Задание на проектирование

Спроектировать автомобиль со следующими техническими характеристиками:

1. Тип автомобиля - грузовой

2. Грузоподъемность-3000 кг

3. Максимальная скорость – 110 км/ч

4. Максимальный динамический фактор на высшей передаче, D_0max=0.033

5. Максимальное значение суммарного коэффициента сопротивления дороги, по которой автомобиль может двигаться на первой передаче, ψ_i=0.35

В качестве прототипа выбираем автомобиль ЗИЛ-5301 «Бычок»

1. Выбор и обоснование выбора параметров, необходимых для выполнения тягового расчета

Выбираем в качестве прототипа рассчитываемого автомобиля ЗИЛ-5301 ( т.к. он является аналогичным по грузоподъемности и по типу автомобилем) и производим расчет.

При выборе дополнительных данных будем ориентироваться на прототип.

1.1. Полезная масса автомобиля

Полезная масса автомобиля m_n определяется по формулам: для грузовых автомобилей

m_n=m+70*n_каб

где m - грузоподъемность, кг;

n_каб - число мест в кабине;

m_n =3000+70*3=3210 кг

1.2. Собственная масса автомобиля

Собственная масса автомобиля m_c определяется по величине коэффициента или показателя снаряженной массы:

Снаряженная масса прототипа-автомобиля ЗИЛ-5301 составляет 3695 кг.

m_c=m*η_cг

η_cг=m_c/m

η_cг - коэффициент снаряженной массы грузового автомобиля;

η_cг =3695/3000=1,23

Учитывая современные технологии и применения пластмасс, можно снизить вес на 4%:

η_cг=(1.23-1.23*0,04)=1,18

Определим собственную массу проектированного автомобиля:

m_c=3000*1,18=3540 кг

1.3. Полная масса автомобиля

Полная масса автомобиля m_a вычисляется по формуле:

m_a= m_c+m_n

m_a=3540+3210=6750 кг

1.4. Распределение массы по осям

Определим сначала распределение массы по осям для прототипа:

γ₁=m₁/m_a

γ₁ - доля полной массы прототипа, приходящиеся на переднюю ось

m₁- масса, приходящаяся на переднюю ось прототипа

m_a- полная масса прототипа

γ₁= 2350/6950=0.34

γ₂=m₂/m_a

γ₂- доля полной массы прототипа, приходящиеся на заднюю ось

m₂- масса, приходящаяся на заднюю ось прототипа

m_a- полная масса прототипа

γ₂=4600/6950=0.66

По аналогии с прототипом принимаем распределение массы по осям для проектируемого автомобиля и из условия обеспечения недостаточной поворачиваемости автомобиля:

Масса, приходящаяся на переднюю ось, m₁ =m_a*γ₁

m₁ =6750*0,34=2295 кг Масса, приходящаяся на заднюю ось, m₂ =m_a*γ₂

m₂ =6750*0,66=4455 кг

Значения γ₁ и γ₂ принимаются из условия обеспечения лучшей проходимости автомобиля или из условия обеспечения равномерного износа шин, или из условия обеспечения недостаточной (или нейтральной) поворачиваемости автомобиля.

1.5. Подбор шин и определение радиуса качения

Тип шин выбирается исходя из условий эксплуатации автомобилей. Размер и марка шины определяются по величине статической нагрузки на наиболее нагруженном колесе по ГОСТ 4754-80, ГОСТ 5513-86 и ГОСТ 17393-82 [5, 9]. Порядок подбора шины следующий. 1. Определяется нагрузка на одно переднее и заднее колесо:

G_k1 = (m₁*g)/n₁

G_k2=(m₂*g)/n₂

где G_k1 и G_k2 — статическая нагрузка на переднее или заднее колесо соответственно, Н; n₁ - число передних колес; n₂ - число задних колес; g - ускорение свободного падения (g = 9,81м/с²).

G_k1=(2295*9,81)/2=11257 Н

G_k2=(4455*9,81)/4=10926 Н

Из полученных значений и выбирают большее, то есть находится статическая нагрузка наиболее нагруженного колеса G_kmax=11257 H.

2. По таблицам указанных выше государственных стандартов по величине G_kmax производится предварительный выбор шины.

Выбираем шину : 225/75R16 с V_шmax=140 км/ч и G_шmax=14500 Н

3. Подсчитывается коэффициент, характеризующий степень использования допустимой максимальной скорости шины:

λ= V_amax/V_шmax =110/140=0.78

где V_шmax -допустимая для данной шины максимальная скорость движения автомобиля, км/ч. Величина V_шmax=140 км/ч берется из соответствующей таблицы государственного стандарта [5, 9]; V_amax - максимальная скорость автомобиля,( из задания 110 км/ч).

λ =110/140=0.78

 4. По рассчитанной величине λ находится значение коэффициента загрузки шины ξ . При этом следует пользоваться приведенной ниже табл.1. Значения коэффициента загрузки шин ξ для величин λ, не указанных в табл. 4, находятся интерполяцией.

ξ=1,1

В табл. 1 указано значение λ, превышающее единицу. Однако, из соображений безопасности движения не рекомендуется использовать шины, для которых максимальная скорость меньше заданной для проектируемого автомобиля.

Таблица 1

Значения коэффициента загрузки шин при разных λ

λ	0	0,1	0,2	0,3	0,4	0,5	0,6	0,7	0,8	0,9	1,0	1,1
ξ	2,40	1,60	1,40	1,30	1,24	1,20	1,17	1,14	1,10	1,06	1,00	0,93