1.5 Обгрунтування вибору силового агрегату

Двигун УЗАМ 331, 1499 см³, 72 к.с. автомобіля Москвич 2140 являється копією двигуна M10B32 виробництва BMW. Двигуни BMW серій M10/M12 4 поршневі, 8 клапанні. вироблялися з 1961 по 1987 рік. Обсяг змінювався від 1499 см³ до 1990 см³.

Двигун був розроблений Бароном Алексом фон Фалькенхаусеном (Baron Alex von Falkenhausen), - інженером і автогонщиком. Йому було доручено розробити невеликій обсяг (1,3 л) двигуна, але він відчував, що цього буде недостатньо для майбутніх потреб компанії. Таким чином, він розробив блок, який може бути розширений до 2,0 л, а представив лише на 1,5 л.

Проект був дуже успішним, випущено було більш ніж 3,5 млн. двигунів. Прослужив двигун у компанії понад 20 років.

Двигуна М10 також є одними з найуспішніших двигунів в гонках. Починаючи з European Touring Car Championship, він також був використаний у Формулі-2, потім Deutsche Rennsport DTM, був також турбованим Полом Роше відповідно до правил FIA.

Блок М10 був застосований у Формулі-1, а потім перемога в 1983 році чемпіонату Нельсона - то це дуже непогано для двигуна 20-річної розробки, який призначався для дорожніх автомобілів. Те ж відноситься і до зростання потужності, яка була перевищила в двадцять разів - з 75 к.с. до 1500 к.с. для двигуна BMW S14 для першої BMW M3, який був заснований на блоці М10. BMW M40 серії замінив двигуни М10 в кінці 1980-х років. На основі двигуна BMW M10 і був розроблений (скопійований) двигун автомобіля Москвич – 2140. Враховуючи ці конструктивні особливості двигуна BMW, доцільним буде використати його, як силовий агрегат проектованого (удосконалюваного) автомобіля, тим більше, що точки кріплення даних силових агрегатів повністю співпадають. Використаємо двигун BMW S14 B23 з автомобіля BMW M3 (E30) який випускався з 1986 по 1990 роки, технічні характеристики якого приведено в табл. 1.2.

Таблиця 1.2 Порівняльна характеристика двигунів BMW S14 B23 та УЗАМ 331

Параметр	Характеристика
Двигун	BMW S14 B23	УЗАМ 331
розташування	попереду
орієнтація	подовжньо
Система живлення	інжектор	карбюратор
Циліндри/клапани	R4/4	R4/4
Діаметр циліндрів	93,4 мм	82
Хід поршня	74 мм	70
Ступінь стиску	10,50	9,50
Обсяг	2302 см³	1479 см³
Турбонаддув	немає
Потужність	195 к.с. при 6750 об/хв	72 к.с. при 5500 об/хв
Крутний момент	240 Нм при 4750 об/хв	105,8 при 3200 об/хв
Марка палива	Автомобільний бензин з октановим числом не менше 92

2 Тяговий розрахунок і визначення тягово-швидкісних властивостей автомобіля

2.1 Визначення параметрів маси та геометричних розмірів автомобіля

Власна маса легкових автомобілів визначається в залежності від робочог ооб`єму двигуна на основі даних їх технічних характеристик з урахуванням знаження металоємкості [7]. Отже для Москвич - 2140 власна масса складатиме:

M_о=900кг

Повна маса автомобіля визначається із виразів:

- легкового автомобіля

М_а=М_о+М_вл+М_n (2.1)

де М_в – масса вантажу, т;

М_вл = 10n – масса вантажу (багажу) легкового автомобіля, кг;

М_n = 75n – масса пасажирів (разом з водієм), кг;

n – кількість пасажирів.

М_а=900+75∙2=1050 кг

Розробка компонувальної схеми автомобіля включає оптимізацію взаємного розміщення кабіни, двигуна і кузова (багажника), виходячи із цільового призначення і умов експлуатації автомобіля, що проектується.

Засновуючись на вибраній компонувальній схемі автомобіля і даних технічних характеристик існуючих конструкцій, визначають навантаження на осі автомобіля, що проектується, виходячи із наступного:

- для легкових автомобілів автомобілів з задніми ведучими колесами кН:

G₂=(0,53...0,55) ·G_а (2.2)

G₂=0,55∙1050=577,5.

Висоту центра мас h_g приймають:

- для легкових автомобілів h_g =0,7...0,8 м.

Отже,h_g=0,7 м

Величини поздовжньої Lі поперечної В баз автомобіля приймають з урахуванням параметрів існуючих конструкцій. Відстані від центра мас до осей коліс автомобіля визначають із виразів, мм:

a=G₂·L/G_а;= 577,5·2,4/1050=1,32 (2.3)

b=L-a=2,4-1,32=1,08 (2.4)

Динамічний радіус колеса визначають після вибору шин. В свою чергу, шини автомобіля, що проектуються, вибирають за умови працездатності найбільш навантаженої шини.

Навантаження на шину, кН:

G_ш = G_i/n (2.5)

де G_i- навантаження на міст;

n- число коліс моста

G_ш = G₁/n=577,5/2=288,7;

Отже, за ГОСТ4754-80 обираємо такі шини:

- радіальні 175/70 R15 з універсальним рисунком протектора, максимально допустимим навантаженням 3,6кН (370кгс) і внутрішнім тиском при максимальному навантаженні 0,19МПа (1,9 кгс/см²),з 1шарами корду,статичним радіусом 400 мм, максимальною швидкістю до 190 км/год, радіусом кочення 0,41 мм. Вважаємо, що r_с ≈ r_д.

Механічний ККД трансмісії залежить від кількостей властивостей кінематичних пар, які передаютьмеханічну енергію від колінчатого вала на ведучіколеса автомобіля. Його значення можна вибрати по табл. 2.1.

Таблиця 2.1 – Значення механічного ККД трансмісії

Тип автомобіля	Колісна формула	ККД (ηТ)
Легкові автомобілі особливо малого й малого класу	4х2	0,92...0,94

Отже, обираємо механічний ККД трансмісії

Фактор опору повітря вибираємо користуючись таблицею типовими значеннями для різних типів автомобілів.

Орієнтовні значення фактору опору повітря W=KF(де К- коефіцієнт обтічності автомобіля Н·с²/м⁴; F- площа проекції автомобіля на площину, перпендикулярну його повздовжній осі, м²) вибирають із табл. 2.2.

Таблиця 2.2 - Значення фактору опору повітря W

Тип автомобіля	W, Н·с2/м2
Легкові класів: - малого	0,6...0,7

Отже, обираємо W=0,65 Н·с²/м².