4 Расчет тормозной системы Расчет тормозной динамики
В качестве исходных данных взяты технические характеристики автомобиля БМВ 750 (таблица 4.1).
Таблица 4. 1 - Техническая характеристика автомобиля БМВ 750
Параметр
|
Значение |
Высота, мм
|
1478 |
Колесная база, мм
|
3070 |
Размер шин
|
245/50R18 |
Снаряженная масса, кг
|
1945 |
Полная масса, кг
|
2575 |
Расчет нормальных реакций на колесах автомобиля при его торможении
Рисунок 4.1 – Силы, вызывающие перераспределение нормальных реакций при торможении автомобиля
Реакции дороги на передний и задний мосты автомобиля.
(1) (2)
Распределение нагрузки между мостами ( передний / задний ) снаряженного автомобиля принимаем равным 53/47, для груженого – 43/57.
1) Определим нагрузки на мосты:
для снаряженного состояния:
- нагрузка, приходящаяся на передний мост;
- нагрузка, приходящаяся на задний мост;
- вес автомобиля.
для груженого состояния:
- нагрузка, приходящаяся на передний мост;
- нагрузка, приходящаяся на задний мост;
- вес автомобиля.
2) Рассчитаем удельные нагрузки на задний мост:
- для снаряженного состояния;
- для груженого состояния.
3) Определим высоту центра масс автомобиля:
для снаряженного состояния:
мм -высота центра масс;
- удельная высота центра масс.
для груженого состояния:
мм -высота центра масс;
- удельная высота центра масс.
4) Рассчитаем реакции дороги на передний и задний мосты автомобиля при подстановки в (1) и (2) указанных выше зависимостей в снаряженном и груженном состоянии:
;- на переднем колесе;
;- на заднем колесе.
Результаты расчета заносим в таблицу 2.
Расчет тормозных сил и моментов:
1) Расчет идеальных тормозных сил
Идеальные тормозные силы для снаряженного и груженного состояний рассчитаны по формуле:
;- для переднего колеса;
;- для заднего колеса.
2) Расчет тормозных моментов
Идеальные тормозные моменты для снаряженного и груженного состояний рассчитаны по формуле:
;- для переднего колеса;
;- для заднего колеса.
3) Расчет удельных тормозных сил:
;
Результаты расчета заносим в таблицу 4.2
Таблица 4.2 - Реакции дороги, тормозные силы и моменты, действующие на передний и задний мосты снаряженного автомобиля.
Z |
Rz1 |
Rz2 |
Fт1и |
Fт2и |
Мт1и |
Мт2и |
Dт1и |
Dт2и |
Снаряженное состояние | ||||||||
0 |
10112,639 |
8967,812 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0,1 |
10470,891 |
8609,559 |
1047,089 |
860,9559 |
367,633 |
302,2816 |
0,054878 |
0,04512241 |
0,2 |
10829,144 |
8251,306 |
2165,829 |
1650,261 |
760,4225 |
579,4067 |
0,11351 |
0,08648964 |
0,3 |
11187,396 |
7893,054 |
3356,219 |
2367,916 |
1178,368 |
831,3754 |
0,175898 |
0,12410169 |
0,4 |
11545,649 |
7534,801 |
4618,259 |
3013,921 |
1621,471 |
1058,187 |
0,242041 |
0,15795857 |
0,5 |
11903,901 |
7176,549 |
5951,951 |
3588,274 |
2089,73 |
1259,843 |
0,31194 |
0,18806026 |
0,6 |
12262,154 |
6818,296 |
7357,292 |
4090,978 |
2583,145 |
1436,342 |
0,385593 |
0,21440678 |
0,7 |
12620,406 |
6460,044 |
8834,284 |
4522,031 |
3101,717 |
1587,685 |
0,463002 |
0,23699811 |
0,8 |
12978,659 |
6101,791 |
10382,93 |
4881,433 |
3645,446 |
1713,871 |
0,544166 |
0,25583427 |
0,9 |
13336,911 |
5743,539 |
12003,22 |
5169,185 |
4214,331 |
1814,901 |
0,629085 |
0,27091524 |
Z |
Rz1 |
Rz2 |
Fт1и |
Fт2и |
Мт1и |
Мт2и |
Dт1и |
Dт2и |
Груженое состояние | ||||||||
0 |
11872,553 |
13388,2 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0,1 |
12361,075 |
12899,68 |
1236,107 |
1289,968 |
433,9973 |
452,9076 |
0,048934 |
0,05106608 |
0,2 |
12849,597 |
12411,15 |
2569,919 |
2482,231 |
902,2987 |
871,5112 |
0,101736 |
0,09826433 |
0,3 |
13338,119 |
11922,63 |
4001,436 |
3576,789 |
1404,904 |
1255,811 |
0,158405 |
0,14159474 |
0,4 |
13826,641 |
11434,11 |
5530,656 |
4573,644 |
1941,813 |
1605,806 |
0,218943 |
0,18105732 |
0,5 |
14315,163 |
10945,59 |
7157,581 |
5472,794 |
2513,027 |
1921,498 |
0,283348 |
0,21665207 |
0,6 |
14803,685 |
10457,07 |
8882,211 |
6274,239 |
3118,544 |
2202,885 |
0,351621 |
0,24837898 |
0,7 |
15292,207 |
9968,543 |
10704,54 |
6977,98 |
3758,366 |
2449,969 |
0,423762 |
0,27623805 |
0,8 |
15780,729 |
9480,021 |
12624,58 |
7584,017 |
4432,491 |
2662,748 |
0,499771 |
0,3002293 |
0,9 |
16269,251 |
8991,499 |
14642,33 |
8092,35 |
5140,92 |
2841,224 |
0,579647 |
0,3203527 |
1 |
16757,773 |
8502,977 |
16757,77 |
8502,977 |
5883,654 |
2985,395 |
0,663392 |
0,33660827 |
Произведем построение графиков реакции дороги, тормозных сил и моментов в зависимости от относительного замедления автомобиля на интервале z=0…1.0. (рисунки 4.2…4.).
Рисунок 4.2 — График тормозных сил переднего и заднего мостов снаряженного и груженого состояния автомобиля в зависимости от относительного замедления автомобиля.
Рисунок 4.3 — График тормозных моментов переднего и заднего мостов снаряженного и груженого состояния автомобиля в зависимости от относительного замедления автомобиля.
Расчет удельных тормозных сил по сцеплению колеса с дорогой
Удельные тормозные силы по сцеплению в контакте колеса переднего и заднего мостов с дорогой рассчитываются по формулам:
Прямые постоянного коэффициента сцепления передней оси
;
Прямые постоянного коэффициента сцепления задней оси
;
Результаты расчета сводим в таблицу 4.3.
Таблица 4.3 - Удельные тормозные силы переднего и заднего мостов в зависимости от коэффициента сцепления шин с дорогой.
сост. |
Снаряженное состояние |
Груженое состояние | |||||||||
Dтμiи |
Dтμ1и |
Dтμ2и |
Dтμ1и |
Dтμ2и | |||||||
μ |
Dтμ2и |
Dтμ1и |
Dтμ2и |
Dтμ1и | |||||||
0 |
0,5 |
0 |
1 |
0 |
0,5 |
0 |
1 | ||||
0,1 |
0,0540142 |
0,063582 |
0,046134 |
0,027704 |
0,047927 |
0,057787 |
0,051994 |
0,03302221 | |||
0,2 |
0,1101358 |
0,129644 |
0,090598 |
0,054405 |
0,097782 |
0,117899 |
0,102053 |
0,06481473 | |||
0,3 |
0,1684907 |
0,198336 |
0,133481 |
0,080157 |
0,149684 |
0,18048 |
0,150281 |
0,095445 | |||
0,4 |
0,2292149 |
0,269816 |
0,174867 |
0,10501 |
0,203762 |
0,245684 |
0,196778 |
0,12497561 | |||
0,5 |
0,2924556 |
0,344259 |
0,214832 |
0,129009 |
0,260156 |
0,313679 |
0,241635 |
0,15346473 | |||
0,6 |
0,3583726 |
0,421852 |
0,253448 |
0,152199 |
0,319017 |
0,38465 |
0,284937 |
0,18096651 | |||
0,7 |
0,4271395 |
0,502799 |
0,290782 |
0,174618 |
0,380511 |
0,458796 |
0,326765 |
0,20753139 | |||
0,8 |
0,4989451 |
0,587324 |
0,326898 |
0,196306 |
0,44482 |
0,536335 |
0,367191 |
0,23320646 | |||
0,9 |
0,5739955 |
0,675668 |
0,361853 |
0,217297 |
0,512139 |
0,617505 |
0,406285 |
0,25803568 | |||
1 |
0,6525157 |
0,768096 |
0,395703 |
0,237625 |
0,582687 |
0,702566 |
0,444112 |
0,28206017 | |||
1,1 |
0,7347519 |
0,864899 |
0,4285 |
0,25732 |
0,6567 |
0,791807 |
0,480733 |
0,30531844 | |||
1,2 |
0,8209743 |
0,966394 |
0,460291 |
0,276411 |
0,734442 |
0,885543 |
0,516204 |
0,32784655 |
Рисунок 4.4 — График удельных тормозных сил снаряженного и груженного состояния