Форум программистов, компьютерный форум, киберфорум
Механика
Войти
Регистрация
Восстановить пароль
 
 
Рейтинг 4.83/12: Рейтинг темы: голосов - 12, средняя оценка - 4.83
0 / 0 / 0
Регистрация: 18.01.2019
Сообщений: 13
1

Какой из авто будет эффективнее тормозить при одинаковых составах в компонентах, и почему?

18.01.2019, 09:26. Показов 2280. Ответов 30
Метки нет (Все метки)

Доброго времени суток всем!
Помогите пожалуйста посчитать эффективность комплектов.
В примере на автомобильные тормоза.
Возьмем в пример два разных комплекта (представим что два одинаковых авто, но на переденй оси у обоих авто будет разные тормоза).
авто 1: диск весит 12кг, 370мм в диаметре и толщиной 30мм, высота раб. поверхности 80мм, колодка шириной 114,5мм высота следовательно 80мм.
авто 2: диск весит 11кг, 348мм в диаметре и толщиной 30мм, высота раб. поверхности 66мм, колодка шириноц 190мм высота 66мм.

Какой из авто будет эффективнее тормозить при одинаковых составах в компонентах, и почему?
__________________
Помощь в написании контрольных, курсовых и дипломных работ здесь
0
Programming
Эксперт
94731 / 64177 / 26122
Регистрация: 12.04.2006
Сообщений: 116,782
18.01.2019, 09:26
Ответы с готовыми решениями:

Как будет работать эффективнее?
Здравствуйте, как будет работать эффективнее? Так: if (a == b || c == d) return 0; Или так:...

Какой синтаксис эффективнее?
Здравствуйте! Может кто-нибудь знает, или есть соображения на тему как правильно составлять сроку...

Какой порядок установки эффективнее?
Доброго времени суток, уважаемые! В системе было установлено и работало 2 планки оперативной...

Какой способ хранения анимации эффективнее?
Есть набор кадров с анимацией "персонажа". Можно хранить каждый кадр в виде отдельной картинки и...

30
4004 / 2762 / 682
Регистрация: 16.09.2012
Сообщений: 11,151
18.01.2019, 14:56 2
А что об этом думают на форуме автолюбителей?
0
0 / 0 / 0
Регистрация: 18.01.2019
Сообщений: 13
19.01.2019, 09:52  [ТС] 3
Не задавал там вопрос, но там могут быть только предположения и домыслы. Охото посчитать в формуле, где будет учитываться инерционность диска разная, из за веса и диаметра, широкая узкая колодка. Чтоб в расчет бралось расстояние от центра с площадью соприкосновекния.
0
Нарушитель
889 / 644 / 33
Регистрация: 08.01.2017
Сообщений: 4,115
19.01.2019, 13:13 4
Цитата Сообщение от NFA Посмотреть сообщение
учитываться инерционность диска разная
Вот этим как раз можно пренебречь в данном вопросе. Кинетическая энергия машины в целом гораздо больше вклада в неё тормозных дисков (и тем более - различий между вкладами разных дисков).
На самом деле, если тормозные колодки+диск выполняют свою функцию - могут обеспечить достаточную силу трения (для данной конфигурации, то есть, для торм диска данного диаметра с учетом места приложения этой силы) - то ничего больше от них не нужно и их "эффективность торможения" будет одинаковой. И в этом случае они будут отличаться по другим критериям - срок службы колодок и диска.

Добавлено через 5 минут
Известное стремление максимально снизить вес колёс (в том числе и торм дисков), наверное связано с оптимизацией работы подвески - то бишь, чтобы колеса максимально плотно отрабатывали неровности дороги (не отрывались от полотна на неровностях) и не разбивали бы элементы подвески. Но вот это уж точно лучше на форуме автомобилистов обсуждать)
0
0 / 0 / 0
Регистрация: 18.01.2019
Сообщений: 13
20.01.2019, 10:20  [ТС] 5
каждый кг ведущей оси неподрессоренной массы будет сильно влиять на потерю разгона авто ( тоже самое что закинуть в салон авто 50кг+-) Поэтому так же влияет вес тормозного диска на остановку всей подрессоренной массы. То что они будут останавливаться +- одинаково это мне не понятно..... 348мм диск низкая колодка (точка остановки от центра 108-174мм длинною в 190мм общей рабочей площадью 12540мм).
370мм диск высокая и узкая колодка (точка остановки от центра 105мм-185мм длинною 114,5мм общей площадью рабочей 9160мм).
Не может диск останавливаться лучше к примеру: 400мм диск , высота колодка 20см а длинна 3см
нежели 350мм диск, высота колодки 3см а длинна ее 20см(этот комплект будет гораздо эффективнее останавливаться).
0
Нарушитель
889 / 644 / 33
Регистрация: 08.01.2017
Сообщений: 4,115
20.01.2019, 12:18 6
Лучший ответ Сообщение было отмечено NFA как решение

Решение

Цитата Сообщение от NFA Посмотреть сообщение
каждый кг ведущей оси неподрессоренной массы будет сильно влиять на потерю разгона авто ( тоже самое что закинуть в салон авто 50кг+-)
Аргументируйте это. Сейчас глянул, в интернете есть разные оценки на этот счет.
Мне лень было точно считать)
Вот такую "оценку" можно сделать (ошибочную). Следите за руками.
В движущемся авто без пробуксовки (без проскальзывания колёс) нижняя точка колеса имеет скорость относительно дороги равную ноль. Верхняя точка движется с удвоенной скоростью, То бишь, "в среднем" скорость точек колес равна скорости авто.
Ааа!!!))) Но! Но в силу квадратичной зависимости энергии от скорости, кинет энергия ед массы такого колеса будет, да поболе, чем у ед массы авто) Насколько?
Лана счас. Будем для простоты считать, что колесо в сборе это диск (радиус r, масса m) хотя, для данной проблемы колесо (оно ж не диск) - это хуже, чем диск, то бишь для колеса эффект усугубления (коэффициент этот) будет больше.
Момент инерции диска I = m*r2/2
Кинет энергия диска E = I*omega2/2 - (поразительно напоминает формулу для кинет энергии тела, дв-ся поступательно)))
Omega = vо/r (vо - окружная скорость точек краев диска)
Евр = m*v2/4 - то бишь в 2 раза меньше энергии поступ дв (v - скорость поступ дв, она ж равна vо).
Отсюда следует, что для катящегося диска энергия вращ движения равна половине энергии поступательного дв.
Выходит, что для катящегося диска, 1 кг веса в рассматриваемом смысле (с точки зрения вклада в полную кинет энергию) эквивалентен 1,5 кг веса тела дв поступательно.
Чё-то не выходит больших коэффициентов для диска, всего 1,5.
Осталось учесть насколько колесо авто - не диск.
Но вас-то диск интересует.

Добавлено через 29 минут
Поскольку угловая скорость вращения разных дисков будет одна и та же (она определяется радиусом колеса, а не диска), то запасаемая в них энергия вращ дв соотносится как их моменты инерции (формула выше).
Но нужно учесть, что вклад в инерционность авто от вращ дв дисков нужно нормировать на инерцию авто в контексте поступат дв. В общем, разница эффективности торможения с разными дисками будет самой минимальной. Её можно точно посчитать. Если авто весит порядка 1 тонны, то все эти эффекты "разницы эффективности" будут наверное менее 0,5%.
А положение точки (площадки) прижатия тормозных колодок на диске не должно иметь значения - главное, чтобы силы трения (усилия прижима к диску) хватало для торможения (вплоть до блокирования колес) - то бишь, чтобы она, пересчитанная на радиус колеса, могла бы быть (при оч сильном нажатии педали тормоза) >= силе трения (покоя) колеса и дороги.

Добавлено через 10 минут
Для определенности можно ввести понятие "эффективной массы" тела:
Чтобы полная кинетическая энергия была бы равна mэфф*v2/2
Так, для диска массой m. который катится без проскальзывания mэфф = m*3/2 - что интересно, она для такого диска не зависит от радиуса.
Счас посчитаем её для авто.

Добавлено через 18 минут
В общем, если не учитывать эффект от самого колеса без торм диска (для требуемой оценки относит эффективности это не самое главное, но при желании можно и его учесть прикинув его момент инерции), то эффективная масса авто равна
M + m*(1+r2/(2*R2))*4
M - масса авто без торм дисков (их же 4)
R - радиус колеса
m и r - масса и радиус торм диска
Полные кинет энергии авто при данной скорости движения v с разными торм дисками соотносятся как эффективные массы. Именно эту энергию и нужно гасить торможением. Отсюда вы и получите относит эффективность торм систем (только нужно определить что значит понятие "эффективности").

Добавлено через 5 минут
Достаточно?

Добавлено через 6 минут
То есть сила, которая тормозит авто в обоих случаях одна и та же и равна силе трения покоя колес об дорогу, а полные энергии кинетические авто немного отличаются (при одной и той же скорости поступат дв v).
0
0 / 0 / 0
Регистрация: 18.01.2019
Сообщений: 13
21.01.2019, 08:51  [ТС] 7
сила нажатия на педаль тормоза для блокировки в кг будет разная ведь. Пример: тормозной диск 500мм на нем колодки одинаковой площадью 1500мм,комплект 1- одни колодки в длину 30мм а в высоту 50мм, комплект 2- другие 50мм в длину и 30мм в высоту. Неужели будут останавливаться одинаково? комплекту 2 понадобится меньше прижимной силы для торможения.
0
Нарушитель
889 / 644 / 33
Регистрация: 08.01.2017
Сообщений: 4,115
21.01.2019, 11:38 8
Цитата Сообщение от NFA Посмотреть сообщение
сила нажатия на педаль тормоза для блокировки в кг будет разная ведь.
А это входит в ваше представление об эффективности?
Тогда предварительно сформулируйте критерий эффективности.
Поскольку этого критерия не было сформулировано, то я исходил из того, что эффективность системы торможения определяется её способностью остановить автомобиль с минимальным тормозным путём. А поскольку тормозной путь определяется кинетической энергией авто (которая несколько разнится у авто с разными торм дисками - совсем чуть-чуть) и силой торможения (которая при работоспособной торм системе и нормальном водителе примерно равна силе трения покоя колес и полотна дороги и не зависит от размеров торм диска), то и был получен результат оценки влияния различий рассматриваемых вами торм дисков.

Цитата Сообщение от NFA Посмотреть сообщение
Пример: тормозной диск 500мм на нем колодки одинаковой площадью 1500мм,комплект 1- одни колодки в длину 30мм а в высоту 50мм, комплект 2- другие 50мм в длину и 30мм в высоту.Неужели будут останавливаться одинаково? комплекту 2 понадобится меньше прижимной силы для торможения.
Почему меньше?
0
0 / 0 / 0
Регистрация: 18.01.2019
Сообщений: 13
21.01.2019, 12:14  [ТС] 9
Почему меньше?[/QUOTE]

У колодки на протяжении 50мм самая дальняя точка от центра, а у другой колодки самая дальняя точка от центра на протяжении 30мм. Картинку на скоряк накидал в пейнте=)
Миниатюры
Какой из авто будет эффективнее тормозить при одинаковых составах в компонентах, и почему?  
0
Нарушитель
889 / 644 / 33
Регистрация: 08.01.2017
Сообщений: 4,115
21.01.2019, 13:28 10
Лучший ответ Сообщение было отмечено NFA как решение

Решение

Понятно, колодки смещены на край торм диска и поэтому ввиду разного размера вдоль радиуса, центр приложения сил отстоит на разном расстоянии от оси вращения и соответственно, для создания одного момента сил относительно оси нужны разные усилия прижатия.
Да, требуемые усилия отличаются примерно обратно пропорционально отношению радиусов точек центра колодок.
Прикинем это отличие.
В первом случае тормозные цилиндры должны прижимать колодку с усилием больше в (250 - 15)/(250 -25) = 1,044 раза, чем во втором. Мизер - отличия требуемой силы прижатия порядка 4%.
1
0 / 0 / 0
Регистрация: 18.01.2019
Сообщений: 13
21.01.2019, 20:25  [ТС] 11
Подскажи как посчитал, откуда взяты цифры 250,25,15?
0
Нарушитель
889 / 644 / 33
Регистрация: 08.01.2017
Сообщений: 4,115
21.01.2019, 23:58 12
Цитата Сообщение от NFA Посмотреть сообщение
Пример: тормозной диск 500мм на нем колодки одинаковой площадью 1500мм,комплект 1- одни колодки в длину 30мм а в высоту 50мм, комплект 2- другие 50мм в длину и 30мм в высоту.
250 мм - радиус диска
Считаем, что колодки расположены максимально близко к краю торм диска (как на вашем рисунке, только там масштаб не соблюдается).
25 и 15 мм - расстояние от края торм диска до центра тормозной колодки в случае двух разных колодок "высотой" 50 и 30 мм.
Считаем, что силы трения колодки и диска приложены к диску в центрах колодок сцепления.
Момент силы торможения равен произведению силы трения на плечо (расстояние от точки приложения силы до центра оси)
1
0 / 0 / 0
Регистрация: 18.01.2019
Сообщений: 13
23.01.2019, 09:01  [ТС] 13
Длинна колодки по краю тормозного диска не задействована?
0
Нарушитель
889 / 644 / 33
Регистрация: 08.01.2017
Сообщений: 4,115
23.01.2019, 09:06 14
Цитата Сообщение от NFA Посмотреть сообщение
Длинна колодки по краю тормозного диска не задействована?
Я не понял вопроса.
0
0 / 0 / 0
Регистрация: 18.01.2019
Сообщений: 13
23.01.2019, 09:57  [ТС] 15
(250-15)/(250-25)Взят радиус диска 250мм, от его центра до центра колодки 15мм и во втором случае 25мм, но не учтена длинна колодки по краю тормозного диска 15мм*50мм(длинна по карю) и 25мм*30мм(длинна по карю).
0
Нарушитель
889 / 644 / 33
Регистрация: 08.01.2017
Сообщений: 4,115
23.01.2019, 10:52 16
Не совсем понял идею.
В рамках нашего упрощенного рассмотрения этот параметр длины никак не влияет на результат.
Это вполне достаточное приближение. Если проводить уточнение, то вероятно, нужно "разбивать" колодку на отдельные элементы и рассматривать вклад каждого, интегрировать по площади колодки и таким образом определять "эффективное плечо" колодки в данной конфигурации. Но это всё уже ничего принципиально не изменит в оценке.
Сила трения в первом приближении не зависит от площади контактирующих тел, а определяется коэффициентом трения и силой нормального давления (общей силой прижатия колодок к диску).

Добавлено через 32 минуты
То есть, ни от площади ни от конфигурации площадки контакта сила трения не зависит - это в первом, самом грубом, приближении (физика для средней школы).
0
0 / 0 / 0
Регистрация: 18.01.2019
Сообщений: 13
23.01.2019, 12:51  [ТС] 17
ну как не зависит.... у колодки плечо получается на 40% шире,значит и останавливать усилия понадобится на 40% меньше. Это то же самое: что одному нести мешок цемента или в двоем
Или я не прав?
0
Нарушитель
889 / 644 / 33
Регистрация: 08.01.2017
Сообщений: 4,115
23.01.2019, 13:01 18
Один или вдвоём - мешок-то всё-равно один
Это вот такие странные (сам удивляюсь) законы природы - сила трения определяется силой нормального давления и коэфф-ом трения. Точка.
Но отличия есть. Если вдвоём мешок нести - то уставать будете в 2 раза меньше. Так и колодка с широким плечом будет работать, наверное, в два раза (примерно) дольше - меньше будет изнашиваться. Меньше будет нагрев на единицу площади и т.п. - такие вот отличия - эксплуатационные.
0
зомбяк
1556 / 1195 / 339
Регистрация: 14.05.2017
Сообщений: 3,882
24.01.2019, 21:24 19
И вообще говоря лимитирующим тут является сцепление колёс с дорогой, если усилие сжатия колодок обеспечивает их блокировку при адекватном усилии на педаль тормоза - значит тормоза достаточны.

По поводу плеча колодки - чем она шире, тем быстрее будет износ у её края при равномерном распределении усилия. Но никто не мешает установить поршень ближе к центральной части, чтобы компенсировать меньшую скорость движения обода большим усилием прижатия, и за счёт чего приблизительно уравновесить скорость износа с краю и в центре (обычно производители суппортов это учитывают).

Момент, конечно, получится немного разным, но именно сила трения в приближении https://ru.wikipedia.org/wiki/... а_—_Кулона вообще никак зависеть не будет, даже если взять очень маленькую колодку, которая сгорит при первом же торможении.

По поводу передачи усилия - довольно небольшое увеличение хода педали (например за счёт уменьшения площади главного поршня) способно значительно увеличить усилие прижима (принцип гидравлического пресса), а потому существенной роли это не играет.

По поводу
каждый кг ведущей оси неподрессоренной массы будет сильно влиять на потерю разгона авто
это очень сильно зависит от неровностей покрытия. На "зеркале" не влияло бы совсем (собственно поэтому у рекордных болидов, которые в солёном озере ездили, вполне себе массивные колёса).

Добавлено через 2 минуты
Так что основной компромисс тут между весом (ибо как я понял речь даже не о автодромах идёт, неровности соответствуют нашим дорогам), износом и ходом педали.
0
Нарушитель
889 / 644 / 33
Регистрация: 08.01.2017
Сообщений: 4,115
25.01.2019, 08:49 20
Цитата Сообщение от TRam_ Посмотреть сообщение
это очень сильно зависит от неровностей покрытия.
Согласен. Это интересный момент. И его механизм не вполне очевиден сразу.
Потери энергии за счет взаимодействия не подрессоренной массы с неровностями происходят в амортизирующих элементах подвески. А больше ведь негде ей теряться(ну, плюс те же шины разогреваются и сама неровность страдает).
Ну и плюс "космос" - из-за неровностей дороги колеса саму землю толкают в сторону движения авто. То бишь, сила трения покоя колес с поверхностью (равная силе тяги) толкает землю назад, а удары о неровности толкают землю вперёд и вниз. Однако, ввиду большой разницы масс, энергообмен такого взаимодействия ничтожен. Поэтому "космос" можно исключить из рассмотрения.

Добавлено через 5 минут
Цитата Сообщение от TRam_ Посмотреть сообщение
На "зеркале" не влияло бы совсем (собственно поэтому у рекордных болидов, которые в солёном озере ездили, вполне себе массивные колёса).
Не согласен. Раз часть энергии уходит во вращение колес, то чем они с массивнее, тем больше будет уходить. Это не большая часть энергии, но тут уже многое определяется постановкой самой задачи.
Если болиды не ограничены в дистанции и стараются показать максимальную скорость, то масса колес не важна.
А если дистанция коротка и важна динамика разгона, то болид с легкими колесами хоть чуток, да обгонит болид с массивными.

Добавлено через 2 минуты
Тут кстати нужно учитывать и массу других вращающихся деталей авто - валы, маховики, диски сцепления и т.п. Их вклад может быть даже больше вклада самих колёс, поскольку, как правило, они вращаются с большей угловой скоростью, чем колеса
0
IT_Exp
Эксперт
87844 / 49110 / 22898
Регистрация: 17.06.2006
Сообщений: 92,604
25.01.2019, 08:49

Какой способ обработки событий клика эффективнее
Я вот так обрабатываю события package com.example.serg.myapplication; import...

Считывание файла: какой из приведенных методов эффективнее
у меня есть 2 класа которые считывают даны с 1 файла но делают это по разному: Вопрос: какой...

Какой вариант кода правильнее и эффективнее использовать?
Первый или второй вариант, и вообще есть ли принципиальная разница, между ними? List<string>...

Какой контейнер в STL и для чего эффективнее использовать?
Какой контейнер в STL и для чего эффективнее использовать? И почему


Искать еще темы с ответами

Или воспользуйтесь поиском по форуму:
20
Ответ Создать тему
Опции темы

КиберФорум - форум программистов, компьютерный форум, программирование
Powered by vBulletin
Copyright ©2000 - 2022, CyberForum.ru