1.1. Определение полной массы автомобиля. Полную массу автомобиля можно представить следующим выражением:

,где

– масса снаряженного автомобиля, т.е. без груза, без водителя и пассажиров. Определяем снаряженную массу автомобиля .

Провожу анализ коэффициента использования массы автомобиля:

• ГАЗ 3102 Волга: , нахожу грузоподъёмность , ;

• BMW 5 E28 84 г.в.: , нахожу грузоподъемность ,

;

• Audi 80 81 г.в.: , нахожу грузоподъемность , ;

• Dodge Stratus 93 г.в.: , нахожу грузоподъемность ,

;

• Lexus GS 93 г.в.: , нахожу грузоподъемность , ;

• Audi A8 94г.в.: , нахожу грузоподъемность , ;

• Ford Taurus 96 г.в.: , нахожу грузоподъемность ,

;

• Dodge Interpride 97 г.в.: , нахожу грузоподъемность ,

;

• Chrysler Concorde 93 г.в.: , нахожу грузоподъемность ,

;

Полученные значения коэффициента использования массы автомобиля, привожу к среднему значению: .

Согласно проведенному анализу, принимаем – коэффициент использования массы груза до .

;

;

– полезная нагрузка, грузоподъемность, ;

– масса человека. Принимаем ;

– число мест пассажиров. Принимаем ;

– масса багажа. По условию масса багажа одного пассажира легкового автомобиля кг. Принимаем .

Определяем полную массу автомобиля согласно выше указанной формуле:

.

1.2. Подбор пневматических шин. Подбор шин производят исходя из допустимой нагрузки на шину и соотвествующей скорости движения. Что бы определить нагрузку, приходящуюся на одну шину, необходимо знать распределение веса груженого автомобиля по осям, т.е. рассчитать коэффициент нагрузки соответственно передней и задней осей.

Провожу расчет нагрузки приходящейся на одно колесо задней оси, с помощью выражения:

где

– коэффициент загрузки задней оси АТС, принимаем ;

– коэффициент увеличения нагрузки на заднюю ось при движении автомобиля, принимаем ;

– сила тяжести автомобиля

– число шин на оси, принимаем т.к. при колесной формуле на заднюю ось приходится менее полной массы автомобиля.

Провожу расчет нагрузки приходящейся на одно колесо задней оси:

.

По стандартам ГОСТ 4754-80 «Шины пневматические для легковых автомобилей. Технические условия», изменен на ГОСТ Р 52900-2007 «Шины пневматические для легковых автомобилей и прицепов к ним. Технические условия», подбирается тип и размер пневматических шин. Согласно полученному значению , по таблице ГОСТ и сайту магазина «Колесо», подбираем пневматические шины:

Согласно ГОСТ:

175/80 R16

• наружный диаметр 686 мм (r_сн = 326 мм);

• ширина профиля 178 мм;

• статический радиус 315 мм;

• радиус качения 330 мм;

• нагрузка на шину 4925 Н, 505 кгс;

• давление 0,2 МПа, 2 кгс/см².

Согласно магазину «Колесо»:

185/60 – 15 88Н TL, где

R – обозначение шины – радиальная;

16, 15 – посадочный диаметр;

175, 185 – обозначение номинальной ширины профиля, мм;

80,60 – номинальное отношение высоты профиля к ее ширине, %;

Из полученных значений пневматической шины (выбираем данные согласно магазину «Колесо»), находим радиус колеса, катящегося без скольжения из выражения:

,где

– коэффициент деформации, принимаем ;

– свободный радиус колеса. Определяем с помощью следующего выражения:

Из выше приведенного выражения, находим радиус колеса, катящегося без скольжения:

.

1.3. Определение мощности двигателя и посторенние его характеристик. Двигатель подбирают исходя из условии движения с заданной максимальной скоростью V_max по хорошей дороге, исходя из баланса мощности:

, где:

G_a = m_ag – полный вес автомобиля, в Н, G_a = 17239,113 Н;

Ψ – комплексный коэффициент сопротивления дороги, принимаем Ψ = 0,02;

V_max – максимальная скорость автомобиля, в м/с, V_max = 42,8 м/с;

k – коэффициент обтекаемости, в Н с²/м⁴, для легкового автомобиля в кузове седан выбираем k = 0,17 Н с²/м⁴.

– лобовое сечение автомобиля, м². Высчитаем с помощью выражения: , где α – коэффициент заполнения площади, принимаем α = 0,78;

B_a,H_a – наибольшая ширина, наибольшая высота, принимаем среднее значение из аналогичных по конструкции автомобилей. Провожу анализ лобового сечения аналогичных транспортных средств:

• ГАЗ 3102 Волга: ,

;

• BMW 5 E28 84 г.в.: ,

;

• Audi 80 81 г.в.: ,

;

• Dodge Stratus 93 г.в.: ,

;

• Lexus GS 93 г.в.: ,

;

• Audi A8 94г.в.: ,

;

• Ford Taurus 96 г.в.: ,

;

• Dodge Interpride 97 г.в.: ,

;

• Chrysler Concorde 93 г.в.: ,

.

Полученные значения лобового сечения автомобиля, привожу к среднему значению: Согласно проведенному анализу принимаем значение лобового сечения разрабатываемого автотранспортного средства ;

η_тр – КПД трансмиссии, принимаем 0,91.

При помощи вышеуказанного выражения, производим расчет:

Определяем максимальную мощность двигателя, с помощью выражения: ,

, принимаем .

Определяем максимальную частоту вращения вала двигателя, из соотношения: , принимаем , согласно проведенному анализу;

, принимаем .

Для расчетного определения скоростной характеристики двигателя используем формулу:

Для определения крутящего момента двигателя используем формулу:

Для построения скоростной характеристики необходимо получить не менее 10 расчетных точек и крутящего момента. Для этого составляем сводную таблицу значений характеристик работы двигателя, куда с шагом, чтобы получить не менее 10 значений, подставляем частоту вращения от минимально до максимальной, и . Затем для заданных текущих значений частоты вращения по вышеприведенным формулам рассчитываем текущие значения мощности и крутящего момента.

Произвожу расчет внешней характеристики двигателя:

1. 

2. 

3. 

4. 

5. 

6. 

7. 

8. 

9. 

10. 

Составляю таблицу значений параметров внешней характеристики двигателя:

n, об/м	640	1280	1920	2560	3200	3840	4480	5120	5760	6400
Ne, кВт	6,024	12,870	20,109	27,398	34,122	39,949	44,544	47,337	47,913	45,826
M, Н м	89,994	96,023	100,024	102,207	101,835	99,352	94,954	88,296	79,439	68,381

По данным таблицы строим график внешней характеристики двигателя :