АНАЛІЗ НАЙБЛИЖЧИХ АНАЛОГІВ, ОБГРУНТУВАННЯ ПАРАМЕТРІВ ТА РОЗРОБКА КОМПОНУВАЛЬНОЇ СХЕМИ АВТОМОБІЛЯ

         

               Параметри по вітчизняним і закордонним аналогам можна знайти в літературі [1,2,3] та в Інтернеті. В якості аналогів треба вибирати автомобілі найпізніших років випуску. Основні параметри найближчих аналогів варто показати у такій таблиці:

                                                                                                Таблиця 4.1

Таблиця основних аналогів.

№ п/п	Назва параметра	Найближчі аналоги
		Модель, країна-виготовлювач
		перший	другий	третій
1	2	3	4	5
1.	Вид автомобіля (легковий, вантажний, автобус, тягач і т.д.)
2.	Компоновочна схема
3.	Максимальна маса вантажу,що перевозиться, mв, кг, або кількість місць для пасажирів, n.
4.	Споряджена маса, m0, кг.
5.	Повна маса, mа, кг.
6.	Максимальна швидкість Vmax, км/год
7.	Час розгону з місця до 100 км/год (для легкових автомобілів) і до 60 км/год для вантажних.
8.	Двигун (карбюраторний, дизельний)
9.	Робочий об'єм, Vë, л
10.	Наявність обмежувача частоти обертання колінчастого вала двигуна (так, ні)
11.	Максимальна потужність двигуна, Nmax, квт
12.	Частота обертання колінчастого вала, двигуна при максимальній потужності, nmax, об/хв.

Продовження таблиці 4.1

1	2	3	4	5
13.	Максимальний крутний момент,Ме max, н.м.
14.	Частота обертання колінчастого вала двигуна при максимальному крутному моменті, nм, об/хв.
15.	Зчеплення
16.	Коробка передач
17.	Додаткова коробка
18.	Головна передача
19.	Передаточні числа коробки передач: перша, Uк1
	друга, Uк2
	І т.д.
	додаткові коробки, Uд
	головної передачі, Uо
20.	Кількість осей, в тому числі ведучих
21.	Маса, що припадає на ведучі колеса, mв, кг
22.	Розмір шин
23.	Статичний радіус колеса з навантаженням, rс, м
24.	Габаритна висота, н.м.
25.	База, L, м
26.	Колія передніх коліс, В, м.
27.	Коефіцієнт опору повітря, к, н
28.	Коефіцієнт корисної дії трансмісії, тр

 

         На підставі аналізу експлуатаційних і механічних якостей аналогів треба встановити і обґрунтувати: компоновочну схему автомобіля, повну масу, число осей, в тому числі ведучих, розподілення повної маси по осям, базу, висоту центра мас над опорною поверхнею, габаритну висоту і колію передніх коліс і на їх основі – площу лобової поверхні автомобіля, тип і розмір шин, статичний радіус колеса з навантаженням, тип і оборотність двигуна, число передач і необхідність в установці додаткової коробки, зчеплення, карданну передачу, диференціал з напівосями, коефіцієнт опору повітря, коефіцієнт корисної дії трансмісії. При цьому треба враховувати зменшення витрат палива і спорядженої маси.

         Всі вибрані параметри АТЗ (автотранспортного засобу) повинні ретельно обґрунтовуватись у пояснювальній записці з урахуванням його техніко-економічної ефективності.

          Розробка компонувальної схеми автомобіля включає такі етапи:

- визначення параметрів маси автомобіля (автопоїзда);

- визначення кількості осей і колісної формули;

- уточнення компонувальної схеми і навантаження на осі;

         Класична схема компонування автомобіля – це коли ведучі колеса задні. Однак, все більше сучасних легкових автомобілів для поліпшення стійкості і керованості використовуються передньоприводними. Двигун і трансмісія у них розташовані в передній частині автомобіля, а передні колеса є одночасно і ведучими, і керованими.

          Багато сучасних автомобілів виконані з усіма ведучими колесами (повноприводні). При збільшенні числа ведучих коліс схему трансмісії змінюють, вводячи в неї додаткові агрегати: роздавальні коробки, міжосьові диференціали тощо.

         Міські та міжміські автобуси найчастіше мають кузова вагонного типу, а двигун і трансмісія у них розташовані в задній частині. Така компонувальна схема сприяє більш раціональному розташуванню сидінь і підвищенню комфортабельності для пасажирів.

 

         4.1. Визначення параметрів маси автомобіля.

        Повну масу АТЗ можна розрахувати за такими формулами:

- для вантажних автомобілів

m_а = m_o + m_в + m_n .(n+1) + m_б ;

- для автобусів міського типу

m_а = m_о + m_n .(n_с + R + 1) + m_б ;

- для автобусів міжміського типу

m_а = m_о + m_n .(n_с + 2) + m_б ;

- для легкового автомобіля

m_а = m_o + m_n . n_с + m_б ;

- для автопоїзда

m_ап = m_о + m_пр ;

де m_о – споряджена маса автомобіля (заправлений з спорядженням, але без водія та пасажирів);

m_n - маса водія або пасажира. В розрахунках приймають m_n = 75 кг;

n_с , R – число місць для сидіння пасажирів та для стояння;

m_б - маса багажу;

m_ан , m_пр – повна маса автопоїзда і причепа.

               Число місць для проїзду пасажирів в автобусах міського типа стоячи визначають , виходячи з площі, на якій можливе їх розташування. На 1 м² вільної від сидінь площі можна розташовувати до 5 чоловік, а у години "пік"- до 8.

           У число місць для сидіння в легкових автомобілях включається місце водія. Масу багажу водія і пасажира вантажних автомобілів та міських автобусів приймають рівною 5 кг, а в автобусах міжнародного сполучення – 15 кг, а в легкових автомобілях – 10 кг на одного чоловіка.

           Споряджена маса легкових автомобілів залежить від його класу і групи. Робочий об'єм двигуна – основний параметр, що визначає споряджену масу автомобіля.

 

                                                                                                  Таблиця 4.2

Споряджена маса автомобіля

№ п/п	Клас автомобіля	Група	Робочий об'єм двигуна, Vл, л	Споряджена маса, mо, кг
1	1	1	до 0,849	до 699
2	2	1	0,85 1,099	700 - 854
		2	1,1 1,299	865 969
		3	1,3 1,499	970 1139
		4	1,5 1,799	1115 1239
3	3	1	1,8 2,499	1240 1319
		2	2,5 3,499	1390 1609
4	4	1	3,5 4,999	1610 2020
		2	більше як 5	не регламентована

 

          При відомій масі вантажу, що перевозиться (для вантажних автомобілів), повну масу автомобіля можна визначити через коефіцієнт вантажопідйомності – К_в.

                       К_в =   , звідкіля    m_а  =      ;

  Вибір  здійснюється з рис.4.1

Рис.4.1 Залежність середніх значень коефіцієнта К_г від вантажопідйомності m_в вантажних автомобілів

           Споряджена маса автобуса залежить від його номінальної місткості. Номінальна місткість ( n = n_c + R) – кількість пасажирів, які перевозяться автобусом при нормальних умовах руху (поза часом "пік"). Споряджена маса автобуса визначається за питомою спорядженою масою d_mo , що є маса автобуса з розрахунку на одного пасажира.

                       d_mo  =   , звідкіля m_o = n· d_mo .

           З підвищенням якості конструкційних матеріалів, з яких виготовляється автомобіль, та технології його виготовлення, коефіцієнт вантажопідйомності буде збільшуватись, а питома споряджена маса – зменшуватись.

           Розподілення повної маси вантажних автомобілів визначається за умови повного використання вантажопідйомності шин, а також з урахуванням нормативів, що обмежують максимально допустиме навантаження на дорогу. По одиничному на міст навантаженню автомобілі ділять на дві групи: А і В. Навантаження допустиме на одиночний міст автомобілів групи А складає 10кН, а групи В – 6 кН. Навантаження на мости позашляховиків не регламентується. Допустиме навантаження на міст возика залежить від відстані між осями суміжних мостів і складає 70-100% від навантаження, що допускається на два одиночних моста при відстані між ними 1,0  2,5м.

              Масу, що припадає на ведучий міст з колесами, що мають подвійні шини, у автомобілів групи А можна приймати 0,65  0,70, а у автомобілів групи В – 0,7 0,8 повної маси автомобіля. Розподілення повної маси легкових автомобілів по мостах залежить від схеми автомобіля. При класичному компонуванні масу, що припадає на задній міст, приймають 0,53 0,55 повної маси, при передньоприводної схеми – 0,43 0,47, а задньомоторної – 0,56 0,60.

         Розподілення повної маси у міських, приміських і міжміських автобусів приймають так само, як у автомобілів групи А. Для автобусів, що використовуються для місцевих перевозок – як у автомобілів групи В.

         У повноприводних автомобілів з одинарними колесами розподілення повної маси вибирають так, щоб забезпечити приблизно рівне навантаження на всі мости. При цьому навантаження на передній міст приймається на 4 – 8% меншим ніж на інші.

             Маса прицепу, що буксирується, залежить від призначення автопоїзда, маси тягача, кількості ведучих мостів тягача. Масу причепу визначають за допомогою коефіцієнта К_пр.

                                К_пр =   ;

            Вибір параметрів маси і габаритних розмірів автомобілів можна здійснювати з додатку 3.

            У автопоїздів, що рухаються по дорогах з твердим покриттям К_пр = 0,5 1,2. Більше значення К_пр визначають для автомобілів групи А. Для автопоїздів з повноприводними тягачами при русі по ґрунтових дорогах К_пр = 0,3 0,6

             4.1.1 Уточнення колісної формули.

             Колісну формулу автомобіля визначають, користуючись наступними умовами: не повно приводний автомобіль приймається тоді, коли:

     0,5 – для двовісних автомобілів із одинарними колесами на задній осі;

     0,67 – для двовісних автомобілів зі здвоєними колесами задньої осі;

    0,75 – для тривісних вантажних автомобілів зі здвоєними колесами задніх осей;

де  - коефіцієнт зчеплення коліс із дорогою, який задається у вихідних даних для характеристики ґрунтових доріг з твердим покриттям приймається 0,7;

 - максимальний коефіцієнт опору дороги, який задається у вихідних даних, повинен враховувати подолання автомобіля максимальних підйомів, закладених у стандартах.

         В інших випадках автомобіль приймається повноприводний.

 

 

            4.2. Вибір шин автомобіля.

 

              Шини легкових автомобілів визначають за ГОСТом 5513-75.               

Шини вантажних автомобілів, причепів, напівпричепів і автобусів визначають за ГОСТом 13298 – 78. Шини з  тиском,що регулюється, і рисунком проектора підвищеної прохідності визначають за максимально допустимим навантаженням та швидкості руху.

              Вибір шин проводиться за максимальним навантаженням на колесо. Навантаження на колесо передньої осі G_k1 для всіх автомобілів визначають за формулою:

                         ,

де m₁= - маса автомобіля, що припадає на передню вісь, m_1Б – аналогічний показник базового автомобіля.

              Відповідно навантаження на одне заднє колесо вантажного автомобіля залежить від колісної формули і визначається так:

             G ;

          G ;

                  G  .

             Вибір шин можна здійснювати згідно з додатком 4.

     З стандарту виписують:

         - позначення шини;

         - максимальне навантаження на шину G ;

         - зовнішній діаметр шини без навантаження D;

         - статичний радіус r_ст;

         - посадковий діаметр шини d;

         - допустима швидкість руху V .

    Динамічний радіус r_g  та радіус кочення колеса r_k із достатньою точністю приймають рівним r_ст.

     Із достатньою точністю радіус колеса r_k можна визначити за виразом

де d – діаметр обода;

D – зовнішній діаметр колеса без навантаження;

 - коефіцієнт вертикальної деформації.

       Для тороїд них шин - =0,85 0,87; для шин із регульованим тиском -

 

Вибір типу двигуна.

               Доцільно використовувати дизельні двигуни на вантажних автомобілях, автомобілях на їх базі, на деяких моделях легкових автомобілів, особливо типу таксі. У найближчій перспективі для дизеля буде характерною частота обертання колінчастого вала більше 3000 об/хв., а для дизелів легкових автомобілів – 4500 об/хв.

 

                 4.4. Вибір габаритної висоти та коефіцієнта опору повітря.

 

                 Габаритну висоту і колію передніх коліс визначають за статистичними даними найближчих аналогів.

                 При відомому коефіцієнті обтічності С_х [4]можна визначити коефіцієнт опору повітря за формулою:

                                      К = ρ ,

де ρ =1,225 кг/м² - щільність повітря при температурі 15%С і тиску 760 мм рт.ст.

     Для визначення К можна використовувати таблицю 4.3.

 

                                                                                                 Таблиця 4.3

Значення коефіцієнта опору повітря.

№ п/п	Тип автомобіля	Коефіцієнт опору повітря, К, н.с2/м4
1	Гоночний автомобіль	0,13  0,15
2	Легковий автомобіль (включаючи вантажні малої вантажопідйомності на їх базі) : - з закритим кузовом - з відкритим кузовом - автобуси вагонного типу вантажні автомобілі з кузовом: - бортова платформа - фургон - цистерна автопоїзди двохланкові: - міжміські - з бортовою платформою	0,20  0,35 0,40  0,50 0,30  0,40   0,55  0,70 0,38  0,45 0,40  0,50   0,56  0,60 0,60  0,75

 

          Додавання до автопоїзда кожного наступного прицепу підвищує коефіцієнт опору руху на 25%.

 

4.5. Вибір коефіцієнта корисної дії трансмісії.

 

 1. Для легкових автомобілів та АТЗ на їх базі - 0,9  0,92 ;

 2. Для вантажних автомобілів та АТЗ на їх базі

з одинарною головною передачею (4 2)    - 0,85  0,90 ;

 3. Двохвісні вантажні автомобілі та АТЗ

на їх базі з подвійною головною передачею

  (4 2) та повноприводні (4 4)                   - 0,83  0,85 ;

 4. Трьохвісні вантажні автомобілі та АТЗ на

їх базі з приводом на два моста (6 4)        - 0,80  0,83 ;

 5. Трьохвісні повноприводні АТЗ (6 6)           - 0,78  0,80 ;

 6. Чотирьохвісні повноприводні АТЗ (8 8)     - 0,75  0,78

 

 

⇐ Предыдущая123456Следующая ⇒

Поделиться: