Исходные данные:

1. Прототип автомобиля: ГАЗ-2217 «Соболь»

2. Максимальная скорость на прямой передаче на горизонтальном участке пути V_max = 125 км/ч (43,33м/с)

3. Максимальный коэффициент сопротивления дороги _max=0,35.

4. Номинальная грузоподъемность m_H =800 кг

5. Продольная координата центра масс при полной нагрузке a = 1.18м

6. Вертикальная координата центра масс при полной нагрузке h_g = 0.62м

7. База автомобиля L = 2.46м

1. Определение полной массы автомобиля

Полную массу m_a автомобиля определяют как сумму масс снаряженного автомобиля m_б и груза m_н по номинальной грузоподъемности и числу мест пассажиров, включая водителя.

Снаряженная масса может быть определена по формуле :

m_б = ,

где - коэффициент снаряженной массы, зависящий от номинальной грузоподъемности.=0.5

Полная масса легкового автомобиля определяется из выражения:

m_а = m_б + 80 * z ,

где z – число мест в салоне, включая водителя. Z=8.

m_а = 900 + 80 * 8 = 2800кг

2. Подбор размера шин и расчет радиуса качения

Для подбора шин и определения по их размерам радиусов качения колеса необходимо знать распределение нагрузки по мостам.

У легковых автомобилей распределение нагрузки от полной массы по мостам зависит в основном от компоновки. Для заднеприводных автомобилей на задний мост приходиться 48% от всего веса автомобиля.

Радиус качения колеса r_к выбирается в зависимости от нагрузки на одно колесо. Наибольшая нагрузка на колесо определяется положением центра масс автомобиля, которое устанавливается по предварительному эскизу прототипа автомобиля.

Нагрузку на каждое колесо передней и задней оси автомобиля соответственно можно определить по формулам:

P₁ = G₁ / 2,

P₂ = G₂ / 2.

где G₁, G₂ - нагрузки от полной массы на переднюю и заднюю ось автомобиля соответственно.

G₁=1300 * 9.8 * 0.52=6624.8H

G₂=1300 * 9.8 * 0.48=6115.2H

P₁=6624.8/2=3312.4H

P₂=6115.2/2=3057.6H

Расстояние от передней оси до центра масс найдем по формуле:

a=G₂*L/G_{a ,}

где G_a – модуль сил тяжести автомобиля (Н);

L – база автомобиля.

G_a=1300 * 9.8=12740H

a=(6115.2*2.46)/12740=1.18м

Расстояние от центра масс до задней оси

в = L-а

в = 2,46 - 1,18 =1,28м

Выбираем шины 155-13/6,45-13. Максимальная нагрузка на колесо 3870Н. Ширина профиля b=155мм (6,45 дюймов). Посадочный диаметр обода 13 дюймов (d=330мм)

По этим размерам можно определить радиус колеса, находящегося в свободном состоянии

r_c = + b

r_c = + 155=320мм.

где b – ширина профиля шины (мм);

d – диаметр обода шины (мм), (1 дюйм = 25,4 мм)

Радиус качения колеса r_к определяется с учетом деформации, зависящей от нагрузки

r_к = 0,5 * d + (1 - k) * b,

где k – коэффициент радиальной деформации. k=0,15

r_k=0,5*330+(1-0,15)*155=297мм

3. Расчет внешней характеристики двигателя

Расчет начинается с определения мощности N_ev, необходимой для обеспечения движения с заданной максимальной скоростью V_max.

При установившемся движении автомобиля мощность двигателя в зависимости от дорожных условий может быть выражена следующей формулой (кВт):

N_ev = V_max * (G_a * + K_в * F * V) / (1000 * * K_p),

где - коэффициент суммарного дорожного сопротивления определяется по формуле:

=0,01+5*10^-6* V

=0,01+5*10^-6*(43,33)^-2=0,01939

K_в – коэффициент обтекаемости, K_в = 0,3 Н*с^2*м^-4;

F – лобовая площадь автомобиля, м²;

- КПД трансмиссии, =0,9

K_p – коэффициент коррекции, K_p=0,8

Лобовую площадь находим из формулы:

F_A = 0,8 * B_г * H_г,

где B_г – габаритная ширина, B_г=1,75м

H_г – габаритная высота, H_г=2,102м

F_A=0,8 * 1,75 * 1,402=1,9628м²