3. Выбор и обоснование выбора дополнительных данных

Предварительно следует дать краткое описание конструкции проектируемого автомобиля включающего в себя:

– тип двигателя (дизель или бензиновый);

– тип сцепления, коробки передач (раздаточной коробки), карданной и главной передач. Привести кинематическую схему трансмиссии;

– характеристику рулевого и тормозного управлений;

– тип подвески и др.

При выборе дополнительных параметров ориентироваться следует на лучшие образцы отечественных и зарубежных автомобилей (прототип). Но это ни в коей степени не означает, что при проектировании нужно делать уменьшенную или увеличенную копию прототипа. В проектируемый автомобиль можно вносить конструктивные изменения по сравнению с прототипом, которые будут способствовать улучшению эксплуатационных качеств.

П о л е з н а я м а с с а автомобиля , кг, представляет собой сумму массы гpузa или пассажиров, водителя и обслуживающего персонала. Полезную массу определяют по следующим формулам:

– для грузовых автомобилей:

, (1)

где – грузоподъемность, кг;

– число мест в кабине;

– для легковых автомобилей:

, (2)

где – общее число мест, включая водителя;

– масса багажа на каждого пассажира, кг;

– для городских автобусов:

; (3)

– для автобусов пригородных и междугородних:

, (4)

где – число мест для пассажиров (без водителя).

При расчете полной массы автомобиля масса багажа принимается равной:

– 10 кг на человека для легковых автомобилей;

– 5 кг на пассажира для пригородных автобусов;

– 15 кг на пассажира для междугородных автобусов.

С н а р я ж е н н а я м а с с а , кг, автомобиля определяется по величине показателя снаряженной массы, :

. (5)

Перед расчетом снаряженной массы проектируемого автомобиля следует задаться показателем снаряженной массы, ориентируясь на прототип с учетом действующей тенденции к снижению массы автомобиля за счет совершенствования конструкции и применения прогрессивных материалов.

П о л н а я м а с с а , кг, автомобиля определяется из выражения:

. (6)

Р а с п р е д е л е н и е м а с с ы п о о с я м проводится с учетом обеспечения равномерного износа шин, недостаточной поворачиваемости и проходимости автомобиля. При выполнении проекта можно ориентироваться на распределение массы автомобиля-прототипа[1].

М а с с а, п р и х о д я щ а я с я н а п е р е д н ю ю о с ь, кг:

. (7)

М а с с а, п р и х о д я щ а я с я н а з а д н ю ю о с ь (тележку), кг:

. (8)

В формулах (7) и (8) и – доли полной массы автомобиля, приходящиеся соответственно на переднюю и заднюю оси.

П о д б о р ш и н производится по следующей схеме:

• определяется нагрузка, Н, на одно переднее и одно заднее колесо:

и , (9)

где и – статическая нагрузка, соответственно, на переднее или заднее колесо, Н; – число передних колес; – число задних колес; = 9,81 м/с² – ускорение свободного падения. Из полученных значений и выбирают большее, то есть находится статическая нагрузка наиболее нагруженного колеса;

• по таблицам Государственных стандартов ГОСТ 28837-90, ГОСТ 5513-97, ГОСТ 17393-82 и справочнику [2] по величине производится предварительный выбор шин;

• подсчитывается коэффициент , характеризующий степень использования допустимой максимальной скорости шины:

, (10)

где – максимальная скорость автомобиля (из задания);

– допустимая для данной шины максимальная скорость движения (берется из соответствующей таблицы Государственного стандарта);

• по рассчитанной величине находится значение коэффициента загрузки шины . При определении коэффициента следует пользоваться приближенной зависимостью:

.

Из соображений безопасности движения не рекомендуется использовать шины, для которых максимальная скорость меньше заданной для проектируемого автомобиля.

• подсчитывается действительная нагрузка на шину, скорректированная с учетом скоростного фактора:

. (11)

• полученное значение должно отличатся от максимально допустимой нагрузки на выбранную в соответствии со стандартом шину - , не более, чем на 5-8%.

Р а д и у с к а ч е н и я к о л е с а , м, может быть рассчитан ориентировочно по размерам шины, В_ш , , приведенным в ее обозначении:

, (12)

где – диаметр обода колеса, м;

– коэффициент смятия шины под нагрузкой ( =0,8…0,9);

– высота профиля шины, м.

Для шин грузовых автомобилей и автобусов и шин с регулируемым давлением (кроме широкопрофильных) , где – ширина профиля шины. Для легковых автомобилей, если шины имеют дюймовое обозначение, = 0,95 , если смешанное – = (0,80 – 0,85) . Для радиальных шин легковых автомобилей введен индекс, соответствующий отношению / . Для некоторых шин приводится , определенный экспериментально[ ]. Им и следует воспользоваться.

К о э ф ф и ц и е н т п о л е з н о г о д е й с т в и я т р а н с м и с с и и характеризует потери мощности при передаче ее механизмами трансмиссии и равен произведению коэффициентов полезного действия ее механизмов.

Ориентировочное значение без учета гидравлических потерь подсчитывают по формуле:

, (13)

где , и – число пар соответственно цилиндрических, конических шестерен и число карданных шарниров, передающих крутящий момент от двигателя к колесам. При оценке численных значений z, k и n надо воспользоваться кинематической схемой трансмиссии, проектируемого автомобиля.

Л о б о в у ю п л о щ а д ь , м², автомобиля выбирают ориентируясь на прототип или другие автомобили близкого типа и класса. Для ориентировочной оценки можно использовать следующие зависимости:

– для грузовых автомобилей и автобусов:

, (14)

– для легковых автомобилей:

. (15)

В формулах (14) и (15) – колея автомобиля (наибольшая), м; – габаритная ширина автомобили, м; – габаритная высота автомобиля, м; – поправочный коэффициент. Значения величин , и берутся исходя из прототипа[ ]. Поправочный коэффициент можно принять:

– для грузовых автомобилей: 1,05 1,10;

– для автобусов: 1,1 1,2 (меньшее значение для автобусов большой вместимости);

– для легковых автомобилей: 0,78 0,80.

К о э ф ф и ц и е н т с о п р о т и в л е н и я в о з д у х а , Нс²/м⁴:

, (16)

где – коэффициент обтекаемости, безразмерная величина, зависящая, главным образом от формы автомобиля (определяется экспериментально путем продувки автомобиля в аэродинамической трубе [3]); – плотность воздуха (для условий окружающей среды 1,22 кгм³).

Для современных колесных автомобилей коэффициенты могут принимать следующие значения: