы: j_уст=gφ_xa/(L+φ_xh_д) = 9,81*0,8*1,263/(2,578+0,8*0,3) = 3,51 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=0,2*2 = 0,517 – фактор обтекаемости;

P_в=к_вFV₀ = 0,4*22,22² = 197,5;

δ_вр.т= 1+ δ_1вU_к²+ δ_2в

δ_1в=0,06, δ_2в=0,04;

δ_вр.т = 1+0,06*8,879+0,04 = 1,195;

U_к – передаточное отношение второй передачи = 8,879;

j₃ =((3971,39*0,91+30*8,879)/(1765*0,91*0,287)+(197,49/1765)+0,011*9,81))/5,77

= 1,49 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 = 30*8,879/0,287*0,91 = 1019,91 Н;

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

I_м – момент инерции вращающихся масс двигателя = 0,296;

∑I_к – сумма моментов инерции колес автомобиля = 4*0,33 = 1,32;

δ_вр.т = 1+(0,296*8.879²+1,32*0,91)/(1765*0,287*0,273*0,91) = 5,77;

j_3(дв)=((1019,91+197,49)/17297)+0,011)*9,81/1,195 = 0,667 м/с².

10. Суммарная тормозная сила:

Р_Σ= j_уст G_a = 3,51*17297 = 60712,47 Н.

11. Общая удельная тормозная сила:

γ_т= γ_уст.т.t/τ_н.т.= 0,734

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)= =((13837,6+197,5)/17297+0,011)*9,81/(1+1,32)(1765*0,287*0,273)) = 7,98 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(0,13+0,5*0,1)+0,5*22,22²/3,51 = 74,255.

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	35,44
Остановочный путь So, м	49,22
Тормозная сила Ртор, Н	13837,6
Тормозной момент Мтор, Н*м	3971,391
Установившееся замедление при использовании запасной тормозной системы jуст ,м/с2	3,51
Замедление при торможении без отсоединения двигателя с использованием тормозных механизмов j3, м/с2	1,49
Замедление при торможении двигателем j3(дв), м/с2	0,66
Суммарная тормозная сила Р, Н	60712,47
Общая удельная тормозная сила, γт	0,734
Замедление с отсоединением двигателя и использованием тормозных механизмов j3, м/с2	7,98
Тормозной путь при использовании запасной тормозной системы, ST.зап	74,255