2.5 Геометричні параметри автомобіля

Орієнтуючись на існуючі конструкції, вибирають основні геометричні параметри автомобіля: габаритні розміри (довжина L_a, ширина B_a, висоту H_a), базу L (для двовісного автомобіля), колію В1 та В2 кожного з мостів.

При виборі габаритних розмірів автомобіля, що проектується, слід враховувати вимоги ДСТУ «Засоби транспортні дорожні. Маси та габарити» (таблиця 2.2).

Таблиця 2.2 – Максимальні габаритні розміри автотранспортних засобів

Тип автотранспортного засобу	Максимальні габаритні розміри, м, не більше
	Довжина	Ширина	Висота
1	2	3	4
Легковий автомобіль	12,00	2.55	4,00
Вантажний автомобіль	12,00
Автобус, тролейбус	13,50
Автобус, тролейбус ( з числом осей більше двох)	15,00
Причіп	12,00
Напівпричіп	14,00
Автомобіль з напівпричепом	20,00
Автомобіль з причепом	20,00
Рефрижератор та ізотермічний кузов-фургон	допускається збільшення габаритної ширини до 2,60м

База двовісного автомобіля L – відстань між його осями, тобто між геометричними осями обертання коліс відповідно переднього і заднього мостів.

Колія – відстань між центральними площинами обертання коліс одного мосту.

На рисунку 2.1 позначена схема до визначення центра маси автомобіля

Рисунок 2.1 – Схема до визначення центра маси автомобіля

Координати центра мас по базі a та b ( рисунок 2.1) автомобіля :

a = М₂ L / Ма, м (2.19)

а = 773,8 ∙2,19 / 1460 = 1,16 м.

b = L – a, м (2.20)

b = 2,19 – 1,16 = 1,03 м.

Висоту центра мас hg приймають у межах (0,7 …0,8) м для легкових автомобілів та (0,9…1.1) м – для вантажних автомобілів і автобусів.

Приймаємо hg = 0,8 м.

2.6 Визначення аеродинамічних характеристик

Для визначення величини сили опору повітря використовують формулу:

P_w = C_w∙F∙q, Н (2.21)

де q = ρ ∙(V² /2) - швидкісний напор, кг/с², який дорівнює кінетичній енергії

кубічного метра повітря, що рухається із швидкістю (м/с), чисельно рівною швидкості автомобіля відносно повітряного середовища;

q = 1,204 ∙(145²/2) = 12657 кг/с²;

ρ – густина повітря, кг/м3;

Приймаємо: ρ = 1,204 кг/м³ при t = 20^◦С

F - лобова площа автомобіля (площа Міделя).

Для автомобілів приймається рівною площі проекції автомобіля на площину, перпендикулярну його подовжній осі, м²;

С_w – безрозмірний коефіцієнт повної аеродинамічної сили.

С_w = 0,5

P_w = 0,5∙2,048∙12657 = 12961 Н

Проекцію Р_n сили Р_w на напрямок руху автомобіля називають лобовою силою опору повітря , тобто:

P_n = C_x∙F∙ ρ ∙(V² /2), Н (2.22)

де С_x – безрозмірний коефіцієнт лобового опору повітря;

V – відносна швидкість повітря, км/год.;

F – площа лобового контуру;

Коефіцієнт обтічності к_в є еквівалентним силі опору повітря, що діє на 1 м² площі автомобіля при відносній швидкості 1 м/с. Він залежить від форми кузова та кута напливу повітря τ.

К_в = 0,5·С_x∙ρ, Н·с/м² (2.23)

Згідно з таблицею для проектованого легкового автомобіля коефіцієнт лобового опору повітря С_x приймаємо С_x = 0,5

ρ = 1,204 кг/м³ при t = 20^◦С

Тоді:

К_в = 0,5 · 0,5 ∙ 1,204 = 0,3 Нс/м²

P_n = 0,5 ∙ 2,048 ∙ 1,204 ∙(145² /2) = 12961 Н

Наближені значення К_в та С_х для різних типів АТЗ при τ = 0 також наведено в табл. 2.3.

Таблиця 2.3 – Коефіцієнти лобового опору повітря та обтічності для автомобілів

Тип автотранспортного засобу	Коефіцієнти
	Сх	Кв, Нс/м2
1	2	3
Легкові автомобілі	0,3-0,6	0,20-0,35

При русі автомобіля в нерухомому повітряному середовищі відносна швидкість повітря V_п = V.

Тоді:

P_n =К_в ∙F∙ V², Н (2.24)

Добуток К_в ∙F називають фактором обтічності.

P_n = 0,3 ∙ 2,048 ∙ 145² = 12918 Н

Площа F може бути визначена із технічної документації на автомобілі , а при її відсутності – наближено з наступного виразу:

де для легкових автомобілів:

F= ∙В_г∙Н_г, м² (2.25)

де – коефіцієнт заповнення площі; для легкових автомобілів = 0,78-0,80;

В_г, Н_г – найбільші ширина та висота автомобіля, В_г = 1600мм = 1,6 м, Н_г = 1600 мм = 1,6 м.

Як правило, значення В, В_max, Н вибираються за прототипом.

F = 0,8∙1,6 ∙ 1,6 = 2,048 м²

При визначенні опору повітря руху автомобіля використовується також фактор обтічності.

Величина фактора обтічності автомобіля визначається тими ж чинниками, що й коефіцієнти С_х та К_в , а також площею лобового опору F:

W = K_в ∙ F, Н∙с² /м² (2.26)

W = 0,3 ∙2,048 = 0,61 Н∙с² /м².