BMW X6 / TS_BMW_X6
.pdf3 ПРОЕКТНЫЙ РАСЧЕТ ТОРМОЗНОЙ СИСТЕМЫ
Рисунок 3.1 – Автомобиль BMW X6 xDrive 30d AT Base
Таблица 3.1 – Техническая характеристика BMW X6 xDrive 30d AT Base
Название комплектации |
BMW X6 xDrive 30d AT Base |
|
|
Тип привода |
Полный |
|
|
Тип кузова |
SUV |
|
|
Габариты кузова (Д x Ш x В), мм |
4877 x 1983 x 1690 |
|
|
Колесная база, мм |
2933 |
|
|
Ширина передней колеи, мм |
1678 |
|
|
Ширина задней колеи, мм |
1693 |
|
|
Снаряженная масса, кг |
2075 |
|
|
Количество мест |
5 |
|
|
Объем багажника, л |
724 |
|
|
Допустимая полная масса, кг |
2675 |
|
|
Колеса и шины |
255/50 R19 |
|
|
Максимальная скорость, км/ч |
230 |
|
|
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 255/50 R19:
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 · 2075 · 9,81 = 10788,5 Н.
Нагрузка, приходящаяся на задний мост
2 = 0,47 · сн · ;2 = 0,47 · 2075 · 9,81 = 9567,2 Н.
Полный вес автомобиля
= сн · ;
= 2075 · 9,81 = 20355,8 Н.
Удельная нагрузка на задний мост
14
= 2 ;
9567,2= 20355,8 = 0,47.
Исходя из типа транспортного средства определяем (М1): Высота центра масс автомобиля
= (0,39 ± 0,02) ,
где – высота автомобиля, = 1690 мм.
= 0,39 · 1690 = 659 мм.
Удельная высота центра масс автомобиля
= ,
где – колесная база автомобиля, = 2933 мм.
659= 2933 = 0,225.
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 · 2675 · 9,81 = 11284,0 Н.
Нагрузка, приходящаяся на задний мост
2 = 0,57 · гр · ;2 = 0,57 · 2675 · 9,81 = 14957,8 Н.
Полный вес автомобиля
= гр · ;
= 2675 · 9,81 = 26241,8 Н.
Удельная нагрузка на задний мост
= 2 ;
14957,8= 26241,8 = 0,57.
Исходя из типа транспортного средства определяем (М1): Высота центра масс автомобиля
= (1,03 ± 0,02) ;= 1,03 · 659 = 679 мм.
Удельная высота центра масс автомобиля
15
= ;
679= 2933 = 0,231.
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 |
10788,5 |
9567,2 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,1 |
11246,0 |
9109,8 |
1124,6 |
911,0 |
381,2 |
308,8 |
0,055 |
0,045 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,2 |
11703,4 |
8652,3 |
2340,7 |
1730,5 |
793,5 |
586,6 |
0,115 |
0,085 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,3 |
12160,8 |
8194,9 |
3648,3 |
2458,5 |
1236,8 |
833,4 |
0,179 |
0,121 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,4 |
12618,3 |
7737,5 |
5047,3 |
3095,0 |
1711,0 |
1049,2 |
0,248 |
0,152 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,5 |
13075,7 |
7280,0 |
6537,9 |
3640,0 |
2216,3 |
1234,0 |
0,321 |
0,179 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,6 |
13533,1 |
6822,6 |
8119,9 |
4093,6 |
2752,6 |
1387,7 |
0,399 |
0,201 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,7 |
13990,6 |
6365,2 |
9793,4 |
4455,6 |
3320,0 |
1510,5 |
0,481 |
0,219 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,8 |
14448,0 |
5907,7 |
11558,4 |
4726,2 |
3918,3 |
1602,2 |
0,568 |
0,232 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,9 |
14905,4 |
5450,3 |
13414,9 |
4905,3 |
4547,6 |
1662,9 |
0,659 |
0,241 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
15362,9 |
4992,9 |
15362,9 |
4992,9 |
5208,0 |
1692,6 |
0,755 |
0,245 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Груженое состояние |
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
11284,0 |
14957,8 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,1 |
11891,3 |
14350,4 |
1189,1 |
1435,0 |
403,1 |
486,5 |
0,045 |
0,055 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,2 |
12498,7 |
13743,0 |
2499,7 |
2748,6 |
847,4 |
931,8 |
0,095 |
0,105 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,3 |
13106,1 |
13135,6 |
3931,8 |
3940,7 |
1332,9 |
1335,9 |
0,150 |
0,150 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,4 |
13713,5 |
12528,2 |
5485,4 |
5011,3 |
1859,6 |
1698,8 |
0,209 |
0,191 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,5 |
14320,9 |
11920,8 |
7160,5 |
5960,4 |
2427,4 |
2020,6 |
0,273 |
0,227 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,6 |
14928,3 |
11313,4 |
8957,0 |
6788,1 |
3036,4 |
2301,2 |
0,341 |
0,259 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,7 |
15535,7 |
10706,1 |
10875,0 |
7494,2 |
3686,6 |
2540,5 |
0,414 |
0,286 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,8 |
16143,1 |
10098,7 |
12914,5 |
8078,9 |
4378,0 |
2738,8 |
0,492 |
0,308 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,9 |
16750,5 |
9491,3 |
15075,4 |
8542,1 |
5110,6 |
2895,8 |
0,574 |
0,326 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
17357,9 |
8883,9 |
17357,9 |
8883,9 |
5884,3 |
3011,6 |
0,661 |
0,339 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
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 |
|
0,0657 |
0,0460 |
|
0,0240 |
0,0440 |
|
0,0559 |
0,0557 |
|
0,0331 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,2 |
0,1110 |
|
0,1345 |
0,0900 |
|
0,0469 |
0,0902 |
|
0,1144 |
0,1090 |
|
0,0647 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,3 |
0,1705 |
|
0,2066 |
0,1321 |
|
0,0689 |
0,1386 |
|
0,1759 |
0,1599 |
|
0,0950 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,4 |
0,2329 |
|
0,2823 |
0,1725 |
|
0,0900 |
0,1895 |
|
0,2406 |
0,2087 |
|
0,1239 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,5 |
0,2985 |
|
0,3618 |
0,2113 |
|
0,1103 |
0,2431 |
|
0,3086 |
0,2554 |
|
0,1517 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,6 |
0,3676 |
|
0,4455 |
0,2485 |
|
0,1297 |
0,2996 |
|
0,3802 |
0,3003 |
|
0,1784 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,7 |
0,4403 |
|
0,5336 |
0,2843 |
|
0,1484 |
0,3592 |
|
0,4559 |
0,3434 |
|
0,2039 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,8 |
0,5169 |
|
0,6265 |
0,3187 |
|
0,1663 |
0,4222 |
|
0,5358 |
0,3848 |
|
0,2285 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,9 |
0,5979 |
|
0,7247 |
0,3518 |
|
0,1836 |
0,4888 |
|
0,6204 |
0,4246 |
|
0,2522 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
0,6836 |
|
0,8286 |
0,3838 |
|
0,2003 |
0,5595 |
|
0,7101 |
0,4629 |
|
0,2749 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1,1 |
0,7744 |
|
0,9386 |
0,4145 |
|
0,2163 |
0,6346 |
|
0,8054 |
0,4998 |
|
0,2968 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1,2 |
0,8708 |
|
1,0554 |
0,4442 |
|
0,2318 |
0,7144 |
|
0,9067 |
0,5353 |
|
0,3179 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
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 – максимальное значение предельного замедления;
Для класса автомобиля 1: пред = 7 м⁄с2.
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 = |
|
|
|
0,221 |
|
|
|
|
|
= 0,310. |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
0,492 + 0,221 |
||||||||||||||||||
Проверка: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
кр |
= |
Ψ − Ф |
; |
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
кр = |
0,47 − 0,310 |
|
= 0,711. |
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
0,225 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
Погрешность: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
0 |
− |
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
= |
кр |
|
|
|
кр |
· 100%; |
|||||||||||
|
|
|
0 |
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
кр |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
= |
0,714 − 0,711 |
· 100% = 0,42 %. |
||||||||||||||||
|
|
|||||||||||||||||
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 |
и |
|
|
|
т1, Н |
т2, Н |
1 |
2 |
||
|
|
Снаряженное состояние |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
0,0 |
0,0 |
0 |
0 |
0,082 |
|
|
|
|
|
|
0,1 |
1404,5 |
631,0 |
0,125 |
0,069 |
0,200 |
|
|
|
|
|
|
0,2 |
2809,1 |
1262,1 |
0,240 |
0,146 |
0,318 |
|
|
|
|
|
|
0,3 |
4213,6 |
1893,1 |
0,346 |
0,231 |
0,435 |
|
|
|
|
|
|
0,4 |
5618,2 |
2524,1 |
0,445 |
0,326 |
0,553 |
|
|
|
|
|
|
0,5 |
7022,7 |
3155,1 |
0,537 |
0,433 |
0,671 |
|
|
|
|
|
|
0,6 |
8427,3 |
3786,2 |
0,623 |
0,555 |
0,788 |
|
|
|
|
|
|
0,7 |
9831,8 |
4417,2 |
0,703 |
0,694 |
0,906 |
|
|
|
|
|
|
0,8 |
11236,4 |
5048,2 |
0,778 |
0,855 |
1,024 |
|
|
|
|
|
|
0,9 |
12640,9 |
5679,3 |
0,848 |
1,042 |
1,141 |
|
|
|
|
|
|
1 |
14045,5 |
6310,3 |
0,914 |
1,264 |
1,259 |
|
|
|
|
|
|
21
Груженое состояние
0 |
0,0 |
0,0 |
0 |
0 |
0,082 |
|
|
|
|
|
|
0,1 |
1810,7 |
813,5 |
0,152 |
0,057 |
0,200 |
|
|
|
|
|
|
0,2 |
3621,4 |
1627,0 |
0,290 |
0,118 |
0,318 |
|
|
|
|
|
|
0,3 |
5432,0 |
2440,5 |
0,414 |
0,186 |
0,435 |
|
|
|
|
|
|
0,4 |
7242,7 |
3254,0 |
0,528 |
0,260 |
0,553 |
|
|
|
|
|
|
0,5 |
9053,4 |
4067,5 |
0,632 |
0,341 |
0,671 |
|
|
|
|
|
|
0,6 |
10864,1 |
4881,0 |
0,728 |
0,431 |
0,788 |
|
|
|
|
|
|
0,7 |
12674,8 |
5694,5 |
0,816 |
0,532 |
0,906 |
|
|
|
|
|
|
0,8 |
14485,4 |
6508,0 |
0,897 |
0,644 |
1,024 |
|
|
|
|
|
|
0,9 |
16296,1 |
7321,4 |
0,973 |
0,771 |
1,141 |
|
|
|
|
|
|
1 |
18106,8 |
8134,9 |
1,043 |
0,916 |
1,259 |
|
|
|
|
|
|
Рисунок 3.7 – Кривые реализуемого сцепления для снаряженного состояния
22