Е63 АМГ / Tormoznaya_sistema_E63_amg
.pdf3 ПРОЕКТНЫЙ РАСЧЕТ ТОРМОЗНОЙ СИСТЕМЫ
Рисунок 3.1 – Автомобиль Mercedes-Benz E63 AMG
Таблица 3.1 – Техническая характеристика Mercedes-Benz E63 AMG
Название комплектации |
Mercedes-Benz E63 AMG S 4MATIC+ |
|
|
Тип привода |
Полный |
|
|
Тип кузова |
Седан |
|
|
Габариты кузова (Д x Ш x В), мм |
4923 x 1852 x 1468 |
|
|
Колесная база, мм |
2939 |
|
|
Минимальный радиус разворота, м |
5,95 |
|
|
Ширина передней колеи, мм |
1624 |
|
|
Ширина задней колеи, мм |
1624 |
|
|
Снаряженная масса, кг |
1955 |
|
|
Количество мест |
5 |
|
|
Объем багажника, л |
540 |
|
|
Допустимая полная масса, кг |
2525 |
|
|
Колеса и шины |
265/35 R20 |
|
|
13
Расчетная схема автомобиля представлена на рисунке 3.2.
Рисунок 3.2 – Расчетная схема автомобиля
Расчетный радиус колеса:
= 0,5(0,5 н + ст),
где н – наружный диаметр колеса;ст – статический радиус колеса.
По каталогу шин фирмы Continental [5] для шин 265/35 R20:
н = 702 мм; ст = 326 мм.
= 0,5(0,5 · 702 + 326) = 339 мм.
Определение основных параметров для снаряженного состояния. Расчет нагрузок на оси.
Исходя из таблицы развесовки по мостам [2], для снаряженного состояния имеем:
Нагрузка, приходящаяся на передний мост
1 = 0,53 · сн · ;1 = 0,53 · 1955 · 9,81 = 10164,6 Н.
Нагрузка, приходящаяся на задний мост
2 = 0,47 · сн · ;2 = 0,47 · 1955 · 9,81 = 9013,9 Н.
Полный вес автомобиля
= сн · ;
= 1955 · 9,81 = 19178,6 Н.
Удельная нагрузка на задний мост
= 2 ;
14
9013,9= 19178,6 = 0,47.
Исходя из типа транспортного средства определяем (М1): Высота центра масс автомобиля
= (0,39 ± 0,02) ,
где – высота автомобиля, = 1468 мм.
= 0,39 · 1468 = 655 мм.
Удельная высота центра масс автомобиля
= ,
где – колесная база автомобиля, = 2939 мм.
655= 2939 = 0,223.
Определение основных параметров для груженого состояния. Расчет нагрузок на оси.
Исходя из таблицы развесовки по мостам [2], для груженого состояния имеем:
Нагрузка, приходящаяся на передний мост
1 = 0,43 · гр · ;1 = 0,43 · 2525 · 9,81 = 10651,2 Н.
Нагрузка, приходящаяся на задний мост
2 = 0,57 · гр · ;2 = 0,57 · 2525 · 9,81 = 14119,0 Н.
Полный вес автомобиля
= гр · ;
= 2525 · 9,81 = 24770,3 Н.
Удельная нагрузка на задний мост
= 2 ;
14119,0= 24770,3 = 0,57.
Исходя из типа транспортного средства определяем (М1): Высота центра масс автомобиля
= (1,03 ± 0,02) ;= 1,03 · 655 = 675 мм.
Удельная высота центра масс автомобиля
= ;
15
675= 2939 = 0,230.
Расчет тормозных моментов мостов.
и |
= и |
· = · · (1 − + · ); |
||
1 |
|
1 |
|
|
и |
= и |
· = · · ( − · ), |
||
|
2 |
|
2 |
|
где – относительное замедление, изменяется от 0 до 1.
Расчеты сведем в таблицу 3.2.
Таблица 3.2 – Результаты расчета для снаряженного и груженого состояний
|
, Н |
, Н |
и , Н |
и , Н |
Ми , Нм |
Ми , Нм |
и |
и |
|
1 |
2 |
т1 |
т2 |
т1 |
т2 |
т1 |
т2 |
|
|
|
Снаряженное состояние |
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
10164,6 |
9013,9 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,1 |
10592,2 |
8586,4 |
1059,2 |
858,6 |
359,1 |
291,1 |
0,055 |
0,045 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,2 |
11019,7 |
8158,8 |
2203,9 |
1631,8 |
747,1 |
553,2 |
0,115 |
0,085 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,3 |
11447,3 |
7731,3 |
3434,2 |
2319,4 |
1164,2 |
786,3 |
0,179 |
0,121 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,4 |
11874,8 |
7303,7 |
4749,9 |
2921,5 |
1610,2 |
990,4 |
0,248 |
0,152 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,5 |
12302,4 |
6876,2 |
6151,2 |
3438,1 |
2085,3 |
1165,5 |
0,321 |
0,179 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,6 |
12730,0 |
6448,6 |
7638,0 |
3869,2 |
2589,3 |
1311,6 |
0,398 |
0,202 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,7 |
13157,5 |
6021,0 |
9210,3 |
4214,7 |
3122,3 |
1428,8 |
0,480 |
0,220 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,8 |
13585,1 |
5593,5 |
10868,0 |
4474,8 |
3684,3 |
1517,0 |
0,567 |
0,233 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,9 |
14012,6 |
5165,9 |
12611,3 |
4649,3 |
4275,2 |
1576,1 |
0,658 |
0,242 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
14440,2 |
4738,4 |
14440,2 |
4738,4 |
4895,2 |
1606,3 |
0,753 |
0,247 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Груженое состояние |
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
10651,2 |
14119,0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,1 |
11220,0 |
13550,3 |
1122,0 |
1355,0 |
380,4 |
459,4 |
0,045 |
0,055 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,2 |
11788,8 |
12981,5 |
2357,8 |
2596,3 |
799,3 |
880,1 |
0,095 |
0,105 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,3 |
12357,5 |
12412,7 |
3707,3 |
3723,8 |
1256,8 |
1262,4 |
0,150 |
0,150 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,4 |
12926,3 |
11843,9 |
5170,5 |
4737,6 |
1752,8 |
1606,0 |
0,209 |
0,191 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,5 |
13495,1 |
11275,2 |
6747,5 |
5637,6 |
2287,4 |
1911,1 |
0,272 |
0,228 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,6 |
14063,9 |
10706,4 |
8438,3 |
6423,8 |
2860,6 |
2177,7 |
0,341 |
0,259 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,7 |
14632,6 |
10137,6 |
10242,9 |
7096,3 |
3472,3 |
2405,7 |
0,414 |
0,286 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,8 |
15201,4 |
9568,8 |
12161,1 |
7655,1 |
4122,6 |
2595,1 |
0,491 |
0,309 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,9 |
15770,2 |
9000,1 |
14193,2 |
8100,0 |
4811,5 |
2745,9 |
0,573 |
0,327 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
16339,0 |
8431,3 |
16339,0 |
8431,3 |
5538,9 |
2858,2 |
0,660 |
0,340 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
16
Рисунок 3.3 – График тормозных моментов для снаряженного состояния
Рисунок 3.4 – График тормозных моментов для груженого состояния
17
Расчет удельных тормозных сил
и |
= ( |
1 − Ψ |
+ и |
|
|
) |
· |
|
; |
|||
|
|
|
|
1 − · |
||||||||
т1 |
|
|
|
|
т2 |
|
|
|||||
и |
|
= ( |
Ψ |
+ и |
) |
|
|
· |
. |
|
||
|
|
1 + · |
|
|||||||||
т2 |
|
|
|
т1 |
|
|
|
Расчеты сведем в таблицу 3.3.
Таблица 3.3 – Результаты расчета удельных тормозных сил для снаряженного и груженого состояний
|
Снаряженное состояние |
|
Груженое состояние |
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
и |
и |
|
и |
|
и |
и |
|
|||||
т |
т1 |
т2 |
|
т1 |
т2 |
|||||||
|
и |
|
и |
|
и |
и |
|
|||||
|
т2 |
т1 |
|
т2 |
т1 |
|||||||
0 |
|
0,5 |
0 |
|
1 |
0 |
|
0,5 |
0 |
|
1 |
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,1 |
0,0542 |
|
0,0656 |
0,0460 |
|
0,0242 |
0,0440 |
|
0,0558 |
0,0557 |
|
0,0333 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,2 |
0,1109 |
|
0,1343 |
0,0900 |
|
0,0473 |
0,0901 |
|
0,1142 |
0,1090 |
|
0,0651 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,3 |
0,1704 |
|
0,2062 |
0,1322 |
|
0,0695 |
0,1385 |
|
0,1755 |
0,1600 |
|
0,0955 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,4 |
0,2328 |
|
0,2817 |
0,1726 |
|
0,0907 |
0,1894 |
|
0,2400 |
0,2088 |
|
0,1247 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,5 |
0,2982 |
|
0,3610 |
0,2114 |
|
0,1111 |
0,2429 |
|
0,3077 |
0,2556 |
|
0,1527 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,6 |
0,3671 |
|
0,4443 |
0,2487 |
|
0,1308 |
0,2992 |
|
0,3791 |
0,3006 |
|
0,1795 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,7 |
0,4396 |
|
0,5321 |
0,2846 |
|
0,1496 |
0,3586 |
|
0,4544 |
0,3437 |
|
0,2053 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,8 |
0,5160 |
|
0,6246 |
0,3191 |
|
0,1677 |
0,4214 |
|
0,5339 |
0,3852 |
|
0,2300 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,9 |
0,5967 |
|
0,7222 |
0,3523 |
|
0,1852 |
0,4878 |
|
0,6181 |
0,4251 |
|
0,2539 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
0,6821 |
|
0,8255 |
0,3843 |
|
0,2020 |
0,5582 |
|
0,7072 |
0,4636 |
|
0,2768 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1,1 |
0,7724 |
|
0,9349 |
0,4152 |
|
0,2183 |
0,6328 |
|
0,8018 |
0,5006 |
|
0,2989 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1,2 |
0,8683 |
|
1,0509 |
0,4450 |
|
0,2339 |
0,7123 |
|
0,9024 |
0,5362 |
|
0,3202 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
18 |
Рисунок 3.5 – График удельных тормозных сил в снаряженном состоянии
Рисунок 3.6 – График удельных тормозных сил в груженом состоянии
19
Построение кривых реализуемого сцепления. Рассчитаем кр
пред
кр = ,
где пред – ;
Для класса автомобиля 1: пред = 7.
7кр0 = 9,81 = 0,714.
По графику удельных тормозных сил для снаряженного состояния находим значения ти1 и ти2 для кр0 . Для этого из точки с координатой 0,714 проводим прямую под углом 45˚ к оси до пересечения с кривой. Координаты полученной точки и будут являться искомыми координатами.
Определяем показатель распределения тормозных сил (Ф): Из соотношений:
т1 = · (1 − Ф); |
т2 = · Ф; |
|||||||||||||||||
Отсюда |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
Ф = |
|
т2 |
|
|
|
|
|
; |
|
|||||||
|
|
|
+ |
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
т1 |
|
|
|
|
т2 |
|
|||||
Ф = |
|
|
|
0,222 |
|
|
|
|
|
= 0,311. |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
0,491 + 0,222 |
||||||||||||||||||
Проверка: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
кр |
= |
Ψ − Ф |
; |
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
кр = |
0,47 − 0,311 |
|
= 0,713. |
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
0,223 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
Погрешность: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
0 |
− |
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
= |
кр |
|
|
|
кр |
· 100%; |
|||||||||||
|
|
|
0 |
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
кр |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
= |
0,714 − 0,713 |
· 100% = 0,14 %. |
||||||||||||||||
|
|
|||||||||||||||||
0,714 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
Данная погрешность допустима (< 5%). |
|
|||||||||||||||||
Проверка распределения тормозных сил. |
|
|||||||||||||||||
Рассчитаем коэффициенты: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
Для снаряженного состояния |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
= |
|
|
|
|
|
т1 |
|
|
|
; |
||||||
|
|
ст + · · |
||||||||||||||||
|
1 |
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
т1 = (1 − Ф) · · ;
20
т22 = 2ст − · · ;
т2 = Ф · · ,
где ст – нормальные реакции дороги на ось в статистическом состоянии.
Для груженого состояния
т11 = 1гр + · · ;
т1 = (1 − Ф) · · ;
т22 = 2гр − · · ;
т2 = Ф · · ,
где гр – нормальные реакции дороги на ось в груженом состоянии.
Уравнение касательной для класса автомобиля 1:
+ 0,07= 0,85 .
Расчеты сведем в таблицу 3.4.
Таблица 3.4 – Результаты расчета
|
и , Н |
и , Н |
|
|
|
|
т1 |
т2 |
1 |
2 |
|
|
|
Снаряженное состояние |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
0,0 |
0,0 |
0 |
0 |
0,082 |
|
|
|
|
|
|
0,1 |
1321,4 |
596,5 |
0,125 |
0,069 |
0,200 |
|
|
|
|
|
|
0,2 |
2642,8 |
1192,9 |
0,240 |
0,146 |
0,318 |
|
|
|
|
|
|
0,3 |
3964,2 |
1789,4 |
0,346 |
0,231 |
0,435 |
|
|
|
|
|
|
0,4 |
5285,6 |
2385,8 |
0,445 |
0,327 |
0,553 |
|
|
|
|
|
|
0,5 |
6607,0 |
2982,3 |
0,537 |
0,434 |
0,671 |
|
|
|
|
|
|
0,6 |
7928,4 |
3578,7 |
0,623 |
0,555 |
0,788 |
|
|
|
|
|
|
0,7 |
9249,8 |
4175,2 |
0,703 |
0,693 |
0,906 |
|
|
|
|
|
|
0,8 |
10571,2 |
4771,6 |
0,778 |
0,853 |
1,024 |
|
|
|
|
|
|
0,9 |
11892,6 |
5368,1 |
0,849 |
1,039 |
1,141 |
|
|
|
|
|
|
1 |
13214,0 |
5964,5 |
0,915 |
1,259 |
1,259 |
|
|
|
|
|
|
21
Груженое состояние
0 |
0,0 |
0,0 |
0 |
0 |
0,082 |
|
|
|
|
|
|
0,1 |
1706,7 |
770,4 |
0,152 |
0,057 |
0,200 |
|
|
|
|
|
|
0,2 |
3413,3 |
1540,7 |
0,290 |
0,119 |
0,318 |
|
|
|
|
|
|
0,3 |
5120,0 |
2311,1 |
0,414 |
0,186 |
0,435 |
|
|
|
|
|
|
0,4 |
6826,7 |
3081,4 |
0,528 |
0,260 |
0,553 |
|
|
|
|
|
|
0,5 |
8533,4 |
3851,8 |
0,632 |
0,342 |
0,671 |
|
|
|
|
|
|
0,6 |
10240,0 |
4622,1 |
0,728 |
0,432 |
0,788 |
|
|
|
|
|
|
0,7 |
11946,7 |
5392,5 |
0,816 |
0,532 |
0,906 |
|
|
|
|
|
|
0,8 |
13653,4 |
6162,8 |
0,898 |
0,644 |
1,024 |
|
|
|
|
|
|
0,9 |
15360,0 |
6933,2 |
0,974 |
0,770 |
1,141 |
|
|
|
|
|
|
1 |
17066,7 |
7703,5 |
1,045 |
0,914 |
1,259 |
|
|
|
|
|
|
Рисунок 3.7 – Кривые реализуемого сцепления для снаряженного состояния
22