КП автомобілі

Національний університет біоресурсів
і природокористування України
Факультет інженерії агробіосистем


МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ

до виконання лабораторних робіт
з дисципліни
«Експлуатаційні властивості
транспортних засобів»
для студентів
факультету інженерії агробіосистем
напряму 6.070101 (
„Транспортні технології (автомобільний транспорт)
ОКР – бакалавр



Київ, 2011
УДК 629.113/115+631.372
Наведено методичні вказівки до виконання лабораторних робіт з дисципліни „Експлуатаційні властивості транспортних засобів” для студентів факультету інженерії агробіосистем напряму 6.070101 (
„Транспортні технології (автомобільний транспорт), ОКР – бакалавр

Рекомендовано вченою радою факультету інженерії агробіо-систем Національного університету біоресурсів і природо-користування України

Укладач:
доц. С.П. Пожидаєв


Рецензенти:
доц. Г.В.Шкарівський, доц. І.О.Колосок


Навчальне видання

Методичні вказівки
до виконання лабораторних робіт з дисципліни
„Експлуатаційні властивості транспортних засобів”
для студентів факультету інженерії агробіосистем
напряму 6.070101 (
„Транспортні технології (автомобільний транспорт),
ОКР – бакалавр


Укладач:
ПОЖИДАЄВ Сергій Петрович



(Вихідна дані видавництва)

Підписано до друку . Формат 60 х 84 1/16.
Ум. друк. арк. 8,75. Обл.- вид. арк.
Наклад 25 пр. Зам. №.....

(Назва, адреса і тел. видавництва)

В С Т У П

Даний цикл лабораторних робіт являє собою наскрізну індиві-дуальну роботу виробничо-дослідницького характеру з тягового розрахунку автомобіля. У ній студенти на підставі аналізу сучасного рівня розвитку автомобілів і основних їх властивостей, а також з урахуванням умов їх використання виконують тягово-динамічний розрахунок автомобіля і будують його розрахункові характеристики – зовнішні швидкісні характеристики двигуна, тягову, універсальну динамічну та економічну характеристики.
Завершуються лабораторні роботи порівняльним аналізом параметрів розрахованого автомобіля з параметрами автомобіля-прототипа.
Метою виконання даного циклу лабораторних робіт є розвиток у студентів незаангажованого технічного мислення і свідомого прий-няття грамотних технічних рішень на прикладі задач, які виникають при тягово-динамічному розрахунку автомобіля.
Задачами виконання даних лабораторних робіт є наступне:

· оволодіння студентами розумінням основних закономірностей формування тягово-динамічних властивостей автомобілів;

· систематизація і закріплення знань з основних питань тягово-динамічного розрахунку автомобілів;

· набуття навиків творчого аналізу виробничих і технічних задач і обгрунтування шляхів їх розв’язання;

· набуття навиків раціонального проведення обчислювальних робіт, табличного і графічного представлення отриманих результатів;

· набуття навиків аналізу результатів, отримуваних у процесі технічних розрахунків.
Дана розробка охоплює ряд етапів тягового-динамічного розра-хунку автомобіля – від розробки їх концепції до побудови універ-сальної динамічної та економічної характеристик автомобіля.
Оскільки виконання лабораторних робіт є елементом навчальної роботи студентів, а не проектуванням реального автомобіля, то у даних вказівках значна увага приділена спрощенню обчислень, що дасть змогу студентам у більшій мірі сконцентруватись саме на логіці проектування автомобіля, а не на проведенні обчислень.
ВИМОГИ ДО ОФОРМЛЕННЯ ЛАБОРАТОРНИХ РОБІТ

Закінчений цикл лабораторних робіт оформляють у вигляді розрахунково-пояснювальної записки, яка виконується на аркушах формату А4 і включає такі складові:
а) титульний аркуш (аркуш №1, але номер на ньому не проставляють). Зразок титульного аркуша наведено у додатку 10, у якому наведено приклад виконання всієї розрахунково-пояснювальної записки;
б) реферат (аркуш №2), який повинен мати три частини:

· у першій частині обсягом один-два рядки вказують кількість сторінок, таблиць та ілюстрацій, наявних у пояснювальній записці, кількість використаних літературних джерел;

· у другій частині з таким же обсягом наводять перелік 5 ( 15 ключових слів, який виконується прописними буквами у називному відмінку;

· у третій частині обсягом від 1/3 до 2/3 сторінки повідомляють про наступне:
об’єкт розробки;
використану методику;
одержані результати;
ефективність розробки;
область її застосування;
в) вступ (аркуш 3), у якому коротко викладають народно-господарське значення розробки даного автомобіля, а також наводять мету виконання роботи;
г) власне тяговий розрахунок автомобіля (всі необхідні обґрун-тування, розрахунки і графіки), який включає тектову і графічну частини:
текстову частину роботи виконують від руки (розбірливим почерком) на папері формату А4. При цьому не можна записувати заголовок розділу чи підрозділу у кінці сторінки, а наступний текст – на початку наступної сторінки. У такому випадку заголовок слід переносити на початок нової сторінки;
результати всіх обчислень повинні бути наведені у розрахун-ково-пояснювальній записці не менше як з трьома і не більше як з чотирма значущими цифрами. У додатку 1 наведено основні відомості про правила запису результатів проміжних і кінцевих результатів тех-нічних обчислень. З матеріалами, викладеними у згаданому додатку, слід уважно ознайомитись перед початком проведення розрахунків;
назви одиниць фізичних величин повинні відповідати стандарту ДСТУ 3651-97.[6];
графічну частину виконують олівцем на аркушах міліметрового (або креслярського) паперу формату А4 та А3. З лівого боку кожного аркуша повинна бути залишена смуга шириною 25 мм (вільна від графіка) для підшивки аркуша до пояснювальної записки. При неможливості виділити таку смугу на стандартному аркуші паперу до аркуша можна приклеїти зліва смужку паперу шириною 25-30 мм. Графіки повинні бути виконані чіткими лініями, проведеними під лінійку або під лекало і мати шкали з чітко нанесеними числовими значеннями. На вільному полі графіків повинні бути нанесені основні числові характеристики об’єкта розробки – вага автомобіля, його вантажопідйомність, задана максимальна швидкість руху, номінальна потужність двигуна тощо;
д) аналіз результатів тягового розрахунку автомобіля і висновки;
є) список використаної літератури.
ВИЗНАЧЕННЯ ОСНОВНИХ ТЕРМІНІВ

Аналог – реальний автомобіль, який за концепцією є близьким до розроблюваного автомобіля, але не збігається з ним за вантажо-підйомністю чи колісною формулою (дивись також „прототип”).
Діаграма швидкості руху автомобіля променева – діаграма, яка характеризує взаємозв’язок між швидкістю руху автомобіля і кутовою швидкістю обертання колінчастого вала двигуна на кожній з передач.
Коефіцієнт вантажопідйомності 13 EMBED Equation.3 1415 – відношення вантажо-підйомності автомобіля 13 EMBED Equation.3 1415 до його спорядженої маси 13 EMBED Equation.3 1415.
Коефіцієнт зчіпної маси 13 EMBED Equation.3 1415. – відношення маси, яка сприй-мається ведучими колесами автомобіля, до повної маси автомобіля.
Коефіцієнт 13 EMBED Equation.3 1415 аеродинамічного опору, кПа
·с2/м2 – коефі-цієнт, який характеризує автомобіль з точки зору його аеродинамічної недосконалості. Фізичний зміст даного коефіцієнта – це тиск зустрічного потоку повітря, кПа, на лобову площу автомобіля при швидкості руху 1 м/с. Значення коефіцієнта 13 EMBED Equation.3 1415 залежить лише від форми і плавності зовнішніх обводів кузова автомобіля і не залежить від його розмірів чи швидкості руху.
Коефіцієнт навантаження задніх коліс  13 EMBED Equation.3 1415 – відношення маси, яка сприймається задніми колесами автомобіля, до повної маси автомобіля.
Коефіцієнт опору дороги 13 EMBED Equation.3 1415 – сума коефіцієнта опору переко-чуванню коліс 13 EMBED Equation.3 1415 і кута поздовжнього похилу дороги 13 EMBED Equation.3 1415, вираженого у радіанах.
Коефіцієнт опору перекочуванню 13 EMBED Equation.3 1415 – відношення сили опору перекочуванню колеса 13 EMBED Equation.3 1415 до нормальної реакції дороги на нього 13 EMBED Equation.3 1415.
Концепція автомобіля – сукупність його основних характер-ристик, визначальний замисел, основна ідея.
Кутова швидкість обертання колінчастого вала номінальна – кутова швидкість, при якій завод виробник оголошує номінальну потужність двигуна.
Маса автомобіля споряджена 13 EMBED Equation.3 1415– маса автомобіля, пов-ністю заправленого всіма рідинами, з комплектом інструменту і запас-ними колесами у кількості, передбаченій заводом-виробником, але без вантажу, водія і пасажирів, т.
Маса автомобіля повна 13 EMBED Equation.3 1415 – сума спорядженої маси автомо-біля 13 EMBED Equation.3 1415, мас водія, пасажирів і вантажу, т.
Овердрайв – див. прискорювальна передача.
Передача вища – передача, призначена для отримання заданої максимальної швидкості руху автомобіля 13 EMBED Equation.3 1415. Залежно від конструктивних особливостей автомобіля це може бути третя, четверта або якась інша передача.
Передача прискорювальна – додаткова передача, яка має най-менше передаточне число і може використовуватись під час руху автомобіля з неповним завантаженням, що дає двигунові можливість працювати у найбільш економічних режимах.
Потужність двигуна номінальна – потужність, яку оголошує завод-виробник.
Прототип – реальний автомобіль, який за концепцією є близь-ким до розроблюваного автомобіля і співпадає з ним за вантажо-підйомністю і колісною формулою.
Сила опору перекочуванню колеса 13 EMBED Equation.3 1415 – сила, яка виникає при перекочуванні колеса, спрямована проти напряму його руху і чисельно дорівнює частці від ділення моменту опору перекочування колеса 13 EMBED Equation.3 1415 на радіус кочення 13 EMBED Equation.3 141513 EMBED Equation.3 1415.
Сила опору підйомові машини 13 EMBED Equation.3 1415 – складова ваги автомобіля, паралельна опорній поверхні.
Сила тяги автомобіля вільна Рв – різниця між повною коловою силою автомобіля 13 EMBED Equation.3 1415 і силою опору повітря 13 EMBED Equation.3 1415.
Сила колеса повна колова 13 EMBED Equation.3 1415 – умовна кількісна харак-теристика тягових властивостей колеса, яка дорівнює відношенню підведеного до колеса крутного моменту до радіуса кочення колеса.
Точка робоча зовнішньої швидкісної характеристики двигуна – точка перетину лінії наявної потужності двигуна 13 EMBED Equation.3 1415 і необхідної для руху автомобіля потужності 13 EMBED Equation.3 1415.
Фактор автомобіля динамічний 13 EMBED Equation.3 1415 – відношення вільної сили тяги автомобіля Рв до його ваги 13 EMBED Equation.3 1415.
Фактор автомобіля динамічний, можливий за двигуном 13 EMBED Equation.3 1415 – відношення можливої за двигуном вільної сили тяги автомобіля 13 EMBED Equation.3 1415 до його ваги 13 EMBED Equation.3 1415.
Фактор автомобіля динамічний, можливий за зчепленням 13 EMBED Equation.3 1415– відношення можливої за зчепленням вільної сили тяги авто-мобіля 13 EMBED Equation.3 1415 до його ваги 13 EMBED Equation.3 1415.
Формула колісна – умовне позначення кількості коліс автомо-біля: загальної (перша цифра формули) та кількості ведучих коліс (друга цифра формули), записаних через знак множення, причому здвоювання коліс до уваги не береться. Буква „П” у кінці формули означає, що ведучими є колеса передньої осі.
Характеристика автомобіля динамічна – залежність динаміч-ного фактора 13 EMBED Equation.3 1415 автомобіля від швидкості руху 13 EMBED Equation.3 1415.
Характеристика автомобіля динамічна універсальна, мож-лива за двигуном – залежність можливого за двигуном динамічного фактора автомобіля 13 EMBED Equation.3 1415 від швидкості руху 13 EMBED Equation.3 1415 і ваги автомобіля 13 EMBED Equation.3 1415.
Характеристика автомобіля економічна ( залежність лінійної витрати палива від швидкості руху автомобіля у заданих дорожніх умовах (л/100 км).
Характеристика автомобіля тягова – залежність тієї чи іншої рушійної сили автомобіля (повної колової чи вільної) від швидкості його руху на кожній з т передач.
Характеристика автомобіля тягова за вільною силою тяги – залежність вільної сили тяги автомобіля (можливої за двигуном чи за зчепленням) від швидкості його руху.
Характеристика двигуна зовнішня швидкісна – залежність основних показників роботи двигуна від швидкості обертання колін-частого вала за умови, що орган керування подачею палива зафіксо-вано у положенні номінальної подачі палива. До основних показників роботи двигуна відносять крутний момент, потужність, годинну та питому витрату палива.
Характеристика двигуна швидкісна – залежність основних показників роботи двигуна від швидкості обертання колінчастого вала за умови, що орган керування подачею палива зафіксовано у одному і тому ж положенні.
С П И С О К П О З Н А Ч Е Н Ь

13 EMBED Equation.3 1415 – допоміжний коефіцієнт у рівнянні С.Р.Лейдермана;
13 EMBED Equation.3 1415, 13 EMBED Equation.3 1415 – коефіцієнти рівняння С.Р.Лейдермана;
13 EMBED Equation.3 1415 – кількість місць у кабіні автомобіля для водія і пасажирів;
13 EMBED Equation.3 1415 – динамічний фактор автомобіля;
13 EMBED Equation.3 1415 – зовнішній діаметр колеса, м;
13 EMBED Equation.3 1415– динамічний фактор автомобіля, можливий за двигуном:
13 EMBED Equation.3 1415 – порожнього (незавантаженого) автомобіля;
13 EMBED Equation.3 1415 – завантаженого на 20 % вантажопідйомності;
13 EMBED Equation.3 1415 – максимальне значення можливого за двигуном дина- мічного фактора автомобіля;
13 EMBED Equation.3 1415 – динамічний фактор автомобіля, можливий за зчепленням;
13 EMBED Equation.3 1415 – діапазон передаточних чисел коробки передач;
13 EMBED Equation.3 1415 – лобова площа автомобіля, м2;
13 EMBED Equation.3 1415 – коефіцієнт опору перекочуванню коліс автомобіля;
13 EMBED Equation.3 1415 – поточне значення ваги автомобіля, кН;
13 EMBED Equation.3 1415 – вага автомобіля у спорядженому стані з водієм у кабіні, кН;
13 EMBED Equation.3 1415 – вага автомобіля у спорядженому стані, кН;
13 EMBED Equation.3 1415 – вага пасажирів (без врахування водія) і вантажу, кН;
13 EMBED Equation.3 1415 – повна вага автомобіля, кН;
13 EMBED Equation.3 1415, 13 EMBED Equation.3 1415, 13 EMBED Equation.3 1415 – передаточне число коробки передач відповідно на
1, 2 та 3 передачах;
13 EMBED Equation.3 1415 – передаточне число головної передачі;
13 EMBED Equation.3 1415 – передаточне число коробки передач на довільній (т – ній)
передачі;
13 EMBED Equation.3 1415 – передаточне число коробки передач на вищій (п-ній) передачі;
13 EMBED Equation.3 1415– передаточне число коробки передач на прискорювальній передачі;
13 EMBED Equation.3 1415 – передаточне число трансмісії;
13 EMBED Equation.3 1415 – передаточне число трансмісії на довільній (т – ній) передачі;
13 EMBED Equation.3 1415 – передаточне число трансмісії на вищій (п-ній) передачі;
13 EMBED Equation.3 1415 – коефіцієнт вантажопідйомності автомобіля;
13 EMBED Equation.3 1415 – коефіцієнт аеродинамічного опору (аеродинамічної недоскона-
лості) автомобіля, кПа
·с2/м2;
13 EMBED Equation.3 1415 – у п. 5 – номер довільної передачі у коробці передач,
т=1, 2, , п, п+1;
13 EMBED Equation.3 1415 – маса автомобіля у спорядженому стані з водієм у кабіні, т;
13 EMBED Equation.3 1415 – маса автомобіля у спорядженому стані, т;
13 EMBED Equation.3 1415 – маса вантажу або вантажопідйомність автомобіля, т;
13 EMBED Equation.3 1415 – осьове навантаження на дорогу з боку автомобіля, т;
13 EMBED Equation.3 1415 – повна маса машини, т;
13 EMBED Equation.3 1415 – маса пасажирів (без врахування водія) і вантажу, т;
13 EMBED Equation.3 1415 – поточне значення крутного моменту двигуна, кН
·м;
13 EMBED Equation.3 1415 – номінальний крутний момент двигуна, кН
·м;
13 EMBED Equation.3 1415 – максимальне значення крутного моменту двигуна, кН
·м;
13 EMBED Equation.3 1415 – номер передачі у коробці передач, т=1, 2, , п, п+1;
13 EMBED Equation.3 1415 – потужність, кВт;
13 EMBED Equation.3 1415 – номінальна потужність двигуна, кВт;
13 EMBED Equation.3 1415 – потужність, необхідна для руху машини, кВт;
13 EMBED Equation.3 1415 – потужність, мінімально необхідна для руху автомобіля по заданій (прийнятій у п. 2.15) дорозі із заданою мак- симальною швидкістю 13 EMBED Equation.3 1415, кВт;
13 EMBED Equation.3 1415 – максимальне (за зовнішньою швидкісною характеристикою) значення потужності двигуна, кВт;
13 EMBED Equation.3 1415 – потужність двигуна у робочій точці, кВт;
13 EMBED Equation.3 1415 – у п. 1 – загальна кількість коліс автомобіля;
у п. 5 – номер вищої передачі у коробці передач, а також кількість основних передач у коробці передач;
13 EMBED Equation.3 1415 – кількість коліс на задньому мосту (мостах) автомобіля;
13 EMBED Equation.3 1415– попереднє значення необхідної кількості передач;
13 EMBED Equation.3 1415– сила опору повітря під час руху автомобіля з заданою максимальною швидкістю 13 EMBED Equation.3 1415, кН;
13 EMBED Equation.3 1415 – сила опору дороги рухові автомобіля; кН;
13 EMBED Equation.3 1415 – сила опору дороги рухові автомобіля в умовах, заданих у п. 2.15;
13 EMBED Equation.3 1415 – сумарна зовнішня сила опору рухові автомобіля, кН;
13 EMBED Equation.3 1415– сумарна зовнішня сила опору рухові автомобіля у заданих у п. 2.15 умовах з довільною швидкістю 13 EMBED Equation.3 1415, кН;
13 EMBED Equation.3 1415– сумарна зовнішня сила опору рухові автомобіля у заданих у п. 2.15 умовах з максимальною швидкістю 13 EMBED Equation.3 1415, кН;
13 EMBED Equation.3 1415 – вільна сила тяги автомобіля, кН;
13 EMBED Equation.3 1415 – вільна сила тяги автомобіля, можлива за двигуном, кН;
13 EMBED Equation.3 1415 – вільна сила тяги автомобіля, можлива за зчепленням, кН;
13 EMBED Equation.3 1415 – повна колова сила автомобіля, кН;
13 EMBED Equation.3 1415 – повна колова сила автомобіля, можлива за двигуном, кН;
13 EMBED Equation.3 1415 – повна колова сила автомобіля, можлива за зчепленням, кН;
13 EMBED Equation.3 1415 – питома лінійна витрата палива двигуном автомобіля, кілограмів на один кілоньютон сумарної зовнішньої сили опору рухові автомобіля 13 EMBED Equation.3 1415 на шляху 100 км;
13 EMBED Equation.3 1415 – попереднє значення знаменника геометричної прогресії ряду передаточних чисел коробки передач;
13 EMBED Equation.3 1415 – уточнене значення знаменника геометричної прогресії ряду передаточних чисел коробки передач;
13 EMBED Equation.3 1415 – лінійна витрата палива двигуном автомобіля, л/100 км;
13 EMBED Equation.3 1415 – сумарне навантаження коліс переднього моста, кН;
13 EMBED Equation.3 1415 – сумарне навантаження коліс заднього моста, кН;
13 EMBED Equation.3 1415 – навантаження на кожне із задніх коліс автомобіля, кН;
13 EMBED Equation.3 1415 – навантаження на кожне із передніх коліс автомобіля, кН;
13 EMBED Equation.3 1415 – максимальне навантаження на одне колесо автомобіля, кН;
13 EMBED Equation.3 1415 – радіус кочення шин, м;
13 EMBED Equation.3 1415 – швидкість руху автомобіля, м/с;
13 EMBED Equation.3 1415 – максимальна швидкість руху спроектованого автомобіля, яку він здатен розвинути у тих чи інших умовах, м/с;
13 EMBED Equation.3 1415 – максимальна швидкість руху автомобіля, м/с, вказана у завданні на його розробку;
13 EMBED Equation.3 1415 – кут поздовжнього похилу дороги (підйому або спуску), рад;
13 EMBED Equation.3 1415 – коефіцієнт корисної дії трансмісії;
13 EMBED Equation.3 1415 – коефіцієнт навантаження задніх коліс автомобіля;
13 EMBED Equation.3 1415 – коефіцієнт зчіпної ваги;
13 EMBED Equation.3 1415 – коефіцієнт зчеплення коліс з дорогою;
13 EMBED Equation.3 1415 – густина палива, кг/л;
13 EMBED Equation.3 1415 – коефіцієнт опору дороги, 13 EMBED Equation.3 1415;
13 EMBED Equation.3 1415 – найбільший коефіцієнт опору дороги, на якій повністю завантажений автомобіль повинен бути здатним рухатись на першій передачі 13 EMBED Equation.3 1415;
13 EMBED Equation.3 1415 – коефіцієнт опору дороги, на якій повністю завантажений авто- мобіль повинен бути здатним рухатись із заданою максимальною швидкістю 13 EMBED Equation.3 1415;
13 EMBED Equation.3 1415 – питома (безрозмірністна) кутова швидкість обертання колін- частого вала двигуна;
13 EMBED Equation.3 1415 – кутова швидкість обертання колінчастого вала двигуна, рад/с;
13 EMBED Equation.3 1415 – кутова швидкість обертання ведучих коліс, рад/с;
13 EMBED Equation.3 1415 – номінальна кутова швидкість обертання колінчастого вала двигуна, рад/с;
13 EMBED Equation.3 1415 – кутова швидкість обертання колінчастого вала двигуна, при якій спрацьовує обмежувач швидкості обертання, рад/с;
13 EMBED Equation.3 1415 – кутова швидкість обертання колінчастого вала двигуна, при якій спостерігається максимум крутного моменту, рад/с;
13 EMBED Equation.3 1415 – кутова швидкість обертання колінчастого вала, при якій спосте рігається максимальна потужність двигуна 13 EMBED Equation.3 1415, рад/с.
1. ВИХІДНІ ДАНІ
І ФОРМУВАННЯ КОНЦЕПЦІЇ ВАНТАЖНОГО АВТОМОБІЛЯ

1.1. Номер варіанта завдання

Номер варіанта завдання являє собою деякий алгебраїчний дріб виду а/b, який викладач за своїм розсудом надає кожному студентові окремо. Цей дріб включає у себе числові значення двох величин:

· чисельник а дробу – вантажопідйомність автомобіля 13 EMBED Equation.3 1415, т;

· знаменник b дробу – задана максимальна швидкість руху повністю завантаженого автомобіля 13 EMBED Equation.3 1415, м/с.
Наприклад, у варіанті номер 13 EMBED Equation.3 14151,5/24 вантажопідйомність авто-мобіля 13 EMBED Equation.3 1415 дорівнює 1,5 т, а задана максимальна швидкість руху автомобіля 13 EMBED Equation.3 1415 дорівнює 24 м/с.
Концепція автомобіля – це сукупність його основних харак-теристик, визначальний замисел, основна ідея. Процес формування концепції автомобіля наведено у вигляді ряду описаних нижче пунктів 1.2 – 1.14.

1.2. Визначення області переважного застосування автомобіля

Вказати, в яких умовах планується експлуатувати розроблю-ваний автомобіль (табл. 1.1):

· на дорогах з твердим покриттям І – ІІІ категорій;

· на дорогах з твердим покриттям ІV– V категорій;

· у сільській місцевості на грунтових дорогах ІV– V категорій;

· на бездоріжжі тощо.
Ніяких обґрунтувань для цього робити не потрібно.

1.3. Вибір типу ходової частини вантажівки

Вказати, який тип ходової частини матиме розроблюваний автомобіль – повноприводний (всюдихід) чи неповноприводний.
Підставою для вибору того чи іншого типу є область пере-важного застосування автомобіля. Якщо, наприклад, автомобіль планується застосовувати на бездоріжжі, то слід обрати повно-приводний тип. У інших випадках слід обирати неповноприводний як більш простий і дешевий.

1.1. Основні характеристики автомобільних доріг
Показник
Категорії автомобільних доріг


І
ІІ
ІІІ
ІV
V

Розрахункова швидкість руху, км/год:

· основна

· на важких ділянках пересіченої місцевості

150

120

120

100

100

80

80

60

60

40

Загальна кількість смуг руху
4 і більше
2
2
2
1

Ширина смуги руху, м
3,75
3,75
3,5
3,0


Ширина проїзної частини, м
15 і більше
7,5
7,0
6,0
4,5

Найбільші поздовжні ухили, %:

· основні

· на важких ділянках пересіченої
місцевості

3

4

4

5

5

6

6

7

7

9

Максимально допустиме осьове
навантаження на дорогу, т
10
10
10
6
6


Порада 1. Виконавець даної роботи повинен уявляти себе виконавцем розробки реального автомобіля, розкуто мислити, свідомо і сміливо приймати ті чи інші технічні рішення. Єдине, що вима-гається – щоб прийняті рішення були технічно грамотними і не виходили за межі здорового глузду.
Кожне прийняте рішення повинно мати бодай саме коротке обґрунтування (пояснення). Як приклад такого обґрунтування можна розглядати абзац, розміщений перед даною порадою.
По кожному з пунктів лабораторної роботи повинен бути зроблений з нового абзацу запис такого виду (наприклад):
1.2. Область переважного застосування автомобіля – дороги IV і V категорій грунтові і з вдосконаленим покриттям, з допустимим осьовим навантаженням 6 т.
1.3. Тип ходової частини автомобіля – неповноприводний.


1.4. Вибір коефіцієнта вантажопідйомності автомобіля 13 EMBED Equation.3 1415

Цей коефіцієнт вказує, яку частку відносно спорядженої маси автомобіля 13 EMBED Equation.3 1415 складає максимально допустима маса вантажу 13 EMBED Equation.3 1415:
13 EMBED Equation.3 1415 (1.1)
Чим більшим є значення коефіцієнта вантажопідйомності 13 EMBED Equation.3 1415, тим вищим є технічний рівень автомобіля, але при цьому зростає його вартість, бо він повинен бути виготовленим з кращих матеріалів.
При виконанні даної роботи значення коефіцієнта вантажо-підйомності 13 EMBED Equation.3 1415 слід приймати орієнтуючись на загальну законо-мірність залежності даного коефіцієнта від вантажопідйомності існуючих автомобілів, наведену на таких рисунках:

· для неповноприводних автомобілів – на рис. 1.1;

· для повноприводних автомобілів – на рис. 1.2.










































Наприклад, рис. 1.1. свідчить, що у існуючих неповноприводних автомобілів вантажопідйомністю 5 т коефіцієнт 13 EMBED Equation.3 1415 варіює у межах від 0,75 до 1,4, а середнє значення дорівнює приблизно 1,1.
Приймаючи значення коефіцієнта 13 EMBED Equation.3 1415 для розроблюваного автомобіля, керуються такими міркуваннями:
а) середнє значення коефіцієнта, рівне 1,1, відображає технічний рівень автомобілів, які проектувались 10 20 років тому і є представниками старого, віджилого рівня техніки;
б) приймати для нового автомобіля коефіцієнт вантажопід-йомності меншим, ніж середнє значення у існуючих автомобілів, не можна: це означало б, що планується розробити новий автомобіль з гіршими характеристиками, ніж у існуючих автомобілів;
в) для нового автомобіля слід прийняти дещо більше значення коефіцієнта вантажопідйомності, ніж 1,1, наприклад, 1,2 або 1,3. Але приймати набагато більше значення не бажано, бо це може спричинити істотне подорожчання автомобіля. Наприклад, якщо запланувати коефіцієнт вантажопідйомності автомобіля рівним 2,0, то слід обов’язково обґрунтувати таке рішення, пояснивши наступне:

· чому виникла потреба у такому високому значенні коефіцієнта, яке майже удвічі перевищує досягнутий світовий рівень?

· яким чином передбачається отримати це значення – може за рахунок застосування новітніх, небачених досі матеріалів?

· на скільки це може позначитись на вартості автомобіля і собівартості перевезень?
Вибір коефіцієнта вантажопідйомності 13 EMBED Equation.3 1415 доцільно здійснювати у такій послідовності:
а) за допомогою рис. 1.1 чи 1.2 визначитись з орієнтовним числовим інтервалом, (наприклад, 1,20 1,30), у якому може знаходитись шукане значення 13 EMBED Equation.3 1415;
б) у обраному інтервалі вибрати таке значення коефіцієнта 13 EMBED Equation.3 1415, щоб частка від ділення вантажопідйомності автомобіля 13 EMBED Equation.3 1415 на цей коефіцієнт являла собою більш-менш кругле число. Наприклад, якщо 13 EMBED Equation.3 1415= 5 т, то з інтервалу 1,2 1,3 цій вимозі найбільше задовольняє значення 13 EMBED Equation.3 1415, рівне 1,25: при діленні 5 на 1,25 отримуємо 4,00. Внаслідок цього перевагу слід віддати саме значенню 1,25, а не якомусь іншому, наприклад, 1,20 чи 1,30. Такий підхід до вибору коефіцієнта 13 EMBED Equation.3 1415дозволить дещо спростити подальші обчислення.






























Якщо ж планується проектувати повноприводний автомобіль тієї ж вантажопідйомності, то слід, спираючись на рис. 1.2, обирати коефіцієнт 13 EMBED Equation.3 1415 у межах від 0,9 до 1,1, наприклад 1,0.

1.5. Вибір кількості місць 13 EMBED Equation.3 1415 для сидіння у кабіні (чи салоні) автомобіля, включаючи і місце водія

Сучасні вантажівки мають від двох до шести місць для сидіння. Можна орієнтуватись на якийсь аналогічний існуючий автомобіль, а можна приймати цю кількість і самостійно. Наприклад, у кабіні можуть передбачатись місця для перевезення бригади вантажників чи монтажників.
Якщо кількість місць у кабіні приймається рівною 2 чи 3 (як у більшості вантажівок), то ніякого обґрунтування наводити не потрібно.

1.6. Визначення маси автомобіля у спорядженому стані

Порада. Перед виконанням розрахунків, які починаються у даному пункті, слід уважно ознайомитись із вимогами до правил запису результатів технічних обчислень, наведених у додатку 1.

Масу автомобіля у спорядженому стані визначають за таким співвідношенням, т:
13 EMBED Equation.3 1415, (1.2)
де 13 EMBED Equation.3 1415 – коефіцієнт вантажопідйомності автомобіля, значення якого було обране у п. 1.4.
(У пунктах 1.6 – 1.9 всі проміжні результати обчислень можна записувати з двома знаками після коми).

1.7. Визначення маси автомобіля у спорядженому стані з водієм у кабіні 13 EMBED Equation.3 1415

Згадана маса автомобіля, т, дорівнює сумі спорядженої маси автомобіля і маси водія, яку прийнято приймати рівною 0,075 т:
13 EMBED Equation.3 1415. (1.3)

1.8. Визначення сумарної маси пасажирів і вантажу 13 EMBED Equation.3 1415

Сумарна маса пасажирів і вантажу (водія не враховуємо) дорівнює, т:
13 EMBED Equation.3 1415, (1.4)
де 13 EMBED Equation.3 1415 – кількість місць у кабіні.

1.9. Визначення повної маси автомобіля 13 EMBED Equation.3 1415

Повна маса автомобіля 13 EMBED Equation.3 1415 дорівнює сумі трьох мас: споряд-женої маси автомобіля 13 EMBED Equation.3 1415, маси водія і пасажирів 0,075
·13 EMBED Equation.3 1415 і маси вантажу13 EMBED Equation.3 1415, т:
13 EMBED Equation.3 1415. (1.5)

1.10. Вибір кількості осей і коліс автомобіля

Автомобільні дороги України І – ІІІ категорій розраховані на осьове навантаження 13 EMBED Equation.3 1415 до 10 т, а IV і V категорій – до 6 т (табл. 1.1). Ці вимоги, розглядувані стосовно до умов переважного застосування автомобіля і разом з його повною масою, і визначають мінімально необхідну кількість осей.
Наприклад, якщо автомобіль має повну масу 13 EMBED Equation.3 1415= 20 т і призначений для експлуатації переважно на дорогах IV і V категорій, то мінімально необхідна кількість осей 13 EMBED Equation.3 1415, яка забезпечуватиме навантаження на кожну з них не більше 6 т, дорівнює 3,3:
13 EMBED Equation.3 1415, (1.6)
де округлення до цілого числа можна робити лише у бік збільшення.
Оскільки автомобіль може мати лише дві або більше осей, то у даному випадку слід прийняти чотири осі. Але, при бажанні, кількість осей можна зменшити іншим шляхом – повернувшись до п. 1.2 і прийнявши, що автомобіль буде експлуатуватись на дорогах І – ІІІ категорій з допустимим осьовим навантаженням 10 т.
Кількість коліс на осях (мостах) автомобіля визначають за такими міркуваннями.
На керованих осях (мостах) автомобілів завжди застосовуються одинарні ведучі колеса. На некерованих осях (мостах) автомобілів можуть застосовуватись одинарні або здвоєні колеса.
Одинарні колеса на некерованих (задніх) мостах обов’язково застосовують у випадку, коли автомобіль призначено для експлуатації на всіх видах доріг і на бездоріжжі. Це забезпечує рух задніх коліс практично по сліду передніх, що підвищує прохідність автомобіля на бездоріжжі – по піску, розмоклій грунтовій дорозі тощо – рис. 1.3.


Рис. 1.3. Повноприводний бортовий автомобіль ЗиЛ-43273Н
з одинарними колесами на передньому і задньому мостах

Одинарні колеса на задніх мостах можуть застосовуватись і у автомобілів невеликої вантажопідйомності, призначених для експлуатації на дорогах з твердим покрттям – ИЖ-2715, Сitroлn Berlingo, ЕРАЗ-762В, УАЗ-451М, Ford Tranzit, VW Caddy, VW Transporter тощо. Через невелику вантажопід’ємність ці автомобілі не потребують застосовування здвоєних задніх коліс, що робить їх більш простими і дешевими.
Здвоєні задні колеса (рис. 1.4) застосовують на автомобілях середньої і великої вантажопідйомності, призначених для експлуатації на дорогах із вдосконаленим покриттям та на сухих грунтових дорогах. Це забезпечує отримання максимальної вантажопідйомності автомобіля.
Прийнявши рішення про кількість коліс на осях, слід підрахувати і вказати у звіті загальну кількість коліс автомобіля і кількість коліс на задніх осях.

1.11. Вибір колісної формули

Колісна формула являє собою умовне позначення кількості коліс автомобіля: загальної кількості (перша цифра формули) і кількості ведучих коліс (друга цифра формули), записаних через знак множення, причому здвоювання коліс до уваги не береться.
Буква „П” у кінці формули означає, що ведучими є колеса передньої осі.


Рис. 1.4. Тривісний автомобіль-тягач КрАЗ
із здвоєними колесами на задніх мостах

Наприклад:

· 4х2 – автомобіль з двома осями, одна з яких є ведучою – рис. 1.5 а, б. Ця колісна формула найбільш розповсюджена серед неповно-приводних автомобілів малої та середньої вантажопідйомності (до 10 т) – типу ГАЗ, ЗиЛ, DAF, Iveco, Mersedec Benz тощо;
13 EMBED Word.Picture.8 1415 13 EMBED Word.Picture.8 1415 13 EMBED Word.Picture.8 1415
а – 4х2 б – 4х2 в – 4х2П г – 4х4

Рис. 1.5. Колісні формули двовісних автомобілів.
Затемненими зображено ведучі колеса



· 4х2П – те ж, що і 4х2, але ведучими є колеса передньої осі – рис. 1.5 в. Ця колісна формула інколи застосовується для автомобілів малої вантажопідйомності, наприклад Сitroлn Berlingo 600 1.1 (ванта-жопідйомність 0,51 т), Сitroлn Jumpy 2,0i 16V (вантажопідйомність 0,8 т), Сitroлn Jumper 33 LH (вантажопідйомність 1,5 т), VW Transporter 1,9 TDI (вантажопідйомність 1,3 т) тощо;


· 4х4 – повноприводний двовісний автомобіль – рис. 1.5 г. Ця колісна формула розповсюджена серед повноприводних автомобілів малої та середньої вантажопідйомності (до 6,5 т) – типу УАЗ, ГАЗ, ЗиЛ, КамАЗ тощо – рис. 1.6;

Рис. 1.6. Повноприводний бортовий автомобіль КамАЗ-43501
з колісною формулою 4х4 і одинарними задніми колесами


· 6х2 – тривісний автомобіль з однією задньою ведучою віссю (мостом) – рис. 1.7 а. Ця формула застосовується дуже мало – на автомобілях, призначених для експлуатації лише на дорогах із вдосконаленим покриттям;

· 6х4 – тривісний автомобіль з двома задніми ведучими мостами – рис. 1.7 б. Ця формула найбільш розповсюджена серед неповно-приводних автомобілів середньої та великої вантажопідйомності (від 7 до 20 т), призначених для експлуатації на дорогах із вдосконаленим покриттям та на сухих грунтових дорогах – МАЗ, КамАЗ, КрАЗ тощо – рис. 1.4;

· 6х6 – повноприводний автомобіль з трьома ведучими мостами. Така схема застосовується як при здвоєних задніх колесах (рис. 1.7 в), так і при одинарних (рис. 1.7 г).
Повноприводні автомобілі зі здвоєними задніми колесами (рис. 1.7 в) розробляють для експлуатації на всіх видах доріг, крім бездоріжжя. Такими, наприклад, є самоскид КрАЗ-65032 вантажо-підйомністю 20 т чи КамАЗ-6522 (19 т);
13 EMBED Word.Picture.8 1415 13 EMBED Word.Picture.8 1415
а – 6х2 б – 6х4 в – 6х6 г – 6х6

Рис. 1.7. Колісні формули тривісних автомобілів.
Затемненими зображено ведучі колеса


Повноприводні автомобілі з одинарними задніми колесами (рис. та 1.7 г) розробляють для експлуатації не лише на дорогах, але і на бездоріжжі. Вони мають високу прохідність у найважчих умовах експлуатації, але дещо обмежену вантажопідйомність. Такими виконано автомобілі ЗиЛ-433440 (вантажопідйомність 3,75 т), ЗиЛ-131Н (вантажопідйомність 5 т), Урал-4320.01 (5 т), КамАЗ-43101 (6 т), КрАЗ-6322 (11,2 т), МАЗ-6317 тощо.

· 8х4 – чотиривісний автомобіль з двома задніми ведучими мостами. Ця формула застосовується на неповноприводних автомобілях дуже великої вантажопідйомності (більше 20 т), призначених для експлуатації на дорогах з твердим покриттям та на сухих ґрунтових дорогах. Таким, наприклад, є самоскид МЗКТ-65151 вантажопідйомністю до 22 т – рис. 1.8 а і 1.9;

· 8х6 – чотиривісний автомобіль з трьома ведучими осями, які можуть бути задніми (рис. 1.8 б), або два з них можуть бути задніми, а один – переднім (рис. 1.8 в). По першій зі згаданих схем виконано автомобіль КрАЗ-7140Н6 – рис. 1.10;

· 8х8 – чотиривісний автомобіль з усіма ведучими мостами – рис. 1.8 г, 1.11. Така схема застосовується на автомобілях великої вантажопідйомності, призначених для експлуатації як на дорогах, так і на бездоріжжі – КамАЗ сімейств 6325, 6350 6560, Урал-532301 тощо.




















Рис. 1.9. Самоскид МЗКТ-65151
вантажопідйомністю 22 т з колісною формулою 8х4



Рис. 1.10. Автомобіль КрАЗ-7140Н6 з колісною формулою 8х6

Рис. 1.11. Автомобіль Урал-535361
з колісною формулою 8х8 і всіма одинарними колесами


1.12. Вибір прототипу чи найближчого аналога

Розробникові автомобіля бажано час від часу звіряти отримувані результати з показниками якогось більш-менш близького за параметрами реального автомобіля. Їх велике розходження (у кілька разів) має насторожити виконавця і спонукати до уважної перевірки правильності обчислень.
Реальний автомобіль, який береться для порівняння, повинен бути близьким до розроблюваного автомобіля за концепцією і такими показниками:

· вантажопідйомність (основний показник);

· колісна формула (допоміжний показник).
Реальний автомобіль, який збігається з розроблюваним за концепцією і обома цими показниками, називають прототипом.
Якщо хоч один показник реального автомобіля не співпадає з показниками розроблюваного автомобіля, але є близьким до них, то такий автомобіль називають аналогом.
Прототип чи аналог обирають з множини автомобілів, технічні характеристики (специфікації) яких доступні для ознайомлення. Їх можна брати з таких джерел:

· з додатку 6 даних вказівок;

· з роботи ”Специфікації (технічні характеристики) деяких легкових і вантажних автомобілів, автобусів і причепів”, наявній у бібліотеці ННТІ НУБіПУ;

· з іншої технічної літератури чи сайтів виробників або дилерів автомобілів.
Прототип чи аналог потрібен студентові як деяка відправна точ-ка для проектування, як представник існуючої сьогодні техніки, яка потребує вдосконалення.
Завдання студента – відштовхуючись від прототипу чи аналога, розробити істотно більш досконалий автомобіль.
Це означає, що ні в якому випадку не слід копіювати прототип чи аналог. Перед розробником нової техніки завжди стоїть задача створити продукт завтрашнього дня, який повинен бути істотно кращим за прототип чи аналг, які являють собою продукт вчо-рашнього дня.
Тому не слід переписувати технічну характеристику прототипу чи аналога. І не можна у процесі виконання лабораторних робіт без потреби запозичувати числові значення того чи іншого показника прототипу. Це було б лише свідченням нездатності студента самостійно мислити і приймати грамотні технічні рішення.
Дані, які дозволяється запозичити у прототипу – це лише їх габаритні розміри та коефіцієнт навантаження задніх коліс 13 EMBED Equation.3 1415.
Не слід також підганяти результати розрахунків до показників прототипу або аналога. Між ними завжди існуватиме розходження, яке може сягати 30 ... 50, а може і більше відсотків. Воно, як правило, обумовлене різними числовими значеннями вихідних даних, прийнятих при розробці прототипу і при виконанні лабораторних робіт.
Даний пункт лабораторної роботи закінчують записом: „Як прототип приймаємо автомобіль ..., який має вантажопідйомність т і колісну формулу ”.

1.13. Визначення коефіцієнта навантаження задніх коліс  13 EMBED Equation.3 1415

Цей коефіцієнт вказує, яка частка повної ваги автомобіля сприймається задніми колесами.
Приблизне значення даного коефіцієнта можна отримати шляхом простих міркувань.
Припустивши, що навантаження від повної маси автомобіля розподіляється порівну між усіма п його колесами, отримуємо, що навантаження на одне колесо дорівнює 1/п частці повної маси автомобіля. Якщо автомобіль має п2 задніх коліс, то вони разом сприймають п2 таких часток, сума яких і являє собою коефіцієнт навантаження задніх коліс:
13 EMBED Equation.3 1415. (1.7)
Таким чином, у першому наближенні коефіцієнт навантаження задніх коліс дорівнює:
а) у двовісних автомобілів з одинарними задніми колесами:
13 EMBED Equation.3 1415=2/4 = 0,5,
де 2 – кількість задніх коліс, 4 – загальна кількість коліс
Але слід враховувати ще і тип приводу ведучих коліс:

· якщо автомобіль передньоприводний, то коефіцієнт 13 EMBED Equation.3 1415 бажано мати трохи меншим, ніж 0,5, наприклад, 0,45. Це означатиме, що на задні колеса припадатиме 45 % маси, а на передні, ведучі – 65 %, що покращить їх зчеплення з дорогою;

· якщо автомобіль задньо- або повноприводний, то коефіцієнт 13 EMBED Equation.3 1415 можна приймати трохи більшим, ніж 0,50, наприклад, 0,55 0,65, що надасть такі переваги:

· 
· збільшить силу зчеплення з дорогою ведучих (задніх) коліс автомобіля, бо вони сприйматимуть не 50, а 55 65 % його маси;

· 
· полегшить умови роботи рульового керування, бо на передні, керовані колеса припадатиме 35 45 % маси;
б) у двовісних автомобілів зі здвоєними задніми колесами навантаження на них має складати приблизно 4/6
· 0,67, де 4 – кількість задніх коліс, 6 – загальна кількість коліс. У реальних автомобілів згаданий коефіцієнт варіює у межах від 0,63 до 0,76;
в) у тривісних автомобілів з одинарними задніми колесами коефіцієнт їх навантаження такий же, як і у п. б – 0,63 0,76;
г) у тривісних автомобілів зі здвоєними задніми колесами 13 EMBED Equation.3 1415= 8/10 = 0,8, де 8 – кількість задніх коліс, 10 – загальна кількість коліс. У реальних автомобілів згаданий коефіцієнт варіює у межах від 0,71 до 0,80, але не більше. Це обумовлено тим, що з міркувань надійної керованості автомобіля навантаження його передніх (керованих) коліс не повинно бути меншим, ніж 20 % від повної маси автомобіля.
д) у чотиривісних задньо- або повноприводних автомобілів з одинарними задніми колесами – приблизно так, як у п. а – 0,55 0,65;
є) у чотиривісних автомобілів зі здвоєними задніми колесами:

·  – при двох задніх мостах – 0,63 0,76;

· – при трьох задніх мостах – приблизно 0,80.
Якщо прототип чи аналог мають таку ж колісну формулу, як і розроблюваний автомобіль, то значення коефіцієнта 13 EMBED Equation.3 1415 можна приймати орієнтуючись на них
· див. додаток 6, 7 чи інше джерело технічної інформації про прототип або аналог.

1.14. Визначення коефіцієнта зчіпної маси 13 EMBED Equation.3 1415

Цей коефіцієнт вказує, яка частка повної маси автомобіля сприймається ведучими колесами, забезпечуючи їх зчеплення з дорогою. Він дорівнює:
 у повноприводних автомобілів – одиниці;
 у передньоприводних автомобілів з колісною формулою 4х2П – коефіцієнтові навантаження передніх коліс, тобто (1– 13 EMBED Equation.3 1415);
 у задньоприводних з колісною формулою 6х2 – 0,5
·13 EMBED Equation.3 1415;
 у задньоприводних з колісними формулами 4х2, 6х4, 8х4 і 8х6 (у останнього – при трьох задніх ведучих мостах) – коефіцієнтові 13 EMBED Equation.3 1415;
 у задньоприводних з колісною формулою 8х6 (ведучими є два задніх і один з передніх мостів) за умови однакового навантаження першого і другого передніх мостів:
13 EMBED Equation.3 1415=13 EMBED Equation.3 1415+ 0,5
·(1–13 EMBED Equation.3 1415)= 0,5(1+13 EMBED Equation.3 1415). (1.8)

1.15. Визначення найбільшого коефіцієнта опору дороги 13 EMBED Equation.3 1415, на якій повністю завантажений автомобіль повинен розвивати задану максимальну швидкість руху 13 EMBED Equation.3 1415

У загаьному випадку коефіцієнт опору дороги 13 EMBED Equation.3 1415являє собою суму коефіцієнта опору перекочуванню коліс 13 EMBED Equation.3 1415 і кута поздовжнього підйому (або спуску) дороги 13 EMBED Equation.3 1415, вираженого у радіанах (спуск позначається знаком мінус перед 13 EMBED Equation.3 1415):
13 EMBED Equation.3 1415. (1.9)
Бажано, щоб автомобіль був здатним розвивати задану максимальну швидкість руху 13 EMBED Equation.3 1415 не лише на горизонтальній дорозі (тобто при 13 EMBED Equation.3 1415= 0), але і на деяких невеликих підйомах крутизною 13 EMBED Equation.3 1415, які можуть зустрітись на маршруті руху.
Внаслідок цього розрахунок мінімально необхідної потужності двигуна автомобіля повинен проводитись виходячи із деякого наперед прийнятого значення коефіцієнта опору дороги 13 EMBED Equation.3 1415, на якій автомобіль повинен бути здатним розвивати задану максимальну швидкість руху:
13 EMBED Equation.3 1415. (1.10)

При цьому можна виходити з таких орієнтовних значень коефіцієнта опору перекочуванню 13 EMBED Equation.3 1415, наведених у будівельних нормах і правилах СниП 1.05.11-83 для автомобілів з нормальним (не пониженим) тиском повітря у шинах:
на асфальтобетонній дорозі І категорії – 0,012 0,020;
на асфальтобетонній дорозі ІІ і ІІІ категорій – 0,015 0,025;
на сухій ґрунтовій дорозі – 0,025 0,035.
Що стосується підйому дороги 13 EMBED Equation.3 1415, на якому автомобіль повинен бути здатним рухатись із заданою максимальною швидкістю 13 EMBED Equation.3 1415, то його можна визначити за допомогою табл. 1.2, де наведено ряд значень максимально можливих кутів підйому 13 EMBED Equation.3 1415, які з ймовірністю F можуть зуcтрітись на автомобільних дорогах у мало горбистій, горбистій і дуже горбистій місцевості.
Приклад. Припустимо, що ми вважаємо необхідним, щоб розроблюваний автомобіль був здатним розвивати задану максимальну швидкість руху не менше ніж на 25 % підйомів, які можуть йому зустрітись на автомобільних дорогах у горбистій місцевості.
Для визначення максимального кута підйому дороги 13 EMBED Equation.3 1415 виділяємо два таких елемента таблиці:
а) рядок ймовірності F = 25 %;
б) стовпчик „у горбистій місцевості”.
На перетині виділених рядка і стовпчика (затемнена клітинка) знаходимо шукане значення: 13 EMBED Equation.3 1415 = 0,00733 рад. Це означає, що 25 % підйомів, які зустрічаються на автомобільних дорогах у горбистій місцевості, мають крутизну не більшу, ніж 0,00733 рад. Отримане з табл. 1.2 значення кута підйому 13 EMBED Equation.3 1415 позначатимемо як 13 EMBED Equation.3 1415 – кут підйому дороги, на якому автомобіль повинен бути здатним розвивати задану максимальну швидкість руху 13 EMBED Equation.3 1415.

1.2. Максимально можливі кути підйомів 13 EMBED Equation.3 1415,
які з ймовірністю F можуть зуcтрітись на автомобільних дорогах
Ймовірність F появи ділянок дороги з кутами підйому не більше, ніж 13 EMBED Equation.3 1415, %
Кути підйому дороги 13 EMBED Equation.3 1415, рад, у місцевості з природним рельєфом крутизною до 13 EMBED Equation.3 1415


мало горбистій (13 EMBED Equation.3 1415 до 0,05 рад)
горбистій
(13 EMBED Equation.3 1415 до 0,10 рад)
дуже горбистій (13 EMBED Equation.3 1415 до 0,20 рад)

0
0
0
0

10
0,00189
0,00289
0,00447

12
0,00221
0,00338
0,00500

17
0,00362
0,00500
0,00739

20
0,00380
0,00583
0,00862

23
0,00441
0,00676
0,0100

25
0,00478
0,00733
0,0108

26
0,00500
0,00767
0,0113

30
0,00578
0,00886
0,0131


Але не слід вимагати від автомобіля, щоб він був здатен розвивати максимальну швидкість руху на значній частині підйомів. Достатньо приймати такі підйоми, ймовірність появи яких на автодорогах не перевищує 20 30 %.
Отримавши за формулою (1.10) значення коефіцієнта опору дороги 13 EMBED Equation.3 1415, на якій автомобіль повинен бути здатним розвивати задану максимальну швидкість руху, можна ознайомитись і з тими значеннями 13 EMBED Equation.3 1415, якими характеризуються реальні автомобілі – див. табл. 1.3 [16, с.34].

1.3. Максимальні значення коефіцієнтів опору дороги 13 EMBED Equation.3 1415,
при яких існуючі автомобілі можуть розвивати максимальну швидкість
Автомобіль
13 EMBED Equation.3 1415
Автомобіль
13 EMBED Equation.3 1415
Автомобіль
13 EMBED Equation.3 1415

ЗАЗ-966
0,024
УАЗ-451Д
0,032
КамАЗ-5320
0,015

ВАЗ-2101
0,025
ГАЗ-53А
0,022
КрАЗ-257
0,020

М-412
0,037
ЗиЛ-130
0,018
Урал-375С з причепом
0,013

М-24 Волга
0,025
ЗиЛ-131
0,013
КамАЗ-5410
з напівпричепом
0,010


1.16. Визначення найбільшого коефіцієнта опору дороги 13 EMBED Equation.3 1415, на якій повністю завантажений автомобіль повинен бути здатним рухатись на першій передачі

Цей коефіцієнт визначають як максимум суми коефіцієнта опору перекочуванню f і кута підйому дороги 13 EMBED Equation.3 1415, на яких автомобіль повинен бути здатним рухатись на першій передачі:
13 EMBED Equation.3 1415.
Значення 13 EMBED Equation.3 1415 можна приймати таким:
13 EMBED Equation.3 1415 (1.11)
Вибір більших значень коефіцієнта опору дороги 13 EMBED Equation.3 1415 (з числа зазначених) забезпечить кращі тягові властивості автомобіля, ніж при менших. Але при цьому автомобіль матиме більшу кількість ступенів у коробці передач, що збільшить обсяг обчислювальної роботи і графічних побудов при його проектуванні.
Оскільки лабораторна робота є лише навчальною (її не передбачається втілювати у виробництво), то студентам для розрахунків рекомендується приймати мінімально можливе (з числа зазначених у виразі (1.11)) значення коефіцієнта 13 EMBED Equation.3 1415, тобто 0,25. Воно, як правило, забезпечить отримання у коробці передач не більше як трьох основних ступіней, що не вимагатиме від студентів великого обсягу обчислювальних робіт
Насамкінець можна ознайомитись і тими значеннями коефі-цієнта 13 EMBED Equation.3 1415, якими характеризуються існуючі автомобілі – табл. 1.4 [16, с.37].


1.4. Максимальні значення коефіцієнтів опору дороги 13 EMBED Equation.3 1415,
на якій існуючі автомобілі здатні рухатись на першій передачі
Автомобіль
13 EMBED Equation.3 1415
Автомобіль
13 EMBED Equation.3 1415
Автомобіль
13 EMBED Equation.3 1415

М-24 Волга
0,25
М-412
0,40
КамАЗ-5320
0,35

ВАЗ-2101
0,30
ГАЗ-53А
0,34
КрАЗ-257
0,30

ЗАЗ-966
0,37
ЗиЛ-130
0,36
Урал-375С
з причепом
0,23

ЛуАЗ-969А
„Волинь”
0,69
ЗиЛ-131
0,57
КамАЗ-5410
з напівпричепом
0,18


1.17. Вибір значення коефіцієнта зчеплення ведучих коліс з дорогою 13 EMBED Equation.3 1415 у найважчих умовах

Це значення характеризує зчеплення коліс з дорогою у най-важчих умовах, в яких автомобіль повинен бути здатним рухатись на першій передачі. Його можна приймати у межах від 0,5 до 0,7, зазначивши у звіті (наприклад): „Приймаємо значення 13 EMBED Equation.3 1415 у найважчих умовах, в яких автомобіль повинен бути здатним рухатись на першій передачі, рівним 0,6.”

2. ВИЗНАЧЕННЯ ОСНОВНИХ
КОНСТРУКТИВНИХ ПАРАМЕТРІВ АВТОМОБІЛЯ

2.1. Визначення ваги автомобіля і вантажу

При проведенні тягово-динамічних розрахунків зручніше користуватися не масою автомобіля у тонах (яка була визначена у пунктах 1.7 – 1.9), а вагою у кілоньютонах. Згадана вага чисельно у 9,81 разів більша за масу.
Таким чином, вага розроблюваного автомобіля і вантажу дорівнює, кН:

· вага автомобіля у спорядженому стані з водієм у кабіні:
13 EMBED Equation.3 1415; (2.1)

· сумарна вага вантажу і пасажирів (без водія):
13 EMBED Equation.3 1415. (2.2)

· повна вага автомобіля:
13 EMBED Equation.3 1415; (2.3)
Результати, отримані за формулами (2.1) – (2.3), записують з чотирма значущими цифрами.
Для спрощення подальших обчислень отримані значення можна округлити до одного знаку після коми. Факт округлення документують у звіті таким записом, зробленим після закінчення обчислень за згаданими формулами: „Приймаємо вагу автомобіля і вантажу такою:

· вага у спорядженому стані з водієм у кабіні 13 EMBED Equation.3 1415 – кН;

· сумарна вага вантажу і пасажирів 13 EMBED Equation.3 1415 – кН;

· повна вага автомобіля 13 EMBED Equation.3 1415 – кН.”
При цьому слід перевірити, чи збігається округлене значення повної ваги 13 EMBED Equation.3 1415 з сумою округлених значень 13 EMBED Equation.3 1415 і 13 EMBED Equation.3 1415, бо це свідчить про правильність проведених обчислень і округлень.

2.2. Підбір шин для автомобіля

Підбір шин для автомобіля здійснюють за максимальним навантаженням на його колеса і максимальною швидкістю руху.
Сумарне навантаження коліс заднього моста (чи мостів) автомобіля 13 EMBED Equation.3 1415, що рухається в умовах, визначених у завданні на лабораторну роботу, визначають за співвідношенням, кН:
13 EMBED Equation.3 1415 (2.4)
де значення 13 EMBED Equation.3 1415 прийнято у п. 1.13.
Якщо автомобіль матиме 13 EMBED Equation.3 1415 задніх коліс (два, як у автомобілів УАЗ чи ГАЗ-66; чотири, як у автомобілів ГАЗ-53 чи ЗиЛ-130; чи вісім, як у автомобіля КамАЗ – див. п.1.10), то навантаження на кожне окреме заднє колесо складатиме, кН:
13 EMBED Equation.3 1415. (2.5)
А навантаження на одне переднє колесо дорівнюватиме, кН:
13 EMBED Equation.3 1415, (2.6)
де 13 EMBED Equation.3 1415 – кількість передніх коліс (у дво- і тривісних автомобілів вона дорівнює 2, а у чотиривісних – 2 або 4 – див. рис. 1.8).
Підбір шин для автомобіля, що проектується, здійснюють за максимальним навантаженням на одне колесо 13 EMBED Equation.3 1415 – тим із навантажень (2.5) і (2.6), яке є більшим:
13 EMBED Equation.3 1415.
Його співставляють з даними по вантажопідйомності (допус-тимому навантаженню) існуючих шин, розміщеними у додатку 8. Для автомобіля обирають такі шини, вантажопідйомність яких (з врахуванням установки коліс – одинарної чи здвоєної) є на 30 50 % більшою, ніж навантаження 13 EMBED Equation.3 1415. Це обумовлено тим, що розра-хункове навантаження 13 EMBED Equation.3 1415 є істотно заниженим
· воно не враховує випадкових динамічних перенавантажень, яких шина неминуче зазнає у реальних умовах експлуатації під час ударів об нерівності дороги, перешкоди тощо.
Запас вантажопідйомності Z (у відсотках) обраних шин визначають за співвідношенням:
13 EMBED Equation.3 1415,
де 13 EMBED Equation.3 1415 – вантажопідйомність обраної шини, кН.
Вибравши з додатка 8 шину, яка задовольняє обом вище-наведеним вимогам (вантажопідйомність і швидкість), слід поцікавитись і типорозміром шин, застосованих на прототипові чи аналогові, але ні в якому випадку не слід тупо запозичувати застосовані на них шини.
Якщо немає можливості підібрати шину з вантажопідйомністю, більшою ніж розрахункове навантаження 13 EMBED Equation.3 1415, то можна прийняти і шину з дещо меншою, ніж 13 EMBED Equation.3 1415, вантажопідйомністю. Це допуска-ється за умови, що шина буде експлуатуватись зі швидкістю, меншою, ніж максимально допустима для неї швидкість.
Опис процедури підбору шин завершують такими записами у пояснювальній записці:
а) який типорозмір шин обрано;
б) яка їх вантажопідйомність при одинарній чи здвоєній установці – відповідно до установки, прийнятої для розроблюваного автомобіля у п. 1.10, і який запас вантажопідйомності вони матимуть;
в) яка допустима швидкість руху шин;
г) чому дорівнює зовнішній діаметр шин 13 EMBED Equation.3 1415, мм.
Якщо не було можливості підібрати шину з необхідною вантажопідйомністю і була обрана шина з меншою вантажо-підйомністю, то на це слід вказати окремим рядком;

2.3. Визначення радіуса кочення коліс

Радіус кочення коліс, м, визначають за формулою:
13 EMBED Equation.3 1415, (2.7)
де 0,48 0,49 – коефіцієнт, який визначає співвідношення між радіусом кочення і зовнішнім діаметром шин для вантажівок.

Порада. Обчислення за формулою (2.7) і за іншими аналогічними формулами (у яких шуканим є одне значення із деякого числового інтервалу) виконують таким чином:
а) визначають крайні точки числового інтервалу, у якому знаходиться шукане значення. Наприклад, при зовнішньому діаметрі шини D0 =1060 мм:
13 EMBED Equation.3 1415 м; (2.7 а)
б) обирають одне з найбільш „круглих” числових значень, яке знаходиться всередині інтервалу, у нашому випадку це 0,51м.
в) обране значення приймають як радіус кочення колеса, про що у наступному після формули (2.7 а) рядку роблять запис:
„Приймаємо радіус кочення колеса рівним 0,51 м.”
Виконуючи на арифметичному (не на інженерному!) калькуляторі навіть такі прості дії, як за формулою (2.7), слід використовувати спрощені прийоми обчислень, які дозволяють економити час. Наприклад:
а) на більшості калькуляторів можна не набирати нуль, який стоїть перед комою, тобто можна набирати «,47» замість «0,47»;
б) якщо потрібно послідовно зробити кілька обчислень за однією і тією ж формулою, у якій один із співмножників не змінюється, то при першому обчисленні цей співмножник слід ввести першим, потім ввести знак множення і другий співмножник. При всіх наступних обчисленнях перший співмножник і знак множення можна не вводити, а набір починати зразу з другого співмножника, після якого вводити знак „=” – див. другий рядок прикладу, наведеного у кінці даної поради;
в) коефіцієнт «10–3», який являє собою число 0,001, можна не вводити, а результат, отриманий на калькуляторі у міліметрах (509 тощо), записувати у робочий зошит у метрах (0,509).
Таким чином, спрощена процедура обчислення радіуса кочення колеса, виконана на калькуляторі за формулою (2.7 а), має вигляд:
1
0
6
0
х
,
4
8
=
508,8
записуємо у зошит: 0,509 м,






,
4
9
=
519,4
записуємо у зошит: 0,519 м

Але окремі моделі калькуляторів можуть не підтримувати таку процедуру. Тому перш за все слід перевірити калькулятор – виконати на ньому обчислення за наведеним вище прикладом і пересвідчитись, що калькулятор дає правильні відповіді.



2.4. Вибір значення коефіцієнта корисної дії трансмісії 13 EMBED Equation.3 1415

Залежно від складності трансмісії, яка, у свою чергу, залежить від колісної формули автомобіля (див. п. 1.11), значення даного коефіцієнта можна приймати у межах від 0,8 до 0,9. А саме, багатовісні та повноприводні автомобілі мають складнішу трансмісію, ніж двовісні та неповноприводні. Тому ККД трансмісії при виконанні даної роботи можна у першому наближенні приймати таким [9, с.10]:

· 0,90 – у автомобілів з однією ведучою віссю;

· 0,87 – у автомобілів з двома ведучими осями;

· 0,84 – у автомобілів з трьома ведучими осями;

· 0,80 – у автомобілів з чотирма ведучими осями.

2.5. Вибір значення коефіцієнта 13 EMBED Equation.3 1415 аеродинамічного опору

Рух автомобіля відбувається у масиві повітря, молекули якого автомобіль відкидає зі свого шляху. Внаслідок цього виникають такі явища:

· перед автомобілем виникає зона стисненого повітря, а позаду – завихрення і зона розрідженого повітря, які утворюють перепад тисків, що протидіє рухові автомобіля;

· біля кожної виступаючої деталі автомобіля (коліс, деталей підвісок, склоочисників, зовнішніх дзеркал, антени, дверних ручок тощо) теж виникають завихрення, які утворюють перепад тисків;

· між повітрям і зовнішніми поверхнями кузова (днищем, верхньою і бічними поверхнями) виникають сили тертя, спрямовані проти напряму руху автомобіля.
Усі ці шкідливі явища проявляються тим більше, чим менш обтічною (тобто чим менш аеродинамічно досконалою) є форма кузова автомобіля – рис. 2.1.
Аеродинамічну недосконалість форми кузова автомобіля характеризують одним узагальнюючим коефіцієнтом 13 EMBED Equation.3 1415, кПа
·с2/м2. Його фізичний зміст – це перепад тисків зустрічного потоку повітря, який діє на лобову площу автомобіля при швидкості руху 1 м/с.
Рис. 2.1. Обтічність
потоком повітря
ідеально обтічного тіла, легкового і вантажного автомобілів





При незмінній густині повітря значення коефіцієнта 13 EMBED Equation.3 1415 залежить лише від форми кузова автомобіля і плавності його обводів. У ідеально обтічного тіла коефіцієнт 13 EMBED Equation.3 1415 дорівнював би нулю.
Оскільки коефіцієнт 13 EMBED Equation.3 1415 не залежить від розмірів автомобіля, то при виборі його значення можна орієнтуватись на будь-який вантажний автомобіль, загальна компоновка, форма і обтічність кузова якого (капоту, кабіни водія і кузова для вантажу) подібні до компоновки і форми кузова автомобіля, який розробляється.
Для вантажівок значення коефіцієнта 13 EMBED Equation.3 1415 знаходяться у межах від 0,31·10–3 (ЗиЛ-5301 „Бичок”фургон) до 0,7·10–3 кПа·с2/м2 – табл. 2.1 (11, с. 137; 13, с. 199).
Але це не означає, що слід точно виписувати значення коефі-цієнта 13 EMBED Equation.3 1415 з табл. 2.1, бо коефіцієнт 13 EMBED Equation.3 1415 є дуже мінливою величиною, на його значення впливають навіть такі обставини, як наявність тенту на кузові автомобіля, відкритих чи закритих вікон чи люку у стелі кабіни тощо. Наприклад, існуючі автомобілі „Газель” залежно від конструктивного виконання можуть мати коефіцієнт 13 EMBED Equation.3 1415 у межах від 0,338 до 0,405
·10–3. Яке саме значення цього коефіцієнта матиме подібний до „Газелі” розроблюваний автомобіль – не може спрогнозувати ніхто, і ніхто не зможе гарантувати, що новий автомобіль дійсно матиме значення 13 EMBED Equation.3 1415, яке знаходитиметься у вказаних межах – воно може бути як більшим, так меншим.
2.1. Значення коефіцієнта 13 EMBED Equation.3 1415
деяких існуючих автомобілів [11, 13]
Автомобіль
Коефіцієнт 13 EMBED Equation.3 1415, кПа·с2/м2

Легкові автомобілі

Москвич-401
0,37
·10-3

Москвич-2140
0,312·10-3

ЗАЗ-968
0,30·10-3

ЗАЗ-1102 „Таврія”
0,23·10-3

ВАЗ-2101
0,287·10-3

ВАЗ-2103
0,281·10-3

ГАЗ М-20 „Победа”
0,25
·10-3

ГАЗ-24
0,275·10-3

ГАЗ-3102
0,23·10-3

Ауди 100
0,238·10-3

Вантажні автомобілі

ИЖ-2715
0,32·10-3

ГАЗ-3302 „Газель”: тентований
бортовий
фургон
0,338·10-3
0,367·10-3
0,405·10-3

ЗиЛ-5301 „Бичок”: фургон
бортовий
0,309·10-3
0,370·10-3

ЗиЛ-130
(0,375–0,588)·10-3

ЗиЛ-4331: тентований
бортовий
0,41·10-3
0,56·10-3

ЗиЛ-131 бортовий
0,64·10-3

Урал-375 бортовий
0,668·10-3

КамАЗ-5320: тентований
бортовий
0,425·10-3
0,663·10-3

МАЗ-500А: тентований
бортовий
(0,42–0,45)·10-3
0,64·10-3

КрАЗ-256
0,59·10-3


Тому на етапі проектування автомобіля, зовні подібного до „Газелі” (як приклад), слід зупинити свій вибір на будь-якому більш-менш круглому (для спрощення обчислень) значенні коефіцієнта 13 EMBED Equation.3 1415, яке задовольняє одній з таких умов:
а) знаходиться в інтервалі від 0,338
·10–3 до 0,405
·10–3, наприклад, дорівнює 0,35
·10–3 або 0,40
·10–3;
б) або знаходиться трохи нижче згаданого інтервалу, наприклад, 0,30
·10-3 кПа·с2/м2. Це означатиме, що ми плануємо створити більш аеродинамічно досконалий автомобіль, ніж прототип.
Приймати ж значення коефіцієнта 13 EMBED Equation.3 1415 більшим, ніж у вказаному інтервалі, неприпустимо – немає сенсу проектувати автомобіль з гіршими аеродинамічними властивостями, ніж у існуючих автомобілів.

2.6. Визначення лобової площі автомобіля 13 EMBED Equation.3 1415

Габаритні ширину B і висоту H автомобіля приймають за прототипом чи аналогом (див. додаток 6) і записують у метрах.
Можна призначати ці розміри і на власний розсуд, але слід пам’ятати, що за діючими стандартами ширина автомобіля, призначеного для експлуатації на дорогах загального користування, не може перевищувати 2,55 м, а висота – 3,6 м.
Лобову площу автомобіля, м2, обчислюють за формулою (рис. 2.1):
13 EMBED Equation.3 1415. (2.8)
Рис. 2.1. Заштрихована зона – лобова площа автомобіля F
13 EMBED Word.Picture.8 1415


2.7. Сила опору повітря 13 EMBED Equation.3 1415, яка спостерігається при заданій максимальній швидкості руху 13 EMBED Equation.3 1415

При швидкості руху 13 EMBED Equation.3 1415 сила опору повітря дорівнює:
13 EMBED Equation.3 1415. (2.9)

2.8. Сила опору дороги у заданих умовах руху 13 EMBED Equation.3 1415

Під час руху автомобіля по дорозі з деяким підйомом 13 EMBED Equation.3 1415, який у п.1.15 було прийнято (задано) доступним для руху зі швидкістю 13 EMBED Equation.3 1415, сила опору дороги дорівнює, кН:
13 EMBED Equation.3 1415, (2.10)
де 13 EMBED Equation.3 1415 – коефіцієнт опору дороги, прийнятий у п. 1.15.

2.9. Сумарна зовнішня сила опору рухові автомобіля 13 EMBED Equation.3 1415,
яка спостерігається при заданій максимальній швидкості

Під час руху автомобіля зі згаданою швидкістю в умовах, заданих п.1.15, сумарна зовнішня сила опору рухові автомобіля 13 EMBED Equation.3 1415 дорівнює, кН:
13 EMBED Equation.3 1415. (2.11)

3. ВИЗНАЧЕННЯ
ОСНОВНИХ КОНСТРУКТИВНИХ ПАРАМЕТРІВ ДВИГУНА

3.1. Вибір положення робочої точки

Зовнішня швидкісна характеристика двигуна (ЗШХ) може мати кілька характерних точок потужності:
а) точку А максимальної потужності 13 EMBED Equation.3 1415, яка спостерігається при кутовій швидкості обертання колінчастого вала 13 EMBED Equation.3 1415 – рис. 3.1;
13 EMBED Word.Picture.8 1415

Рис. 3.1. Точка А максимальної потужності двигуна 13 EMBED Equation.3 1415


б) точку В номінальної потужності 13 EMBED Equation.3 1415, яка спостерігається при номінальній кутовій швидкості обертання колінчастого вала 13 EMBED Equation.3 1415 – рис. 3.2;
13 EMBED Word.Picture.8 1415

Рис. 3.2. Точка В номінальної потужності 13 EMBED Equation.3 1415 двигуна,
обладнаного обмежувачем швидкості обертання колінчастого вала


в) робочу точку С, яка являє собою точку перетину наявної потужності двигуна 13 EMBED Equation.3 1415 і необхідної для руху автомобіля потужності 13 EMBED Equation.3 1415 – рис. 3.3. Ця точка характеризується потужністю 13 EMBED Equation.3 1415 і кутовою швидкістю обертання колінчастого вала 13 EMBED Equation.3 1415 – рис. 3.3.
13 EMBED Word.Picture.8 1415

Рис. 3.3. Робоча точка С зовнішньої швидкісної характеристики двигуна, обладнаного обмежувачем швидкості обертання колінвала


За певних умов всі ці три точки можуть збігатись. При цьому дещо спрощуються розрахунки, а автомобіль отримує можливість розвивати максимально можливу (за даної потужності двигуна) швидкість руху.
З метою спрощення доцільно прийняти, що характерні точки збігаються – рис. 3.4.

13 EMBED Word.Picture.8 1415

Рис. 3.4. До випадку, коли точки максимальної і номінальної потужності двигуна збігаються з робочою точкою ЗШХ


3.2. Визначення потужності двигуна 13 EMBED Equation.3 1415, мінімально необхідної для руху автомобіля в умовах, заданих у п. 1.15

Потужність двигуна, мінімально необхідну для руху автомобіля з заданною максимальною швидкістю 13 EMBED Equation.3 1415 у дорожніх умовах, обраних у п. 1.15, визначають за співвідношенням, кВт:
13 EMBED Equation.3 1415. (3.1)

3.3. Вибір номінальної потужності двигуна автомобіля

Спираючись на отримане у попередньому пункті значення потужності 13 EMBED Equation.3 1415, обирають номінальну потужності двигуна 13 EMBED Equation.3 1415. Вона повинна бути дещо більшою, ніж значення 13 EMBED Equation.3 1415 (приблизно на 310 %). Це забезпечить двигуну деякий запас потужності, необхідний для того, щоб він був здатним розвивати мінімально необхідну потужність 13 EMBED Equation.3 1415 не лише у новому і оптимально відрегульованому стані, а й у частково зношеному чи невідрегульованому.
Таким чином, номінальну потужність двигуна 13 EMBED Equation.3 1415 обирають у інтервалі, крайні значення якого орієнтовно визначають за виразом:
13 EMBED Equation.3 1415. (3.2)
Причому перевагу слід віддавати круглим числам, кратним 5, а ще краще – 10. Наприклад, номінальну потужність двигуна слід приймати рівною 35, 40, 45, 50 кВт тощо.
Приклад. Якщо за формулою (3.2) отримано 13 EMBED Equation.3 1415= 47,3 кВт, то за формулою (3.2) отримаємо 13 EMBED Equation.3 141548,7 52,0 кВт, внаслідок чого номінальну потужність двигуна 13 EMBED Equation.3 1415 доцільно прийняти рівною 50 кВт.
Різниця між прийнятим значенням номінальної потужності (50 кВт) і отриманим за виразом (3.1) являє собою запас потужності, який матиме двигун під час руху повністю завантаженого автомобіля з максимальною швидкістю у дорожніх умовах, зазначених у п.1.15.
Виконання даного пункту відображають у звіті за допомогою запису: „Приймаємо номінальну потужність двигуна рівною ..... кВт”, після чого про мінімально необхідну потужність 13 EMBED Equation.3 1415, отриману розрахунком за формулою (3.1), слід забути і ніде більше її не використовувати.

3.4. Вибір типу двигуна

Вибір типу двигуна – бензинового чи дизельного – здійснюють за допомогою рис. 3.5. Він свідчить, що бензинові двигуни (зображені на рисунку затемненими кружальцями) застосовують на вантажівках лише у тому випадку, коли їх номінальна потужність не перевищує, як правило, 150 кВт.
Дизельні ж двигуни застосовують при будь-якій потужності.
Орієнтуючись на ці два положення, а також враховуючи істотно меншу вартість бензинових двигунів або істотно кращу паливну економічність дизелів, слід прийняти рішення про тип двигуна для розроблюваного автомобіля, зробивши відповідний запис у звіті.

3.5. Вибір номінальної кутової швидкості обертання колінчастого вала двигуна 13 EMBED Equation.3 1415

Це кутова швидкість обертання колінчастого вала, при якій завод вказує (оголошує) номінальну потужність двигуна.
Її вибір здійснюють за допомогою рис. 3.5 з урахуванням типу і номінальної потужності двигуна, обраного у попередньому пункті.


































Наприклад, рис . 3.5 свідчить про наступне:

· сучасні бензинові двигуни потужністю 100 кВт мають номінальну кутову швидкість обертання колінчастого вала у межах від 300 до 600 рад/с (3 6 тис. хв– 1);

· дизельні двигуни тієї ж потужності мають номінальну кутову швидкість обертання колінчастого вала від 220 до 500 рад/с;

· дизельні двигуни потужністю 250 кВт мають номінальну кутову швидкість обертання колінчастого вала у межах від 150 до 240 рад/с.
Для спрощення обчислень слід приймати круглі значення швидкості обертання – 180, 200, 220, 250, 300 рад/с тощо.

Порада. З метою спрощення подальших обчислень перевагу слід віддавати таким значенням 13 EMBED Equation.3 1415, які у результаті ділення номінальної потужності двигуна 13 EMBED Equation.3 1415 на 13 EMBED Equation.3 1415 дають більш-менш круглі значення. Наприклад, при номінальній потужності дизельного двигуна 13 EMBED Equation.3 1415=250 кВт найбільш прийнятними є такі значення 13 EMBED Equation.3 1415:
  200 рад/с – у результаті ділення 13 EMBED Equation.3 1415 на 13 EMBED Equation.3 1415 отримуємо 1,250;
 250 рад/с – у результаті ділення отримуємо 1,000.
Останнє значення кутової швидкості дещо виходить за межі смуги можливих значень, наведеної на рис. 3.5, але, враховуючи навчальний характер даної роботи, це є допустимим.
Якщо не вдається підібрати необхідне „кругле” значення номінальної кутової швидкості 13 EMBED Equation.3 1415, то можна повернутись до п. 3.2 і обрати інше значення номінальної потужності двигуна 13 EMBED Equation.3 1415 (навіть якщо воно дещо і виходить за межі інтервалу (3.2)) – таке, для якого існує прийнятне значення кутової швидкості 13 EMBED Equation.3 1415.
Але отримання круглого значення частки 13 EMBED Equation.3 1415/13 EMBED Equation.3 1415 є побажанням, а не обов’язковою умовою. Воно не означає повну заборону приймати інші круглі значення номінальної швидкості, наприклад 220, 230, 240 рад/с тощо, які не дають „круглі” значення відношення 13 EMBED Equation.3 1415/13 EMBED Equation.3 1415.
Але неприпустимо приймати якісь зовсім не круглі значення 13 EMBED Equation.3 1415, наприклад 317 або 286,4 рад/с.



3.6 Визначення номінального крутного моменту двигуна 13 EMBED Equation.3 1415

Згаданий крутний момент дорівнює:
13 EMBED Equation.3 1415, кН·м. (3.3)
3.7 Вибір кутової швидкості обертання колінчастого вала, при якій вступає у роботу обмежувач швидкості обертання

У реальних двигунах обмежувач вступає у роботу при кутовій швидкості 13 EMBED Equation.3 1415, рівній  80 120 % від кутової швидкості обертання колінчастого вала 13 EMBED Equation.3 1415, при якій спостерігається максимальна потуж-ність двигуна 13 EMBED Equation.3 1415.
При виконанні даної роботи рекомендується прийняти, що обмежувач вступає у роботу при швидкості 13 EMBED Equation.3 1415, рівній 110 % від номінальної кутової швидкості обертання колінчастого вала 13 EMBED Equation.3 1415:
13 EMBED Equation.3 1415, рад/с. (3.4)

4. ПОБУДОВА ЗОВНІШНЬОЇ ШВИДКІСНОЇ ХАРАКТЕРИСТИКИ ДВИГУНА

4.1. Вибір значень коефіцієнтів рівняння С.Р.Лейдермана

Зовнішня швидкісна характеристика двигуна – це залежність основних показників його роботи від швидкості обертання колінчастого вала за умови, що орган керування подачею палива зафіксовано у положенні номінальної подачі палива.
Зовнішню швидкісну характеристику двигунів, які ще не розроблено, будують за рівняннями С.Р.Лейдермана, у яких застосовують емпіричні коефіцієнти 13 EMBED Equation.3 1415 і 13 EMBED Equation.3 1415. Значення цих коефі-цієнтів приймають у таких межах:
13 EMBED Equation.3 1415 = 0,5 1,0; 13 EMBED Equation.3 1415 = (2,0 – 13 EMBED Equation.3 1415).
Для спрощення обчислень при виконанні лабораторних робіт можна приймати 13 EMBED Equation.3 1415 = 13 EMBED Equation.3 1415 = 1,0.

4.2. Розрахунок зовнішньої швидкісної характеристики

Розрахунок зовнішньої швидкісної характеристики двигуна зручно проводити у таблиці, побудованій за зразком табл. 4.1.
У першому стовпчику цієї таблиці наведено поточні значення безрозмірністної кутової швидкості 13 EMBED Equation.3 1415, для яких слід обчислювати значення ЗШХ (безрозмірністна кутова швидкість обертання колінчастого вала являє собою кутову швидкість, виражену у частках одиниці від номінальної кутової швидкості). Ці значення слід просто переписати у робочий зошит.

4.1. Зовнішня швидкісна характеристика двигуна

Вихідні дані:
поточні значення безрозмірністної кутової швидкості обертання колінчастого вала 13 EMBED Equation.3 1415
Результати розрахунку:
поточні значення


розмірністної кутової швидкості обертання колінвала
(, рад/с
вели-чини А (при
а0 = а1 = 1,0)
крутного момента двигуна
М, кН·м
потужності двигуна
N, кВт

1
2
3
4
5

0,4
120
1,24
0,625
75,0

0,5

1,25



0,6

1,24



0,7

1,21



0,8

1,16



0,9

1,09



1,0 (13 EMBED Equation.3 1415)

1,00



1,1 (13 EMBED Equation.3 1415)

0,89




Якщо коефіцієнт С.Р.Лейдермана а1 взято більшим одиниці, причому після коми стоїть непарна цифра, то у табл. 4.1 добавляють ще один рядок із значенням 13 EMBED Equation.3 1415, рівним 0,5·а1. Його розміщують у такому місці таблиці, щоб значення 13 EMBED Equation.3 1415 безперервно зростали у напрямі від верхнього до нижнього рядка.
Другий стовпчик таблиці заповнюють поточними значеннями розмірністної кутової швидкості обертання колінчастого вала 13 EMBED Equation.3 1415, які обчислюють за співвідношенням:
13 EMBED Equation.3 1415, (4.1)
де значення 13 EMBED Equation.3 1415 беруть з того ж рядка таблиці 4.1, для якого обчислюють значення 13 EMBED Equation.3 1415.
Третій стовпчик таблиці 4.1 заповнюють поточними значеннями допоміжної величини 13 EMBED Equation.3 1415, обчисленими за рівнянням С.Р.Лейдермана:
13 EMBED Equation.3 1415. (4.2)

Порада. Якщо обчислення за формулою (4.2) проводять за допомогою арифметичного калькулятора, то їх можна істотно спростити, якщо вираз (4.2) записати у вигляді:
13 EMBED Equation.3 1415. (4.3)
Запис (4.3) дозволяє послідовно (безперервним ланцюжком) вводити у калькулятор всі необхідні числові значення і знаки дій між ними, і лише після введення останнього числа 13 EMBED Equation.3 1415 натискати клавішу „=”, отримуючи кінцевий результат – поточне значення величини А. Але деякі типи мікрокалькуляторів можуть не підтримувати описану процедуру, тому слід попередньо перевірити мікрокалькулятор на окремому прикладі.

Якщо коефіцієнти 13 EMBED Equation.3 1415 і 13 EMBED Equation.3 1415 прийнято рівними одиниці, то фор-мула (4.2) приводить до отримання значень А, наведених у третьому стовпчику табл. 4.1.
Четвертий стовпчик таблиці заповнюють поточними значен-нями крутного моменту двигуна 13 EMBED Equation.3 1415, обчисленими за виразом, кН
·м:
13 EMBED Equation.3 1415, (4.4)
де 13 EMBED Equation.3 1415 – номінальний крутний момент двигуна, кН.м.

Порада. Заповнивши четвертий стовпчик, доцільно зразу ж перевірити отримані результати на відсутність грубих помилок:
а) найбільші значення повинні бути у верхніх рядках таблиці і плавно зменшуватись по мірі наближення до нижнього рядка;
б) значення, отримане у передостанньому рядку таблиці, має практично точно збігатися із обчисленим раніше значенням 13 EMBED Equation.3 1415;
в) максимальне значення крутного моменту повинне:

· спостерігатись при кутовій швидкості обертання колінчастого вала 13 EMBED Equation.3 1415, яка дорівнює 13 EMBED Equation.3 1415;

· дорівнювати 13 EMBED Equation.3 1415.


П’ятий стовпчик таблиці 4.1 заповнюють поточними значен-нями потужності двигуна 13 EMBED Equation.3 1415, кВт:
13 EMBED Equation.3 1415, (4.5)
де 13 EMBED Equation.3 1415 і 13 EMBED Equation.3 1415 – поточні значення крутного моменту і розмірністної кутової швидкості обертання колінчастого вала, розміщені у тому ж рядку таблиці, що і шукане значення 13 EMBED Equation.3 1415.

Порада. Заповнивши п’ятий стовпчик, доцільно зразу ж пере-вірити отримані дані на відсутність грубих помилок:
а) у першому рядку таблиці потужність повинна бути мінімаль-ною і плавно зростати по мірі наближення до передостаннього рядка;
б) у останньому рядку потужність повинна дещо зменшитись;
в) значення потужності, одержане у передостанньому рядку, має практично точно збігатися зі значенням номінальної потужності.13 EMBED Equation.3 1415. Розбіжності між ними можуть бути обумовлені лише незначними похибками округлення проміжних результатів, а тому повинні бути мінімальними, не більше 0,1 кВт. Якщо це так, то як кінцевий результат у передостанній рядок таблиці слід записувати очікуване точне значення 13 EMBED Equation.3 1415;
г) якщо ж у передостанньому рядку отримано значення, яке істотно відрізняється від 13 EMBED Equation.3 1415, то це свідчить про наявність помилки.


Приклад розрахунку ЗШХ двигуна з показниками 13 EMBED Equation.3 1415= 1,1, 13 EMBED Equation.3 1415= 300 рад/с, 13 EMBED Equation.3 1415= 150 кВт, 13 EMBED Equation.3 1415= 0,500 кН·м, проведений за рівнянням С.Р.Лейдермана з коефіцієнтами 13 EMBED Equation.3 1415, рівними одини-ці, наведено у табл. 4.1 додатка 10.
Наведені у таблиці дані витримують перевірку на відсутність грубих помилок. А саме:
а) максимальні значення крутного моменту двигуна спосте-рігаються у верхніх рядках таблиці і мінімальні – у нижніх;
б) значення крутного моменту двигуна 13 EMBED Equation.3 1415, отримане у перед-останньому рядку таблиці, точно збігається із значенням 13 EMBED Equation.3 1415;
в) максимальне значення крутного момента двигуна 13 EMBED Equation.3 1415 дійсно задовольняє таким вимогам:

· спостерігається при кутовій швидкості обертання колінчастого вала, рівній 150 рад/с:
13 EMBED Equation.3 1415 рад/с;

· дорівнює 0,625 кН
·м:
13 EMBED Equation.3 1415 кН·м.
г) значення потужності двигуна, отримане у передостанньому рядку таблиці, точно збігається із значенням максимальної потужності двигуна – 150,0 кВт.

4.3. Побудова шкал для графіка зовнішньої швидкісної характеристики двигуна

За даними, наведеними у таблиці, на аркуші міліметрового паперу формату не менше А4, розміщеному вертикально, будують шкали для графіка ЗШХ двигуна, зразок якого наведено на рис. 4.1 додатка 10.
По горизонтальній осі відкладають шкалу числових значень кутової швидкості обертання колінчастого вала (, яка повинна охоплювати всі значення кутової швидкості (, наявні у табл. 4.1.
Наприклад, у табл. 4.1 додатка 10 найменшим значенням є 120 рад/с, а найбільшим – 330 рад/с. Внаслідок цього шкалу на графіку ЗШХ доцільно почати із значення 100 рад/с, а закінчити значенням 350 рад/с – див. рис. 4.1 додатка 10.
Надзвичайно важливим є правильна побудова шкали. Вона повинна задовольняти таким умовам:
а) довжина шкали повинна бути якомога більшою, що дозволить точніше знаходити на графіку необхідні числові значення;
б) масштаб шкали повинен бути таким, щоб значенню кутової швидкості обертання колінчастого вала, рівному 10 рад/с, на міліметровому папері відповідала кругла кількість поділок – 5, 10, 20 або 50. Це дуже спрощуватиме знаходження будь-яких проміжних значень на шкалі, що полегшить побудову графіка ЗШХ і зменшить можливість виникнення помилок при побудові чи зчитуванні кривих;
в) оцифровку шкали слід виконувати лише круглими числовими значеннями, як на лінійці – 50, 100, 150, 200 тощо. Ні в якому випадку не можна оцифровувати шкалу тими числовими значеннями, які отримано у таблиці.
По бокам графіка будують дві вертикальні шкали – одну для поточних значень крутного моменту двигуна М, а другу для поточних значень потужності 13 EMBED Equation.3 1415.
Кожна з них повинна бути побудована з врахуванням тих же вимог, що були описані вище.
Як приклад недосконалості побудови шкал, наведених на рис. 4.1 додатка 10, слід вказати на наявність великого порожнього місця у нижній частині графіка. Цього можна було уникнути двома шляхами:
а) вертикальні шкали (або хоча б одну з них) зробити більшого розміру;
б) зменшити висоту площі паперу, відведеної під графік, „обрізавши” її порожню нижню частину.
Оцифровка вертикальних шкал повинна бути виконана лише круглими цифровими значеннями на зразок:
0,40, 0,50, 0,60, ;
або 0,40, 0,45, 0,50, ;
або 0,40, 0,42, 0,44, 0,46, 0,48, 0,50,
або 0,40, 0,41, 0,42, 0,43, 0,44, 0,45,.
Не допускається нанесення на шкали некруглих числових значень на зразок 0,400, 0,433, 0,467, 0,500; або довільних, не систематизованих даних на зразок 0,412, 0, 457, 0,479, 0,534 тощо.

4.4. Побудова графіка зовнішньої швидкісної характеристики

Після закінчення побудови шкал на поле графіка наносять добре помітні точки, якими позначають пари чисел „( – М” або „( – N” з табл. 4.1. Наприклад, для побудови кривої крутного моменту М за даними табл.4.1 виконують такі дії:
а) з першого рядка табл. 4.1 виписують числові значення ( = 120 рад/с і М = 0,620 кН.м, після чого на поле графіка наносять точку на перетині вертикальної лінії, яка проходить через значення ( = 120 рад/с і горизонтальної лінії, яка проходить через значення М = 0,620 кН.м. На перетині цих ліній ставлять точку;
б) аналогічним чином виписують числові значення ( і М з другого рядка табл. 4.1, після чого на поле графіка наносять другу точку;
в) процедуру повторюють до самого нижнього рядка таблиці включно.
Після нанесення останньої точки їх з’єднують за допомогою лекала плавною лінією крутного моменту 13 EMBED Equation.3 1415, яка являє собою ЗШХ двигуна за крутним моментом.
Відрізки лінії, які мають малу кривизну, слід проводити за допомогою гнучкої лінійки. Цю роботу виконують удвох: один ставить лінійку ребром на аркуш паперу і згинає її таким чином, щоб вона проходила біля нанесених точок; а другий проводить олівцем лінію під цю зігнуту лінійку.
Причому ЗШХ може не зовсім точно проходити через всі без винятку точки, бо кожна з них (точок) обтяжена деякою випадковою похибкою обчислення. Але великих відхилень лінії від розрахункових точок не повинно бути – їх поява свідчить про низьку культуру виконання обчислень або про помилки при обчисленнях.
Аналогічним чином будують і лінію ЗШХ двигуна за потужністю. Для цього з табл. 4.1 послідовно виписують пари чисел ( і 13 EMBED Equation.3 1415, за якими будують точки і лінію потужності 13 EMBED Equation.3 1415.
Насамкінець на вільному місці поля графіка у вигляді таблички записують числові значення основних характерних точок ЗШХ:

· номінальної потужності двигуна 13 EMBED Equation.3 1415;

· номінальної швидкості обертання колінчастого вала двигуна 13 EMBED Equation.3 1415;

· максимального значення крутного моменту 13 EMBED Equation.3 1415;

· швидкості обертання колінчастого вала 13 EMBED Equation.3 1415, при якій спосте-рігається максимальне значення крутного моменту 13 EMBED Equation.3 1415.

5. ВИЗНАЧЕННЯ ОСНОВНИХ ПАРАМЕТРІВ ТРАНСМІСІЇ

При виконанні даної роботи використовуються такі терміни і позначення:
а) вища передача – передача, призначена для отримання заданої максимальної швидкості руху автомобіля 13 EMBED Equation.3 1415. Номер цієї передачі ми позначатимемо буквою п. Залежно від конструктивних особливостей автомобіля це може бути третя передача, або четверта або якась інша;
б) прискорювальна передача („овердрайв”) – додаткова передача, яка має найменше передаточне число, її номер – (п+1). Її призначено для отримання (під час руху автомобіля) найбільш економічних режимів роботи двигуна;
в)  13 EMBED Equation.3 1415 – номер поточної передачі з ряду основних 13 EMBED Equation.3 1415 передач, він може дорівнювати: 13 EMBED Equation.3 1415 = 1, 2, , п, п+1,
де п – номер вищої передачі;
(п+1) – номер прискорювальної передачі.

5.1. Визначення передаточного числа трансмісії на вищій (п-ній) передачі 13 EMBED Equation.3 1415.
Передаточне число трансмісії 13 EMBED Equation.3 1415 у загальному випадку руху автомобіля являє собою відношення кутової швидкості обертання колінчастого вала 13 EMBED Equation.3 1415 до кутової швидкості обертання коліс 13 EMBED Equation.3 1415:
13 EMBED Equation.3 1415. (5.1)
Рух автомобіля з заданою максимальною швидкістю 13 EMBED Equation.3 1415 являє собою окремий випадок руху, який відрізняється від загального випадку, описаного рівнянням (5.1), наступним:
а) трансмісія працює на вищій передачі, передаточне число якої ми умовились позначати як 13 EMBED Equation.3 1415;
б) кутова швидкість обертання колінчастого вала двигуна 13 EMBED Equation.3 1415 є номінальною, яку ми позначаємо як 13 EMBED Equation.3 1415;
в) кутова швидкість обертання ведучих коліс 13 EMBED Equation.3 1415 є такою, що забезпечує отримання заданої поступальної швидкості 13 EMBED Equation.3 1415:
13 EMBED Equation.3 1415, (5.2)
де 13 EMBED Equation.3 1415 – радіус кочення колеса, м.
Підставивши вираз (5.2) у співвідношення (5.1) і замінивши у ньому позначення 13 EMBED Equation.3 1415 на 13 EMBED Equation.3 1415, а 13 EMBED Equation.3 1415 на 13 EMBED Equation.3 1415, отримуємо вираз для визначення шуканого передаточного числа трансмісії:
13 EMBED Equation.3 1415. (5.3)
Якщо автомобіль не має роздавальної коробки, або якщо має, але її передаточне число на вищій передачі дорівнює одиниці, то передаточне число трансмісії (5.3) являє собою добуток двох передаточних чисел – передаточного числа коробки передач 13 EMBED Equation.3 1415 на вищій передачі і передаточного числа головної передачі 13 EMBED Equation.3 1415:
13 EMBED Equation.3 1415. (5.4)

5.2. Визначення передаточного числа коробки передач на вищій (п-ній) передачі 13 EMBED Equation.3 1415

Це передаточне число прийнято приймати рівним одиниці або близьким до неї. При виконанні лабораторної роботи з метою спрощення обчислень його доцільно прийняти рівним одиниці:
13 EMBED Equation.3 1415= 1,0. (5.5)

5.3. Визначення передаточного числа головної передачі 13 EMBED Equation.3 1415

Розв
·язавши вираз (5.4) відносно 13 EMBED Equation.3 1415, отримуємо розрахункове співвідношення для передаточного числа головної передачі:
13 EMBED Equation.3 1415. (5.6)
Зокрема, якщо передаточне число коробки передач 13 EMBED Equation.3 1415 прийнято рівним одиниці (див. попередній пункт), то вираз (5.6) спрощується до вигляду:
13 EMBED Equation.3 1415. (5.7)


5.4. Визначення передаточного числа коробки передач на першій передачі 13 EMBED Equation.3 1415

Це передаточне число визначають з умови, щоб на першій передачі повністю завантажений автомобіль був здатен рухатись при деякому наперед заданому максимальному коефіцієнтові опору дороги 13 EMBED Equation.3 1415, але при цьому щоб не відбувалось пробуксовування ведучих коліс. Математичний запис цієї умови (без доведення) має вигляд:
13 EMBED Equation.3 1415, (5.8)
де А – допоміжна величина:
13 EMBED Equation.3 1415; (5.9)
13 EMBED Equation.3 1415 – максимальне значення коефіцієнта опору дороги, прийняте у п. 1.16;
13 EMBED Equation.3 1415 ( значення коефіцієнта зчеплення ведучих коліс з дорогою у найважчих умовах руху, прийняте у п. 1.17;
13 EMBED Equation.3 1415( максимальне значення крутного моменту двигуна за табл. 4.1.
При виконанні лабораторної роботи рекомендується приймати мінімально можливе значення 13 EMBED Equation.3 1415, яке задовольняє умові (5.8). Це забезпечить мінімальну кількість ступенів у коробці передач, що зменшить обсяг обчислювальних і графічних робіт.

5.5. Визначення попереднього значення знаменника геометричної прогресії ряду передаточних чисел

Попереднє значення знаменника геометричної прогресії 13 EMBED Equation.3 1415 ряду передаточних чисел коробки передач обчислюють за виразом:
13 EMBED Equation.3 1415, (5.10)
де 13 EMBED Equation.3 1415 і 13 EMBED Equation.3 1415 – кутова швидкість обертання колінчастого вала двигуна відповідно при спрацюванні обмежувача (п. 3.7) і при максимальному значенні крутного моменту (табл. 4.1), рад/с.

5.6. Визначення кількості п основних передач

Діапазон передаточних чисел коробки передач дорівнює:
13 EMBED Equation.3 1415. (5.11)
Попереднє значення мінімально необхідної кількості основних ступенів коробки передач 13 EMBED Equation.3 1415 визначають за виразом:
13 EMBED Equation.3 1415, (5.12)
після чого приймають рішення про кількість передач 13 EMBED Equation.3 1415:

· якщо дробова частина числа 13 EMBED Equation.3 1415 не перевищує 0,1, то кількість передач 13 EMBED Equation.3 1415 приймають рівною цілій частині числа 13 EMBED Equation.3 1415;

· якщо дробова частина числа 13 EMBED Equation.3 1415 перевищує 0,1, то кількість передач 13 EMBED Equation.3 1415 приймають на одиницю більшою, ніж ціла частина 13 EMBED Equation.3 1415.

5.7. Визначення уточненого значення знаменника геометричної прогресії ряду передаточних чисел 13 EMBED Equation.3 1415

У зв’язку із округленням отриманого значення 13 EMBED Equation.3 1415 до цілого числа 13 EMBED Equation.3 1415 слід перейти від попереднього значення знаменника геометричної прогресії 13 EMBED Equation.3 1415 до уточненого значення 13 EMBED Equation.3 1415. Останнє визначають за таким співвідношенням:
13 EMBED Equation.3 1415. (5.13)

Порада. Отримавши уточнене значення 13 EMBED Equation.3 1415, слід одразу ж перевірити його на наявність грубої помилки. А саме, уточнене значення 13 EMBED Equation.3 1415 має незначно відрізнятись від попереднього значення 13 EMBED Equation.3 1415, причому у такий бік:

· якщо округлення величини 13 EMBED Equation.3 1415 було зроблено у бік змен-шення, то уточнене значення 13 EMBED Equation.3 1415 має бути дещо більшим, ніж попереднє значення 13 EMBED Equation.3 1415;

· якщо округлення величини 13 EMBED Equation.3 1415 було зроблено у бік збіль-шення, то уточнене значення 13 EMBED Equation.3 1415 має бути дещо меншим, ніж попереднє значення 13 EMBED Equation.3 1415.


5.8. Визначення передаточних чисел коробки передач на другій і більш високих передачах

Передаточні числа коробки передач на другій і більш високих передачах визначають за співвідношеннями:
13 EMBED Equation.3 1415; (5.14 а)
13 EMBED Equation.3 1415; (5.14 б)
і так далі, причому передаточне число вищої (п-ної) передачі повинно практично збігтися із прийнятим .у п. 5.2.
5.9. Визначення передаточного числа коробки передач на прискорювальній передачі (передача номер п+1)

Завершують визначення передаточних чисел коробки передач передаточним числом на прискорювальній передачі (передача номер п+1, «овердрайв»). Згадане передаточне число приймають рівним 60  80 % від 13 EMBED Equation.3 1415:
13 EMBED Equation.3 1415. (5.15)

6. ПОБУДОВА ТЯГОВИХ ХАРАКТЕРИСТИК АВТОМОБІЛЯ
ЗА ВІЛЬНОЮ СИЛОЮ ТЯГИ

6.1. Загальні відомості

При підведенні до колеса машини ведучого моменту у плямі контакту його з дорогою виникає деяка сила, яка лежить у площині дороги і штовхає колесо у напрямі його руху. Цю силу називають повною коловою силою машини 13 EMBED Equation.3 1415 і визначають за виразом:
13 EMBED Equation.3 1415, (6.1)
де 13 EMBED Equation.3 1415 – повна колова сила машини, можлива за двигуном на т передачі;
13 EMBED Equation.3 1415 – повна колова сила машини, можлива за зчепленням коліс з дорогою.
Різницю між повною коловою силою автомобіля 13 EMBED Equation.3 1415 і силою опору повітря 13 EMBED Equation.3 1415 називають вільною силою тяги автомобіля 13 EMBED Equation.3 1415:
13 EMBED Equation.3 1415. (6.2)
Підставивши у цей вираз значення повної колової сили (6.1), отримуємо:
13 EMBED Equation.3 1415. (6.3)
Кожна з двох величин, що знаходяться у других фігурних дужках (13 EMBED Equation.3 1415 та 13 EMBED Equation.3 1415), являє собою окремий випадок вільної сили тяги машини:
13 EMBED Equation.3 1415 – вільна сила тяги, можлива за двигуном на т передачі, далі ми її позначатимемо як 13 EMBED Equation.3 1415:
13 EMBED Equation.3 1415=13 EMBED Equation.3 1415; (6.4)
13 EMBED Equation.3 1415 – вільна сила тяги, можлива за зчепленням, далі ми її позначатимемо як 13 EMBED Equation.3 1415:
13 EMBED Equation.3 1415. (6.5)
З урахуванням співвідношень (6.4) та (6.5) вираз (6.3) можна записати у вигляді:
13 EMBED Equation.3 1415. (6.6)
Він свідчить, що вільна сила тяги машини 13 EMBED Equation.3 1415 являє собою мінімум з двох величин:
а) з вільної сили тяги, можливої за двигуном 13 EMBED Equation.3 1415;
б) з вільної сили тяги, можливої за зчепленням 13 EMBED Equation.3 1415 .
Інформацію про числові значення кожної з названих вільних сил тяги конкретного автомобіля надають так звані тягові характе-ристики автомобіля (ТХА):
а) ТХА за вільною силою тяги, можливою за двигуном;
б) ТХА за вільною силою тяги, можливою за зчепленням.
Методика розрахунку і побудови першої з цих тягових характеристик розглядається у даній лабораторній роботі.

6.2. Побудова тягової характеристики автомобіля за вільною силою тяги, можливою за двигуном

Тягова характеристика автомобіля за вільною силою тяги – це залежність можливої за двигуном вільної сили тяги автомобіля Рв.дв.т від швидкості його руху на кожній з т передач.
Значення такої характеристики зручно обчислювати у таблиці, побудованій за зразком табл. 6.1.
У першому її стовпчику наводять передаточні числа трансмісії на кожній з передач, обчислені за формулою:
13 EMBED Equation.3 1415, (6.7)
де т – номер передачі, т = 1, 2, п; п+1.
6.1. Розрахунок тягової характеристики автомобіля
за вільною силою тяги, можливою за двигуном
Вихідні дані
Результати розрахунку

Номер передачі т; 13 EMBED Equation.3 1415 на ній13 EMBED Equation.3 1415
13 EMBED Equation.3 1415,
рад/с
13 EMBED Equation.3 1415, кН(м
13 EMBED Equation.3 1415,
м/с
Рп.дв.т,
кН
13 EMBED Equation.3 1415,
кН
Рв.дв.т,
кН

1
2
3
4
5
6
7

Перша
передача,
т=1;
13 EMBED Equation.3 1415=

120
0,6200
2,74
24,41
0,02
24,4


150
0,6250
3,43
24,61
0,04
24,6


180
0,6200
4,11
24,41
0,05
24,4


210







240







270







300







330






























Третя
(вища)
передача,
т=3;
13 EMBED Equation.3 1415=
...































































Четверта
передача;
т=п+1=4; (приско-рювальна, овердрайв)
13 EMBED Equation.3 1415=

































































У другому і третьому стовпчиках наводять запозичені з ШХ двигуна (табл. 4.1) поточні значення кутової швидкості обертання колінчастого вала 13 EMBED Equation.3 1415 і крутного моменту 13 EMBED Equation.3 1415. Ці значення повторюються на кожній передачі – першій, другій, , п-ній, (п+1)-й.
У четвертому стовпчику таблиці наводять поточні значення швидкості руху автомобіля, обчислені за формулою:
13 EMBED Equation.3 1415, м/с, (6.8)
де 13 EMBED Equation.3 1415 – поточні значення кутової швидкості обертання колінчастого вала, рад/с, наведені у тому ж самому рядку табл. 6.1.
Обчислення для табл. 6.1 доцільно виконувати за допомогою програми EXCEL. Але їх не складно виконувати і за допомогою звичайного (арифметичного) калькулятора. У цьому випадку слід заздалегідь обчислити значення дробу 13 EMBED Equation.3 1415 для кожної з передач, записати його у вигляді числа 13 EMBED Equation.3 1415 з чотирма значущими цифрами і надалі виконувати обчислення за формулою: 13 EMBED Equation.3 1415.

Порада. Як вже зазначалось у п. 2.3, при виконанні таких обчислень на калькуляторі немає потреби кожен раз вводити постійний коефіцієнт а. Достатньо лише перший раз виконати всі дії повністю, а надалі вводити лише другий співмножник і знак „=”. Наприклад, при а = 0,2286 слід виконувати такі дії (нуль перед комою на більшості простих калькуляторів можна не вводити):
,
2
2
8
6
х
2
=
0,4572







3
=
0,6858







4
=
0,9144

Але, як вже згадувалось у п. 2.3, деякі моделі калькуляторів можуть не підтримувати таку процедуру. Тому перш за все слід перевірити наявний калькулятор – виконати на ньому обчислення за наведеним вище прикладом і пересвідчитись, що калькулятор дає правильні відповіді.


У п’ятому стовпчику наводять результати обчислення поточних значень повної колової сили автомобіля 13 EMBED Equation.3 1415, кН, можливої за двигуном на т–ній передачі (результати записують з двома знаками після коми):
13 EMBED Equation.3 1415, кН, (6.9)
де 13 EMBED Equation.3 1415 – ККД трансмісії (див. п. 2.4);
М – поточні значення крутного моменту двигуна, кН·м.

Порада. Якщо обчислення за виразом (6.9) виконуються на каль-куляторі, то дріб 13 EMBED Equation.3 1415 у правій частині теж слід обчислити лише один раз (для кожної окремої передачі), а потім множити на нього всі поточні значення крутного моменту М так, як було вказано у попередній пораді.


У шостому стовпчику наводять результати обчислення поточних значень сили опору повітря, кН, теж записані з двома знаками після коми:
13 EMBED Equation.3 1415, (6.10)
де 13 EMBED Equation.3 1415 – поточні значення швидкості руху автомобіля, м/с.
У сьомому стовпчику наводять (з двома знаками після коми) результати обчислення поточних значень вільної сили тяги автомобіля, можливої за двигуном, кН:
13 EMBED Equation.3 1415, (6.11)
де 13 EMBED Equation.3 1415 і 13 EMBED Equation.3 1415 – значення повної колової сили і сили опору повітря у тому ж рядку таблиці, для якого обчислюють значення вільної сили тяги 13 EMBED Equation.3 1415.

Порада. У табл. 6.1 є три ключових значення, за якими слід одразу ж перевірити правильність отриманих результатів:
а) максимальне значення вільної сили тяги 13 EMBED Equation.3 1415 на першій передачі (у табл. 6.1 даних вказівок воно дорівнює 24,6 кН). Його слід розділити на повну вагу автомобіля 13 EMBED Equation.3 1415, отримана частка повинна дорівнювати або бути трохи більшою, ніж прийняте у п. 1.16 значення коефіцієнта опору дороги 13 EMBED Equation.3 1415. Перевищення отриманої частки над значенням коефіцієнта 13 EMBED Equation.3 1415 має бути приблизно таким же (у відсотках), як і перевищення прийнятого у п.5.4 передаточного числа коробки передач на першій передачі 13 EMBED Equation.3 1415 над лівою частиною виразу (5.8);
б) швидкість руху автомобіля 13 EMBED Equation.3 1415 на вищій (п-ій) передачі при номінальній швидкості обертання колінвала двигуна. Вона повинна збігатися із заданою максимальною швидкістю руху 13 EMBED Equation.3 1415;
в) вільна сила тяги 13 EMBED Equation.3 1415на вищій (п-ій) передачі при номінальній швидкості обертання колінчастого вала двигуна. Вона повинна дорівнювати або бути трохи більшою, ніж отримане у п. 2.8 значення сили опору дороги 13 EMBED Equation.3 1415. Перевищення сили тяги 13 EMBED Equation.3 1415над значенням 13 EMBED Equation.3 1415 має бути приблизно таким же (у відсотках), як і перевищення прийнятої у п. 3.3 номінальної потужності двигуна 13 EMBED Equation.3 1415 над мінімально необхідною потужністю 13 EMBED Equation.3 1415.


За даними, отриманими у табл. 6.1, на правій половині аркуша міліметрового паперу формату А3, розташованого горизонтально, будують тягову характеристику автомобіля за вільною силою тяги 13 EMBED Equation.3 1415, можливою за двигуном.
Зразок тягової характеристики наведено на рис. 6.1, на якому зображено лише праву половину аркуша міліметрового паперу формату А3. Ліва частина аркуша повинна поки що залишатись вільною, вона буде заповнена у наступній лабораторній роботі.
По горизонтальній осі відкладають шкалу числових значень швидкості руху автомобіля V від нуля до значення, яке на 6 8 м/с більше за задану максимальну швидкість руху (рис. 6.1 побудовано для автомобіля із заданою максимальною швидкістю руху 24 м/с.)
По вертикальній осі будують шкалу значень вільної сили тяги автомобіля 13 EMBED Equation.3 1415, можливої за двигуном – від нуля до деякого круглого значення, дещо більшого за максимальне значення згаданої сили, отримане у табл. 6.1.
Потім, як і у випадку із ЗШХ двигуна, числові значення можливої за двигуном вільної сили тяги автомобіля 13 EMBED Equation.3 1415, отримані при певних швидкостях руху автомобіля V, переносять з табл. 6.1 на поле графіка у вигляді окремих точок, які за допомогою лекала з’єднують плавними лініями.
Внаслідок цього отримують (п+1) лінію тягової характеристики автомобіля, які (лінії) надають інформацію про числові значення вільної сили тяги автомобіля, можливої за двигуном, на кожній з передач залежно від швидкості руху автомобіля.







































Наприклад, рис. 6.1 свідчить про наступне:

· найбільше значення вільної сили тяги даного автомобіля спостерігається на першій передачі при швидкості руху 34 м/с і дорівнює приблизно 24,5 кН;

· на першій передачі автомобіль може рухатись зі швидкістю не більшою, ніж 7,5 м/с; його вільна сила тяги при такій швидкості дорівнює приблизно 17 кН;

· зі швидкістю руху 11 м/с автомобіль може рухатись як на другій, так і на третій передачі. Вільна сила тяги автомобіля, можлива за двигуном на другій передачі, дорівнює при цій швидкості приблизно 11,5 кН, а на третій – приблизно 7 кН;

· на другій передачі автомобіль може рухатись зі швидкістю не більше ніж 14 м/с;

· при русі на третій передачі з номінальною кутовою швидкістю обертання колінчастого вала, рівною 300 рад/с, швидкість руху автомобіля дорівнює 24 м/с, а вільна сила тяги – приблизно 3,8 кН.
На вільній частині рисунка у вигляді таблички наводять специфікацію автомобіля – числові значення основних показників його роботи і конструктивних параметрів.

7.ПОБУДОВА УНІВЕРСАЛЬНОЇ
ДИНАМІЧНОЇ ХАРАКТЕРИСТИКИ АВТОМОБІЛЯ

7.1. Загальні відомості

Відношення вільної сили тяги автомобіля Рв до його ваги 13 EMBED Equation.3 1415 являє собою питому вільну силу тяги, яка характеризує динамічні властивості автомобіля – здатність до швидкого розгону, до подолання підйомів тощо:
13 EMBED Equation.3 1415. (7.1)
У теорії автомобіля цю силу прийнято називати динамічним фактором автомобіля 13 EMBED Equation.3 1415.
Динамічний фактор є безрозмірністним показником, який вказує, скільки одиниць вільної сили тяги 13 EMBED Equation.3 1415 припадає на кожну одиницю ваги автомобіля 13 EMBED Equation.3 1415 або, що те ж, яку частку складає вільна сила тяги 13 EMBED Equation.3 1415 відносно ваги автомобіля 13 EMBED Equation.3 1415. Наприклад, якщо 13 EMBED Equation.3 1415= 0,2, то це означає, що вільна сила тяги 13 EMBED Equation.3 1415 складає 20 % від ваги автомобіля 13 EMBED Equation.3 1415.
Оскільки існує два види вільної сили тяги 13 EMBED Equation.3 1415 – можлива за двигуном 13 EMBED Equation.3 1415 і можлива за зчепленням 13 EMBED Equation.3 1415 – то існує і і два види динамічного фактора:

· можливий за двигуном:
13 EMBED Equation.3 1415 (7.2 а)

· і можливий за зчепленням:
13 EMBED Equation.3 1415 (7.2 б)
Залежність динамічного фактора 13 EMBED Equation.3 1415 від швидкості руху 13 EMBED Equation.3 1415 називають динамічною характеристикою автомобіля.
Динамічна характеристика може бути побудована для кожного з динамічних факторів – можливого за двигуном 13 EMBED Equation.3 1415 або можливого за зчепленням 13 EMBED Equation.3 1415.
Для кожного з динамічних факторів може бути побудована і більш універсальна характеристика, у якій враховується ще й маса вантажу, який знаходиться у кузові автомобіля. Її називають універсальною динамічною характеристикою автомобіля (УДХ).

7.2. Універсальна динамічна характеристика автомобіля, можлива за двигуном

В основі універсальної динамічної характеристики автомобіля, можливої за двигуном (УДХдв), лежить тягова характеристика автомобіля за вільною силою тяги 13 EMBED Equation.3 1415, можливою за двигуном, яка зображена на рис. 6.1.
УДХдв отримують шляхом доповнення згаданої тягової характеристики шкалою динамічного фактора 13 EMBED Equation.3 1415 та кількох променів, які згідно з виразом (7.2 а) визначатимуть функціональне співвідношення між числовими значеннями можливої за двигуном вільної сили тяги 13 EMBED Equation.3 1415 та динамічного фактора 13 EMBED Equation.3 1415.
Шкалу значень динамічного фактора будують горизонтально у нижній частині лівої половини аркуша міліметрового паперу А3 – як продовження вліво шкали швидкості руху – див. рис. 6.1 додатка 10.
Шкала динамічного фактора повинна починатись з нуля (який співпадає з нулем шкали швидкості) і простягатись до значення, яке дещо перевищує максимально можливе для даного автомобіля значення динамічного фактора, можливого за двигуном 13 EMBED Equation.3 1415:
13 EMBED Equation.3 1415,
де 13 EMBED Equation.3 1415 – максимальне значення вільної сили тяги за двигуном, наявне у табл. 6.1, кН;
13 EMBED Equation.3 1415 – вага автомобіля у спорядженому стані разом з водієм, визначена у п. 2.1, кН.
Наприклад, для автомобіля, у якого 13 EMBED Equation.3 1415= 42,0 кН, а максимальна вільна сила тяги дорівнює 24,6 кН (див. табл. 6.1), максимально можливе значення динамічного фактора 13 EMBED Equation.3 1415 дорівнює 0,586. Шкалу динамічного фактора у цьому випадку достатньо обмежити значенням 0,60, що і зроблено на рис. 6.1 додатка 10 і рис. 7.1 даної лабораторної роботи (рис. 7.1 являє собою зображення лівої частини рис. 6.1 додатка 10).
Для переходу від шкали вільної сили тяги 13 EMBED Equation.3 1415 до шкали динамічного фактора 13 EMBED Equation.3 1415 на лівій половині аркуша слід побудувати спеціальні промені – по одному для кожного рівня завантаженості автомобіля, наприклад, для завантаженості 0 %, 20 %, 40 %, , 100 %.
Кожен промінь будують за допомогою спеціальної опорної точки, координати яких визначають наступним чином.
У першому стовпчику таблиці, виконаної за зразком табл. 7.1, записують якесь одне кругле значення вільної сили тяги 13 EMBED Equation.3 1415, наявне на шкалі вільної сили тяги 13 EMBED Equation.3 1415 рис. 6.1, наприклад 20 кН.
У другому стовпчику записують рівні завантаженості автомобіля, для яких планується будувати промені, наприклад, 0, 20, 40, 60, 80, 100 %.
У третьому стовпчику записують вагу автомобіля при кожному з рівнів завантаженості.
Вагу автомобіля при нульовому рівні завантаженості приймають рівною 13 EMBED Equation.3 1415 – див. п. 2.1; для прикладу приймемо її рівною 42,0 кН.
Вагу автомобіля при інших рівнях завантаженості визначають наступним чином. Якщо, наприклад, сумарна вага пасажирів і вантажу 13 EMBED Equation.3 1415 дорівнює 50,0 кН (див. п.2.1 додатка 10), то кожні 20 % від неї складатимуть 10,0 кН. Разом зі спорядженою вагою автомобіля з водієм, рівною 42,0 кН, це дає таку повну вагу автомобіля:

· при завантаженості 20 % – 13 EMBED Equation.3 1415 = 42,0+ 10,0 = 52,0 кН;

· при завантаженості 40 % – 13 EMBED Equation.3 1415 = 52,0+ 10,0 = 62,0 кН тощо.
При 100 % рівні завантаженості вага автомобіля 13 EMBED Equation.3 1415 повин-на збігтися з його повною вагою 13 EMBED Equation.3 1415.

7.1. Координати опорних точок для побудови променів
13 EMBED Equation.3 1415
Рівень завантаженості автомобіля,
%
Повна вага автомобіля при заданому рівні завантаженості
13 EMBED Equation.3 1415, кН,
Динамічний фактор при заданому рівні завантаженості
13 EMBED Equation.3 1415

1
2
3
4

20
0
13 EMBED Equation.3 1415= 42,0
13 EMBED Equation.3 1415= 0,476

20
20
52,0
13 EMBED Equation.3 1415= 0,385

20
40
62,0


20
60
72,0


20
80
82,0


20
100
13 EMBED Equation.3 1415 = 92,0



У четвертому стовпчику записують значення динамічного фактора, обчислені для кожного з рівнів завантаженості:
13 EMBED Equation.3 1415,
де 13 EMBED Equation.3 1415 і 13 EMBED Equation.3 1415 – значення вільної сили тяги і повної ваги автомобіля, розміщені у тому ж рядку таблиці, для якого обчислюється 13 EMBED Equation.3 1415.
Наприклад, у першому рядку таблиці маємо:
13 EMBED Equation.3 1415.
Двійки чисел 13 EMBED Equation.3 1415 і 13 EMBED Equation.3 1415, розміщені у кожному рядку табл. 7.1, є координатами опорних точок, які слід нанести на ліву частину тягової характеристики автомобіля і провести через них промені (опорна точка для нульового рівня завантаженості автомобіля на рис. 7.1 позначена №0, для 20 % рівня –№1).









































Сукупність побудованих променів (рис. 7.1) і тягової характеристики автомобіля за вільною силою тяги, можливою за двигуном (рис. 6.1) являє собою можливу за двигуном універсальну динамічну характеристику, наведену на рис. 6.1 додатка 10 даних вказівок.
За її допомогою можна визначити динамічний фактор автомобіля залежно від ступеня його (автомобіля) завантаженості, номера передачі і швидкості руху.

7.3. Перевірка універсальної динамічної характеристики на відповідність умовам, зазначеним у концепції автомобіля

Якщо автомобіль спроектовано правильно, то повинні викону-ватись дві умови:
а) максимальне значення динамічного фактора повністю завантаженого автомобіля має дорівнювати або бути дещо більшим, ніж максимальне значення коефіцієнта приведеного опору дороги 13 EMBED Equation.3 1415, прийняте у п. 1.16. Деяке перевищення отриманого значення динамічного фактора над значенням 13 EMBED Equation.3 1415 може виникати у випадку, коли у п. 5.4 передаточне число коробки передач 13 EMBED Equation.3 1415 було прийняте більшим, ніж права частина виразу (5.10);
б) динамічний фактор повністю завантаженого автомобіля, який рухається на вищій передачі із заданою у п. 1.1 швидкістю, повинен бути рівним або дещо більщим, ніж прийняте у п.1.15 значення коефіцієнта опору дороги 13 EMBED Equation.3 1415. Деяке перевищення отриманого значення динамічного фактора над значенням 13 EMBED Equation.3 1415 може виникати у випадку, коли номінальна потужність двигуна 13 EMBED Equation.3 1415 була прийнята більшою, ніж мінімально необхідна потужність 13 EMBED Equation.3 1415 (див. пп..3.3 і 3.4).
Для перевірки виконуваності першої умови визначимо, чому дорівнює максимально можливе за двигуном значення динамічного фактора повністю завантаженого автомобіля, що рухається на першій передачі:
а) знаходимо найвищу точку на кривій вільної сили тяги автомобіля 13 EMBED Equation.3 1415, можливої за двигуном на першій передачі – див. рис. 6.1 додатка 10;
б) зі знайденої точки проводимо горизонтальнy лінію вліво (див. пунктир на рис. 6.1) до шкали вільної сили тяги 13 EMBED Equation.3 1415 і далі, до крайнього справа променя, який побудовано для 100 % рівня завантаженості автомобіля;
в) від точки перетину з цим променем проводимо вертикальну лінію вниз. На шкалі динамічного фактора 13 EMBED Equation.3 1415 ця лінія вказує на числове значення, приблизно рівне 0,26 – це і є максимально можливе за двигуном значення динамічного фактора повністю завантаженого автомобіля (13 EMBED Equation.3 1415). (Якщо необхідно визначити максимально можливе значення динамічного фактора порожнього автомобіля, то горизонтальну лінію слід провести вліво далі, до перетину з самим лівим променем, а з точки перетину провести лінію вертикально вниз до шкали динамічного фактора 13 EMBED Equation.3 1415, на якому отримали б значення 13 EMBED Equation.3 1415
· 0,58).
Для перевірки виконуваності другої умови визначимо, чому дорівнює максимально можливе за двигуном значення динамічного фактора повністю завантаженого автомобіля, що рухається на вищій передачі із заданою швидкістю 24 м/с:
а) входимо у шкалу швидкості із значенням 24 м/с і проводимо вертикальну лінію уверх до перетину з лінією третьої передачі;
б) від точки перетину проводимо горизонтальнy лінію вліво до крайнього справа променя, який побудовано для 100 % рівня завантаженості автомобіля;
в) від точки перетину з цим променем проводимо вертикальну лінію вниз. На шкалі динамічного фактора 13 EMBED Equation.3 1415 ця лінія вказує на числове значення, приблизно рівне 0,04 – це і є значення динамічного фактора повністю завантаженого автомобіля при заданій максимальній швидкості руху.

7.4. Визначення максимальних швидкостей руху автомобіля

За допомогою універсальної динамічної характеристики слід визначити максимальну швидкість руху, яку може розвивати повністю завантажений автомобіль на вищій і прискорюючій передачах у таких випадках:
а) під час руху на підйом, прийнятий у п. 1.15;
б) під час руху по горизонтальній дорозі з коефіцієнтом опору перекочуванню, прийнятим у п. 1.15.
Якщо, наприклад, у п.1.15 було прийнято13 EMBED Equation.3 1415, то для виконання пункту „а” слід зробити наступне:

· увійти з цим значенням у шкалу динамічного фактора 13 EMBED Equation.3 1415 (див. рис. 6.1 додатка 10);

· від точки із значенням 13 EMBED Equation.3 1415= 0,04 провести вертикальну лінію вверх до перетину з крайнім справа променем (100 % завантаження автомобіля);

· від точки перетину провести лінію вправо на поле графіка тягової характеристики до перетину з лініями тягової характеристики на четвертій (прискорювальній) та третій (вищій) передачі;

· від точки перетину з лінією четвертої передачі провести вертикальну лінію вниз до шкали швидкості, на якій отримати значення, приблизно рівне 17 м/с – це максимальна швидкість руху автомобіля на заданий підйом на четвертій передачі;

· від точки перетину з лінією третьої передачі провести вертикальну лінію вниз до шкали швидкості, на якій отримати значення, приблизно рівне 24 м/с – це максимальна швидкість руху автомобіля на заданий підйом на третій передачі.
Вона повинна дорівнювати або бути дещо вищою, ніж задана у п. 1.1 максимальна швидкість 13 EMBED Equation.3 1415.
Аналогічним чином визначають і максимальну швидкість, з якою може рухатись той же автомобіль по горизонтальній ділянці дороги (13 EMBED Equation.3 1415 = f = 0,02). Рис. 6.1 додатка 10 свідчить, що у цьому випадку максимальна швидкість руху дорівнює приблизно 28,5 м/с на четвертій передачі і 26,5 м/с на третій. (Горизонтальна лінія у останньому випадку не перетинає лінію третьої передачі на графіку, а проходить нижче. Це означає, що на третій передачі автомобіль може розвивати будь-яку швидкість з інтервалу швидкостей, доступних на цій передачі.)
Автомобіль на четвертій (прискорювальній) передачі може розвинути і більш високу швидкість руху, але лише на спусках, при коефіцієнті опору дороги 13 EMBED Equation.3 1415 (який дорівнює 13 EMBED Equation.3 1415) меншому, ніж 0,02.
Кожна точка, нанесена на рис.6.1, характеризується певною швидкістю обертання колінчастого вала двигуна 13 EMBED Equation.3 1415, наведеною у першому стовпчику табл. 6.1. Деякі з цих значень вказано на рис. 6.1, що дозволяє визначати залежність швидкості руху автомобіля від швидкості обертання колінчастого вала на кожній з передач, або, навпаки, швидкість обертання колінчастого вала від швидкості руху машини на кожній з передач

8. ВИЗНАЧЕННЯ ПОТУЖНОСТІ,
ПОТРІБНОЇ ДЛЯ РУХУ АВТОМОБІЛЯ НА ВИЩІЙ ПЕРЕДАЧІ

У п. 3.2 була визначена потужність двигуна, мінімально необхідна для руху автомобіля у заданих умовах із заданою максимальною швидкістю. Але практичний інтерес являє визначення і потужності, необхідної для руху автомобіля з різними швидкостями (на вищій передачі) по горизонтальній дорозі і по дорозі з прийнятим у п. 1.15 підйомом.
Потужність, необхідну для руху автомобіля по горизонтальній дорозі, зручно визначати за допомогою таблиці, побудованої за зразком табл. 8.1:
а) у стовпчику 1 записують значення швидкостей 13 EMBED Equation.3 1415, які автомобіль розвиває на вищій передачі – їх запозичують з четвертого стовпчика табл. 6.1 – див. табл. 8.1 і 6.1 додатка 10;
б) у стовпчику 2 – значення сили опору перекочуванню повністю завантаженого автомобіля по горизонтальній дорозі 13 EMBED Equation.3 1415, обчислені за співвідношенням:
13 EMBED Equation.3 1415; (8.1)
в) у стовпчику 3 – значення сили опору повітря 13 EMBED Equation.3 1415 під час руху автомобіля на вищій передачі, їх запозичують з шостого стовпчика табл. 6.1;
г) у стовпчику 4 – значення сумарної сили опору рухові автомо-біля 13 EMBED Equation.3 1415, обчислені за співвідношенням:
13 EMBED Equation.3 1415; (8.2)
д) у стовпчику 5 – значення потужності на ведучих колесах автомобіля 13 EMBED Equation.3 1415, необхідної для його руху:
13 EMBED Equation.3 1415; (8.3)
є) у стовпчику 6 – значення потужності двигуна 13 EMBED Equation.3 1415, необхідної для руху автомобіля:
13 EMBED Equation.3 1415, (8.4)
де 13 EMBED Equation.3 1415– ККД трансмісії автомобіля;
ж) у стовпчику 7 – приріст 13 EMBED Equation.3 1415 потужності, необхідної для переходу автомобіля на наступний рівень швидкості. Його визначають як першу різницю значень потужності 13 EMBED Equation.3 1415, розміщених у стовпчику 6. А саме:
8.1. Потужність, необхідна для руху автомобіля
на вищій передачі по горизонтальній дорозі
Вихідні дані
Результати розрахунку

13 EMBED Equation.3 1415,
м/с
13 EMBED Equation.3 1415,
кН
13 EMBED Equation.3 1415,
кН
13 EMBED Equation.3 1415,
кН
13 EMBED Equation.3 1415,
кВт
13 EMBED Equation.3 1415,
кВт
13 EMBED Equation.3 1415,
кВт

1
2
3
4
5
6
7

9,60
1,84
0,276
2,116
20,31
22,57


12,0
1,84
0,431
2,271
27,25
30,28
7,71









24,0
1,84
1,722
3,562
85,49
94,99
17,05

26,4
1,84
2,080
3,920
103,5
115,0
20,01


а) від значення 13 EMBED Equation.3 1415, розміщеного у останньому рядку таблиці, віднімають значення 13 EMBED Equation.3 1415, розміщене над ним (у перед-останньому рядку), а різницю записують у останньому рядку стовпчика 7 (проти зменшуваного) – див. табл. 8.1 додатка 10;
б) від значення 13 EMBED Equation.3 1415, розміщеного у передостанньому рядку таблиці, віднімають значення 13 EMBED Equation.3 1415, розміщене над ним, а різницю записують у передостанньому рядку стовпчика 7;
в) процедуру повторюють до самого верхнього рядка таблиці.
Заповнивши таблицю, аналізують залежність приросту 13 EMBED Equation.3 1415 потужності від швидкості руху автомобіля. Наприклад, як свідчить табл. 8.1, збільшення швидкості руху автомобіля по горизонтальній дорозі від 9,60 до 12,0 м/с (на 2,4 м/с, тобто на 8,6 км/год) потребує збільшення потужності двигуна на 7,71 кВт. Але таке ж саме збільшення швидкості, але від 24,0 до 26,4 м/с, потребує збільшення потужності двигуна на 20,0 кВт, тобто майже утричі більше.
Для визначення потужності, необхідної для руху автомобіля по дорозі з підйомом, будують табл. 8.2. Вона відрізняється від табл. 8.1 наступним:
а) стовпчиком 2, у якому наведено значення сили опору дороги 13 EMBED Equation.3 1415 обчисленої за виразом (2.10) – див. табл. 8.2 додатка 10;
б) значеннями 13 EMBED Equation.3 1415у стовпчику 4, які визначають за виразом:
13 EMBED Equation.3 1415. (8.5)
Значення величин у стовпчиках 5, 6 і 7 визначають за тими ж формулами, що і для табл. 8.1.


8.2. Потужність, необхідна для руху автомобіля
на вищій передачі по дорозі з підйомом
Вихідні дані
Результати розрахунку

13 EMBED Equation.3 1415,
м/с
13 EMBED Equation.3 1415,
кН
13 EMBED Equation.3 1415,
кН
13 EMBED Equation.3 1415,
кН
13 EMBED Equation.3 1415,
кВт
13 EMBED Equation.3 1415,
кВт
13 EMBED Equation.3 1415,
кВт

1
2
3
4
5
6
7










Порада. Заповнивши табл. 8.2, слід звірити значення необхідної потужності двигуна, отримане у передостанньому рядку, зі значенням мінімально необхідної потужності двигуна, обчисленим у п. 3.2 – вони повинні збігатися.

За даними табл. 8.2 теж аналізують залежність приросту 13 EMBED Equation.3 1415 потужності 13 EMBED Equation.3 1415 від швидкості руху автомобіля.
За даними, отриманими у табл. 8.1 і 8.2, будують графік, на якому відображають функціональні залежності потужності 13 EMBED Equation.3 1415 від швидкості руху автомобіля 13 EMBED Equation.3 1415 по горизонтальній дорозі і по дорозі з прийнятим у п. 1.15 підйомом – див. рис. 8.1 додатка 10.
Графік свідчить, що потрібна потужність дуже істотно залежить від швидкості руху автомобіля. Наприклад, при швидкості руху по горизонтальній дорозі, рівній 15 м/с, потужність дорівнює приблизно 37 кВт, але при збільшенні швидкості на 67 % (до 25 м/с) потужність зростає майже утричі – приблизно до 93 кВт.

9. ПОБУДОВА ЕКОНОМІЧНОЇ ХАРАКТЕРИСТИКИ

Економічна характеристика автомобіля ( це залежність лінійної витрати палива (в літрах на 100 км шляху) від швидкості руху автомобіля у заданих дорожніх умовах.
Економічну характеристику розраховують для повністю завантаженого автомобіля, який рухається на вищій (п-ній) передачі у наступних дорожніх умовах:
а) по горизонтальній дорозі з коефіцієнтом опору дороги 13 EMBED Equation.3 1415 = f, прийнятим у п. 1.15;
б) по дорозі з підйомом, яка має коефіцієнт опору 13 EMBED Equation.3 1415, прийнятий у тому ж пункті.
Вихідні дані і результати розрахунків розміщують у таблиці, виконаній за зразком табл. 9.1.
9.1. Економічна характеристика автомобіля на вищій передачі
13 EMBED Equation.3 1415,
м/с
На горизонтальній дорозі,
13 EMBED Equation.3 1415= 0,02
На дорозі з підйомом,
13 EMBED Equation.3 14150,04 рад


13 EMBED Equation.3 1415, кН
13 EMBED Equation.3 1415, 13 EMBED Equation.3 1415
13 EMBED Equation.3 1415, кН
13 EMBED Equation.3 1415, 13 EMBED Equation.3 1415

1
2
3
4
5

9,60
2,116
16,7
3,956
31,2








У стовпчику 1 таблиці записують значення швидкості руху автомобіля, запозичені зі стовпчика 1 табл. 8.1.
У стовпчику 2 записують значення сумарної сили опору рухові автомобіля по горизонтальній дорозі 13 EMBED Equation.3 1415, запозичені зі стовпчика 4 табл. 8.1.
У стовпчику 3 наводять результати обчислення поточних значень лінійної витрати палива 13 EMBED Equation.3 1415 на горизонтальній дорозі, обчислені за співвідношенням:
13 EMBED Equation.3 1415, л/100 км, (9.1)
де 13 EMBED Equation.3 1415 ( питома лінійна витрата палива двигуном автомобіля, кг на 1 кН сумарної зовнішньої сили опору рухові автомобіля 13 EMBED Equation.3 1415 на шляху 100 км. Її приймають такою:

· 7,0 кг/(кН·100 км) – для автомобілів з карбюраторними двигунами;

· 6,0 кг/(кН·100 км) – для автомобілів з інжекторними двигунами;

· 5,0 кг/(кН·100 км) – для автомобілів з дизельними двигунами з турбонаддувом;

· 4,5 кг/(кН·100 км) – для автомобілів з з дизельними двигунами без турбонаддуву;
13 EMBED Equation.3 1415 ( густина палива, кг/л; її приймають рівною:

· 0,75 кг/л для бензину;

· 0,83 кг/л для дизельного палива.
У стовпчику 4 записують значення сили опору дороги з підйо-мом 13 EMBED Equation.3 1415, запозичені зі стовпчика 4 табл. 8.2.
У стовпчику 5 наводять результати обчислення поточних значень лінійної витрати палива 13 EMBED Equation.3 1415 на дорозі з підйомом, виконані за співвідношенням (9.1).
За даними, отриманими у табл. 9.1, на аркуші міліметрового паперу формату А4, розміщеному горизонтально, будують графік економічної характеристики повністю завантаженого автомобіля – див. рис. 9.1 додатка 10.
По горизонтальній осі розміщують шкалу швидкостей руху автомобіля, яка містить значення швидкостей, наявних у табл. 8.1.
По вертикальній осі розміщують шкалу лінійної витрати палива, яка містить наявні у табл. 8.1 значення витрати палива 13 EMBED Equation.3 1415.
На графік наносять дві лінії:
а) лінійної витрати палива під час руху по горизонтальній дорозі. Цю лінію проводять вправо до максимально можливої швидкості руху повністю завантаженого автомобіля, який рухається на вищій передачі по горизонтальній дорозі. Ця швидкість визначалась у п. 7.4.
б) лінійної витрати палива під час руху по дорозі з підйомом, прийнятим у п. 1.15. Цю лінію проводять вправо до такого значення швидкості, яке відповідає максимально можливій швидкості руху повністю завантаженого автомобіля на вищій передачі на підйом – див. п.7.4.
Крайні справа точки обох ліній з’єднують пунктирною лінією, яка показує, яким чином лінійна витрата палива залежить від зміни коефіцієнта опору дороги 13 EMBED Equation.3 1415.
Зразок економічної характеристики, побудованої за даними табл. 9.1, наведено на рис. 9.1 додатка 10.
Вона свідчить про істотний вплив коефіцієнта приведеного опору дороги 13 EMBED Equation.3 1415 на витрату палива. При його збільшенні удвічі витрата палива теж збільшується приблизно удвічі на малих швидкостях руху і приблизно у 1,5 рази на великих швидкостях.

10. ПОБУДОВА ПРОМЕНЕВОЇ ДІАГРАМИ
ШВИДКОСТІ РУХУ АВТОМОБІЛЯ

Променева діаграма швидкості руху – це залежність швид-кості руху автомобіля від кутової швидкості обертання колінчастого вала двигуна на кожній з передач.
Побудову променевої діаграми швидкості руху виконують на площині параметрів „швидкість обертання колінчастого вала двигуна
·
· швидкість руху автомобіля V”. Для цього на аркуші міліметрового паперу формату А4, розміщеному горизонтально, наносять дві числові осі
· вертикальну вісь швидкості обертання колінчастого вала
· і горизонтальну вісь швидкості руху машини V
· див. рис. 10.1.






















На осях з відповідним масштабом наносять рівномірні шкали значень
· і V. Вони обов’язково повинні починатись з нуля і закінчуватись круглими значеннями, які дорівнюють або дещо перевищують такі значення:

· шкала кутової швидкості обертання колінчастого вала – значення 13 EMBED Equation.3 1415 (див. п. 3.7);

· шкала швидкості руху автомобіля – значення максимально можливої швидкості руху автомобіля по горизонтальній дорозі на прискорювальній передачі (див. п.7.4).
На вертикальній шкалі відмічають значення кутових швид-костей
·М, 13 EMBED Equation.3 1415 і 13 EMBED Equation.3 1415. Через них проводять горизонтальні пунктирні лінії на всю ширину площини параметрів
· див. рис. 10.1.
Побудова променевої діаграми ґрунтується на загальновідомій залежності, яка зв’язує поточну швидкість руху автомобіля 13 EMBED Equation.3 1415 на будь-якій передачі з поточною швидкістю обертання колінчастого вала двигуна
·:
13 EMBED Equation.3 1415,
де 13 EMBED Equation.3 1415
· передаточне число коробки передач на т-ній передачі,
де т= 1, 2, , n, n+1.
Результати розрахунку за цією залежністю вже є – у стовпчику 4 табл. 6.1.
З неї слід виписати значення швидкості руху 13 EMBED Equation.3 1415, які знаходяться у рядках згаданої таблиці, що відповідають максимальній кутовій швидкості обертання колінчастого вала (13 EMBED Equation.3 1415 = 13 EMBED Equation.3 1415) на кожній з передач.
Ці значення слід нанести на пунктирну лінію 13 EMBED Equation.3 1415 = 13 EMBED Equation.3 1415 променевої діаграми у вигляді точок
· див. точки 13 EMBED Equation.3 1415 м/с, 14,1, 24,0 та 26,4 на рис. 10.1 додатка 10.
Якщо точка для прискорювальної передачі виходить за межі діаграми, то її слід замінити будь-якою іншою з табл. 6.1, яка характеризується значенням швидкості 13 EMBED Equation.3 1415, наявним на діаграмі. Такою, наприклад, може бути точка зі швидкістю 17,15 м/с, яка спостерігається при кутовій швидкості обертання колінчастого вала швидкості 13 EMBED Equation.3 1415 = 150 рад/с.
Кожну з побудованих точок слід з’єднати прямою лінією з початком системи координат – див. рис. 10.1 додатка 10.
Для першої та другої передач слід проводити суцільну лінію до перетину з лінією 13 EMBED Equation.3 1415 = 13 EMBED Equation.3 1415.
Для вищої передачі лінію слід провести таким чином:
а) у вигляді суцільної лінії – до швидкості, визначеної у п. 7.4 як максимальна швидкість руху на вищій передачі під час руху на підйом (у даному випадку – 24 м/с);
б) у вигляді пунктирної лінії – від швидкості 24 м/с до швидкості, визначеної у п. 7.4 як максимальна швидкість руху на вищій передачі по горизонтальній дорозі (
· 26,4 м/с).
Аналогічним чином (у вигляді суцільної і пунктирної ліній) слід провести і лінію для прискорювальної передачі.
Таким чином суцільні лінії променевої діаграми ілюструють швидкісні можливості автомобіля під час руху як по горизонтальній дорозі, так і на підйом, а пунктирні – під час руху тільки по горизонтальній дорозі.
Сімейство отриманих ліній являє собою променеву діаграму швидкості руху автомобіля. Кожна з ліній цієї діаграми характеризує рух автомобіля на одній з передач
· першій, другій, , п-ній, (п+1)-й.
Променева діаграма дозволяє вирішувати такі практичні задачі:

· визначати, який інтервал швидкостей руху автомобіля 13 EMBED Equation.3 1415 можна отримати на тій чи іншій передачі. Наприклад, рис. 10.1 додатка 10 свідчить, що під час руху автомобіля на першій передачі він може мати швидкість приблизно від 4 м/с (при швидкості обертання колінчастого вала
· =
·М = 150 рад/с) до 7,5 м/с (при швидкості обертання колінчастого вала
· =
·обм = 330 рад/с);

· визначати, на яких передачах можна отримати ту чи іншу необхідну швидкість руху автомобіля 13 EMBED Equation.3 1415. Наприклад, швидкість руху 20 м/с можна отримати на третій або на четвертій (прискорювальній) передачі. У першому випадку швидкість обертання колінчастого вала двигуна дорівнюватиме приблизно 250 рад/с, а у другому – 180 рад/с. Рух зі швидкістю 180 рад/с є більш економічним;

· визначати швидкість руху автомобіля 13 EMBED Equation.3 1415 на тій чи іншій передачі при заданій швидкості обертання колінвала
·. Наприклад, рис. 10.1 додатка 10 свідчить, що під час руху на третій передачі зі швидкістю обертання колінвала 150 рад/с автомобіль матиме швид-кість приблизно 12 м/с;

· визначати швидкість обертання колінчастого вала двигуна під час руху автомобіля на тій чи іншій передачі при заданій швидкості 13 EMBED Equation.3 1415 (ця задача зворотна до попередньої);

· визначати найекономічнішу швидкість руху 13 EMBED Equation.3 1415 на кожній з передач – це швидкість руху, при якій швидкість обертання колінчас-того вала близька до швидкості, при якій спостерігається максимум крутного момента двигуна. На першій передачі це приблизно 4 м/с, на другій
· 6 – 7 м/с, на третій
· 12 – 13, на прискорювальній (четвертій)
· 16 – 18 м/с.
У додатку 9 наведено променеві діаграми швидкості руху кількох сучасних легкових автомобілів.
СПИСОК ЛІТЕРАТУРИ

1. Бортницкий П.И., Задорожный В.И. Тягово-скоростные качества автомобилей. Справочник. К.: Вища школа, 1978 – 176 с.
2. Вахламов В.К. Автомобили. Эксплуатационные свойства. – М.: Академия, 2007. – 240 с.
3. Вонг Дж. Теория наземных транспортных средств: Пер. с англ. – М.: Машиностроение, 1982. – 284 с.
4. ГОСТ 5513 ( 86. Шины пневматические для грузовых автомобилей, автоприцепов, автобусов и троллейбусов. Технические условия. ( 24 с.
5. ГОСТ 17393 ( 82. Шины пневматические среднегабаритные. Основные параметры и размеры. – 19 с.
6. ДСТУ 3651.1 – 97. Похідні одиниці фізичних величин міжнародної системи одиниць та позасистемні одиниці. Основні поняття, назви та визначення. – 25 с.
7. Карбанович И.И. Краткий справочник по импортным автомобилям. – М.: Транспорт, 1980. – 202 с.
8. Кошарний М.Ф. Основи механіки та енергетики автомобіля. – К.: Вища школа, 1991. – 200 с.
9. Краткий автомобильный справочник НИИАТ.( М.: Транспорт, 1983. ( 220 с.
10. Михайловский Е.В. Аэродинамика автомобиля. М.: Машино-строение, 1973. – 224 с.
11. Основы эргономики и дизайна автомобилей и тракторов/ И.С.Степанов, А.Н.Евграфов, А.Л.Карунин и др. – М.: Академия, 2005 – 256 с.
12. Петрушов В.А., Московкин В.В., Евграфов А.Н. Мощност-ной баланс автомобиля. ( М.: Машиностроение, 1984. ( 160 с.
13. Проскурин А.И. Теория автомобиля. Примеры и задачи. Ростов н/Д: Феникс, 2006. – 200 с.
14. Сирота В.І., Сахно В.П. Автомобілі. Основи конструкції, теорія. – К.: Арістей, 2008. – 288 с.
15. Фучаджи К.С., Стрюк Н.Н. Автомобиль ЗАЗ-1102 „Таврия”. – М.: Транспорт, 1991. – 259 с.
16. Чернышов В.А. Тягово-динамический и топливно-экономи-ческий расчет автомобиля. – М.: МГАУ, 2002. – 39 с.
ДОДАТОК 1. Округлення і запис проміжних
і кінцевих результатів технічних обчислень

Д1.1. Поняття „число” та „цифра”

Число – поняття, за допомогою якого позначається кількісна характеристика предметів і явищ. Воно є одним з основних у математиці і технічних науках.
Числа є засобом передачі інформації від людей, які роблять розрахунки, до людей, які користуються результатами цих розрахунків.
Цифра – умовний знак, який використовується для утворення числа. Ми користуємось десятьма цифрами – 0, 1, 2, , 9. Кілька цифр, записаних у певній послідовності, утворюють число. Наприклад, число „Пі” утворюють з послідовно записаних цифр 3, 1 і 4.
Примітка. У побуті, як правило, часто вживають слово „цифра” для позначення як цифр, так і чисел. Тобто слово „цифра” у побуті вживається і як синонім слова „число”.

Д1.2. Значущі і незначущі цифри чисел

Цифри від 0 до 9 застосовуються для позначення кількості одиниць у тому чи іншому розряді числа. Наприклад, число
· = 3,1416 має таку кількість одиниць:

· три цілі одиниці;

· одну десяту частку одиниці;

· чотири сотих частки одиниці;

· одну тисячну частку;

· шість десятитисячних часток.
У математиці застосовують дуже важливе поняття значущих цифр числа.
Значущі цифри числа – всі цифри крім нулів, які стоять зліва. Тобто цифри від 1 до 9 є завжди значущими. А цифра 0 може бути як незначущою (коли зліва від неї немає цифр 1, 2, , 9), так і значущою (у всіх інших випадках).
Наприклад, у числі 0,010 перші два нулі є незначущими. А останній нуль – значущий.
Таким чином, числа 0,023, 0,23, 23 мають по дві значущі цифри – 2 і 3.
Число 23
·103 теж має дві значущі цифри (2 і 3), цифри множника 103 не є значущими. Вони просто вказують, що число складається не з 23 одиниць, а 23 тисяч одиниць. Число 103 можна замінити словом „тисяч”.
Числа 0,0203 0,230, 23,0 і 23,0
·103 мають по три значущі цифри – 2, 3 і 0, який стоїть всередині або у кінці числа. Цей нуль є значущим тому, що він свідчить про кількість одиниць у даному розряді – вона дорівнює саме нулю, а не, наприклад, 1, 2 чи 3. Тому нулі, розміщені всередині або у правій частині числа, є значущими цифрами.
Числа 0,02020, 0,2303, 23,05 і 23,08
·103 мають по чотири значущі цифри, останньою з яких є відповідно 0, 3, 5 і 8.

Д1.3. Значущі цифри числа як засіб передачі інформації про його точність

Будь-яке число є засобом передачі інформації від людей, які роблять розрахунки, до людей, які результатами цих розрахунків користуються.
Користувачі повинні бути проінформовані про точність чисел, які їм надано. Одним із джерел інформації про точність чисел є форма їх запису.
Наприклад, число «12», записане саме у такому вигляді (з двома значущими цифрами), містить у собі інформацію про те, що деяка фізична величина має 1 десяток деяких одиниць вимірювання, і ще приблизно 2 одиниці. Адже можливо, що при розрахунку було отримано число 11,5 або 12,5, але його округлили до цілої кількості одиниць і записали у вигляді числа «12».
А запис того ж числа з трьома значущими цифрами – у вигляді «12,0» – вказує, що дана фізична величина має 1 десяток одиниць вимірювання, 2 цілі одиниці і нуль десятих часток одиниці. Тобто запис «12,0» означає, що число має точно 12 одиниць, а не 11,5 чи 12,5.
Тобто «12» і «12,0» – це зовсім різні числа з точки зору їх точності. Точність числа «12,0» на один порядок (у 10 разів) вища, ніж точність числа «12».
Внаслідок цього не можна, розділивши число 492 на 123 і отримавши на моніторі калькулятора результат у вигляді числа «4», записувати його у звіті у цьому ж вигляді. Відсутність нулів на моніторі калькулятора після цифри 4 означає, що там немає ніяких інших цифр, крім нулів. І цей факт треба обов’язково зафіксувати у звіті, записавши отриманий результат у вигляді числа 4,00 або, якщо це проміжний результат, то у вигляді 4,000. Воно інформуватиме про те, що при обчисленні було отримано точно 4, а не приблизно 4.
Причому запис числа у вигляді 4,00 не означає, що при його використанні для подальших обчислень на клавіатурі калькулятора слід набирати цифру 4,00. Достатньо набрати одну цифру „4” – калькулятор правильно сприйме її як абсолютно точне число 4, тобто як 4,000000.

Д1.4. Залежність можливої похибки округлення числа від кінцевої кількості значущих цифр у ньому

У процесі виконання інженерних обчислень доводиться неодноразово округлювати проміжні результати, а також і кінцевий результат. При цьому у кожен отриманий результат неминуче вноситься деяка похибка, яку називають похибкою округлення. При великій кількості проміжних результатів похибки округлення накопичуються, у результаті чого результуюча похибка округлення може стати неприпустимо великою і спотворити кінцевий результат обчислення до невпізнання.
Щоб цього не сталося, слід пам
·ятати наступне:
а) якщо нам надано число з однією значущою цифрою (1, 2, 3,, 9, або 0,1, 0,2, 0,3, , 0,9 тощо), то ми не можемо знати, яким воно було до округлення. Якщо, наприклад, нам надано число 1, то ми напевне знаємо лише те, що до округлення воно мало значення у межах від 0,5 або 1,5. З такого припущення випливає, що надане нам число 1 може мати абсолютну похибку округлення у межах від 0 до ±0,5. Відносна похибка округлення, за нашою оцінкою, при цьому може мати будь-яке значення у межах від 0 до ±0,5/1 = ±0,5, тобто до ±50 %;
б) якщо нам надано число з двома значущими цифрами (10, 11, 12,, 99, або 0,10, 0,11, 0,12, , 0,99 тощо), то ми теж не можемо знати, яким воно було до округлення. Якщо, наприклад, нам надано число 10, то ми напевне знаємо лише те, що до округлення воно мало значення у межах від 9,5 або 10,5. З такого припущення випливає, що надане нам число 10 може мати абсолютну похибку округлення у межах від 0 до ±0,5. Відносна похибка округлення при цьому може мати будь-яке значення у межах від 0 до ±0,5/10 = ±0,05, тобто до ±5 %;
в) якщо нам надано число з трьома значущими цифрами (100, 101, 102,, 199, або 0,101, 0,102, 0,103, , 0,199 тощо), то таким же чином, як і у попередніх випадках, ми можемо показати, що відносна похибка округлення може мати будь-яке значення у межах від 0 до ±0,5/100 = ±0,005, тобто до ±0,5 %;
г) аналогічним чином можна показати, що відносна похибка числа, округленого до чотирьох значущих цифр, може досягати 0,05 %.
Таким чином, кожне окреме округлення може вносити у число похибку такого розміру:
а) при округленні до чотирьох значущих цифр – до 0,05 %;
б) при округленні до трьох значущих цифр – до 0,5 %;
в) при округленні до двох значущих цифр – до 5 %;
г) при округленні до однієї значущої цифри – до 50 %.

Д1.5. Форма запису кінцевих результатів технічних обчислень

Похибки округлення, які мають розмір менше 1 %, можна вважати неістотними для кінцевих результатів технічних обчислень.
Тому кінцеві результати технічних обчислень можна округлювати до трьох значущих цифр, тобто наводити їх у вигляді 0,00125, 12,5, або 0,125
·103 – див. підпункт „в” попереднього пункту.
Саме так у фізичних та технічних довідниках наводять найбільш уживані константи – число
· = 3,14, прискорення земного тяжіння g = 9,81, основа натуральних логарифмів е = 2,72 тощо.
Округлювати кінцеві результати технічних обчислень до меншої кількості значущих цифр (тобто записувати їх у вигляді наприклад
· = 3,1, g = 9,8, основа натуральних логарифмів е = 2,7) не можна, бо вони можуть мати у десятки разів більшу похибку округлення.

Д1.6. Форма запису проміжних результатів технічних обчислень

Під час послідовного виконання ряду математичних дій відбувається накопичення похибок округлення проміжних результатів обчислень. Внаслідок цього похибки округлення проміжних результатів обчислення повинні бути щонайменше на один порядок (у 10 разів) меншими, ніж похибки округлення кінцевих результатів.
Це означає, що всі проміжні результати обчислень повинні мати похибку округлення не більшу, ніж 0,05 %, що досягається їх округленням до не менш як чотирьох значущих цифр. Тобто будь-які проміжні результати обчислень слід записувати у вигляді (наприклад) 0,001258, 12,58, або 0,1258
·103.
Виконання цієї вимоги робить неможливим накопичування похибок округлення проміжних результатів (у процесі невеликої кількості обчислень) до значення, яке могло б призвести до похибки кінцевого результату, більшої 1 %.
Округлювати проміжні результати обчислень до меншої кількості значущих цифр (до трьох, двох чи однієї) не можна, бо вони матимуть відповідно у десятки, сотні чи тисячі разів більшу похибку округлення.
Записувати результати проміжних обчислень з більшою кількістю значущих цифр, ніж чотири, немає потреби. Це не принесе практичної користі, а лише ускладнить запис і збільшить ймовірність механічних помилок при діях з такими числами.
Приклад. Двигун розвиває потужність N=30 кВт при кутовій швидкості обертання колінчастого вала
· = 550 рад/с. Крутний момент двигуна М за цих умов дорівнює:
13 EMBED Equation.3 14154 кН
·м.
Якщо це значення буде використовуватись для подальших обчислень, то його слід записати з чотирма значущими цифрами:
М = 0,05455 кН
·м.
Це забезпечить точність чотирьох значущих цифр результату обчислень, для отримання якого буде використовуватись дане значення крутного моменту. Наприклад, значення потужності двигуна, обчислене за крутним моментом, дорівнюватиме:
13 EMBED Equation.3 1415 кВт.
Якщо ж значення крутного моменту округлити до трьох значущих цифр (М = 0,0545 кН.м), то при його використанні буде отримано результат лише з трьома точними значущими цифрами (з одним точним знаком після коми):
13 EMBED Equation.3 1415 кВт.
Якщо ж значення крутного моменту округлити до двох значущих цифр (М = 0,055 кН.м), то при його використанні буде отримано результат лише з двома точними значущими цифрами (без жодного точного знака після коми):
13 EMBED Equation.3 1415 кВт.
Таким чином, з наведеного прикладу випливає таке правило:
скільки значущих цифр залишають при округленні проміжних результатів обчислень, стільки ж (або менше) значущих цифр і буде вірними у кінцевому результаті обчислень.
У даних методичних вказівках наводяться приклади виконання багатьох обчислень. При виконанні курсової роботи аналогічні обчислення слід виконувати з такою ж кількістю значущих цифр, як і у наведених прикладах.

ДОДАТОК 2 Перелік автомобілів звичайної і підвищеної прохідності, коефіцієнти вантажопідйомності яких
наведено на рис. 1.1
№ п.п.
Марка і модель автомобіля
Колісна формула
13 EMBED Equation.3 1415, т
13 EMBED Equation.3 1415

1
ИЖ-2715.01
4х2
0,65
0,62

2
Сitroлn Berlingo 600 1.1i
4х2П
0,5
0,43

3
Сitroлn Jumpy 2,0i 16V
4х2П
0,8
0,53

4
MB Sprinter 208 CDI
4х2
0,93
0,50

5
MB Vito 109 CDI
4х2
1,1
0,61

6
ЗиЛ-5301МЕ фургон
4х2
2,3
0,51

7
ЕРАЗ-762В
4х2
1,15
0,78

8
Сitroлn Jumper 33 LH
4х2П
1,5
0,75

9
ЗиЛ-5301ВЕ бортовий
4х2
3,0
0,81

10
МАЗ-437141-222 бортовий
4х2
4,2
0,73

11
КамАЗ-55102 „колгоспник”
6х4
7,0
0,82

12
DAF FA LF 45.150
4х2
3,0
0,94

13
MB Atego 915
4х2
4,5
0,90

14
КамАЗ-4325
4х2
6,5
1,05

15
КамАЗ-5320
6х4
8,0
1,10

16
МАЗ-55102-225
4х2
9,5
1.12

17
DAF FA XF 95.380
4х2
10,8
1,11

18
КрАЗ-6510
6х4
13,5
1,19

19
Iveco Daily 35 S12 2.3 HPI
4х2
1,5
0,73

20
MAN TGL 7.150
4х2
4,2
1,27

21
ЗиЛ-433110
4х2
6,0
1,20

22
ЗиЛ-433360
4х2
6,0
1,34

23
ЗиЛ-433180
4х2
8,0
1,29

24
КрАЗ-6510М
6х4
13,5
1,17

25
КрАЗ-6130С4 самоскид
6х4
15,0
1,16

26
КрАЗ-551608-236
6х4
19,0
1,36

27
Iveco Daily 60C15 2.8 HPI
4х2
3,65
1,55

28
ГАЗ-53.12
4х2
4.5
1.40

29
КамАЗ-55111
6х4
13,0
1,44

30
КрАЗ- 65101 бортовий
6х4
15,4
1,48

31
КамАЗ-6520
6х4
20,0
1,55

32
КрАЗ-7133С4 самоскид
8х6
22,0
1,56


ДОДАТОК 3. Перелік автомобілів високої прохідності,
коефіцієнти вантажопідйомності яких наведено на рис. 1.2
№ п.п.
Марка
Колісна формула
13 EMBED Equation.3 1415,
т
13 EMBED Equation.3 1415

1
2
3
4
5

1
ВИС-2346, 2348
4х4
0,5
0,35

2
УАЗ-3771
4х4
0,8
0,45

3
УАЗ-3303
4х4
1,0
0,60

4
Ford Ranger 2,5 4WD
4х4
1,1
0,67

5
ГАЗ-33027 Газель
4х4
1,25
0,55

6
ГАЗ-233001 Тигр
4х4
1,5
0,43

7
ГАЗ-66.02
4х4
2,0
0,55

8
ЗиЛ-43272Н
4х4
3,0
0,60

9
MB Vario 817D
4х4
3,5
0,87

10
ГАЗ-3308 Валдай
4х4
3,5
1,43

11
ЗиЛ-433442
6х6
4,0
0,6

12
КамАЗ-4326
4х4
5,0
0,77

13
КамАЗ-4911
4х4
5,0
0,47

14
ЗиЛ-131Н
6х6
5,0
0,60

15
Урал-4320.01
6х6
5,0
0,90

16
КамАЗ-43101
6х6
6,0
0,7

17
Урал-4320-41
6х6
6,0
0,63

18
Iveco Euro Cargo ML 100E 18W
4х4
6,5
1,85

19
ЗиЛ-43272Т
4х4
7,5
1,0

20
Iveco Euro Cargo ML 140E 18W
4х4
8
1,33

21
Tatra T815-280R45
4х4
9,0
0,90

22
КрАЗ-6322
6х6
10
0,77

23
Урал-4320-40
6х6
10,5
1,00

24
International 5500i
4х4
10,5
1,44

25
Урал-5557-40
6х6
12
1,44

26
Iveco Trakker AD/AT260/380 T35W
6х6
13
1,00

27
КамАЗ-6350
8х8
14
1,70

28
БЗКТ-69095
6х6
14
0,95

29
Урал-532301
8х8
15
1.34

30
КамАЗ-6325
8Х8
15
1.55

31
КамАЗ-65225
6х6
17
1,00

32
КамАЗ-53228
6х6
15,0
1,80

33
КамАЗ-65033-051
6х6
18
1,28

34
Tatra T815-250S01
6х6
17
1,30

35
КамАЗ-6560
8х8
20
1,33

36
Tatra T815-280R24
6х6
23
1,84

37
Яровит Gloros А3201D (3341)
6х6
25
1,56

38
Tatra T815-290R9T
8х8
27
1,5


Додаток 4. Перелік автомобілів,
характеристики двигунів яких наведено на рис. 2.3
1 – ИЖ- 2715; 2 – Сitroen Jumpy 2.0i 16V;
3 – Сitroen Berlingo 600 1.1i; 4 – VW Caddy 1.4i;
5 – ЕРАЗ-762В; 6 – MB Vito 109 CTI;
7 – VW Transporter 1.9 TDI; 8 – Сitroen Jumper 33 LH;
9 – Iveco Daily 35 S12 2,3 HPI; 10 – ГАЗ-53А;
11 – ЗиЛ-130 (433110); 12 – ЗиЛ-5301ВЕ;
13 – DAF-FA LF 45.150; 14 – Iveco EuroCargo ML140E 18W; 15 – MB Vario 614 D; 16 – MAN TGL 7.150;
17 – DAF CF 65.180; 18 – ЗиЛ-433180;
19 – MB Atego 1023; 20 – КрАЗ-65101;
21 – КамАЗ-6520; 22 – КрАЗ-6130С4;
23 – Iveco Trakker AD/AT 190 T27P; 24 – DAF FA XF 95.380;
25 – Урал-375; 26 – КамАЗ-5320;
27 – ГАЗ-33104 Валдай; 28 – Peugeot partner;
29 – ГАЗ-3310 Валдай; 30 – МВ, мод. дв. 442.905;
31 – Iveco Euro Cargo ML 260 E28; 32 – MB, мод. дв. 442.908;
33 – Volvo FM 12.340; 34 – Iveco Trakker AD/AT 440;
35 – Scania; 36 – MAN TGA 350D20;
37 – Iveco Stralis AD/AT 190 S43T

ДОДАТОК 5. Коефіцієнти опору перекочуванню
та коефіцієнти зчеплення коліс з дорогою [3]

Орієнтовні значення коефіцієнтів опору перекочуванню 13 EMBED Equation.3 1415
Тип транспортного засобу
Вид опорної поверхні


Асфальтобетон
Ґрунт середньої щільності
Пісок

Легкові автомобілі
0,015
0,08
0,30

Вантажні автомобілі
0,012
0,06
0,25

Колісні трактори
0,02
0,04
0,20


Орієнтовні значення коефіцієнтів зчеплення 13 EMBED Equation.3 1415
Тип дорожнього покриття
Значення 13 EMBED Equation.3 1415


при відсутності проковзування колеса відносно дороги
при повному проковзуванні колеса відносно дороги

Сухий асфальтобетон
0,8 – 0,9
0,75

Мокрий асфальт
0,5 – 0,7
0,45 – 0,60

Мокрий бетон
0,8
0,7

Гравійна дорога
0,6
0,55

Ґрунтова дорога суха
0,7
0,65

Ґрунтова дорога мокра
0,55
0,45

Ущільнений сніг
0,2
0,15

Лід
0,1
0,07


ДОДАТОК 6. Коротка технічна характеристика
деяких вантажних автомобілів звичайної і підвищеної прохідності
Назва показника
Значення показника

Марка автомобіля
ИЖ-27151
(Росія)
УАЗ-451
(Росія)
ГАЗ-3302
Газель
(Росія)

Колісна формула
4х2
4х2
4х2

Вантажопідйомність 13 EMBED Equation.3 1415, т
0,45
1,0
1,6

Маса автомобіля у спорядженому
стані 13 EMBED Equation.3 1415, т
1,05
1,51
1,8

Коефіцієнт вантажопідйомності 13 EMBED Equation.3 1415
0,38
0,66
0,89

Коефіцієнт (2
0,62
0,58

· 0,7

Кількість задніх коліс
2
2
4

Розмір шин
6,40-13
8,40-15
175R16

Габаритна висота Н, м
1,76
2,0
2,1

Габаритна ширина. В, м
1,60
2,00
2,1

Колія задніх коліс В, м
1,27
1,44
1,56

Коефіцієнт 13 EMBED Equation.3 1415 13 EMBED Equation.3 1415 кПа (орієнтовно)
0,32
·10-3
0,64
·10-3
0,55
·10-3

Максимальна швидкість руху, м/с
35
26
32

Номінальна потужність двигуна
13 EMBED Equation.3 1415, кВт
54
55
66-74

Номінальна швидкість обертання колінчастого вала (Н, рад/с
610
420
470

Лінійна норма витрати
палива, л/100 км
10,0
15
16

Максимальне значення динамічного фактора на першій передачі
0,28
0,26
0,30

Продовження – на наступній сторінці. Продовження 1 додатку 6
Назва показника
Значення показника

Марка автомобіля
ГАЗ-52-03
(Росія)
ЗиЛ-
5301ВЕ
(Росія)
ГАЗ-53-12;
ГАЗ-3307
(Росія)

Колісна формула
4х2
4х2
4х2

Вантажопідйомність 13 EMBED Equation.3 1415, т
2,5
3,0
4,0

Маса автомобіля у спорядженому стані 13 EMBED Equation.3 1415, т
2,8
3,7
3,25

Коефіцієнт вантажопідйомності 13 EMBED Equation.3 1415
0,89
0,81
1,23

Коефіцієнт (2
0,71
0,70
0,76

Кількість задніх коліс
4
4
4

Розмір шин
7,50-20
225/75R16C
8,25-20

Габаритна висота Н, м
2,13
2,36
2,22

Габаритна ширина В, м
2,20
2,32
2,38

Колія задніх коліс В, м
1,65
1,69
1,69

Коефіцієнт 13 EMBED Equation.3 1415, кПа
·с2/м2 (орієнтовно)
0,55
·10-3
0,37
·10-3
0,55
·10-3

Максимальна швидкість, м/с
19
26
22

Номінальна потужність двигуна Nн,, кВт
55
100
(дизель)
85

Номінальна кутова швидкість обертання колінчастого вала
(Н, рад/с
270
250
340

Лінійна норма витрати палива,
л/100 км
22
Немає
даних
25

Максимальне значення динамічного фактора
0,34
Немає
даних
0,35

Продовження – на наступній сторінці.
Продовження 2 додатку 6
Назва показника
Значення показника

Марка автомобіля
ЗИЛ-130
(Росія)
ИФА W50L
(бортовий, НДР)
ЗиЛ-431410
(Росія))

Колісна формула
4х2
4х2
4х2

Вантажопідйомність 13 EMBED Equation.3 1415, т
5,0
5,0
6,0

Маса автомобіля у спорядженому стані 13 EMBED Equation.3 1415, т
4,2
5,2
4,2

Коефіцієнт вантажопідйомності
13 EMBED Equation.3 1415
1,16
0,96
1,40

Коефіцієнт (2
0,73
0,67
0,75

Кількість задніх коліс
4
4
4

Розмір шин
10-20
9,00-20
10-20

Габаритна висота Н, м
2,35
2,60
2,35

Габаритна ширина В, м
2,50
2,50
2,50

Колія задніх коліс В, м
1,79
1,77
1,79

Коефіцієнт 13 EMBED Equation.3 1415, кПа (орієнтовно)
0,55
·10-3
0,64
·10-3
0,55
·10-3

Максимальна швидкість, м/с
25
25
25

Номінальна потужність двигуна
Nн,, кВт
110
92
(дизель)
110

Номінальна кутова швидкість обертання колінчастого вала (Н, рад/с
340
240
340

Лінійна норма витрати палива,
л/100 км
31
17,0
31

Максимальне значення
динамічного фактора
0,36
0,32
0,33

Продовження – на наступній сторінці.
Продовження 3 додатку 6
Назва показника
Значення показника

Марка автомобіля
ЗиЛ-433110
(Росія)
Прага
V3S
(самоскид,
Чехія)
Прага
S5T-2
(бортовий,
Чехія)

Колісна формула
4х2
6х6
4х2

Вантажопідйомність 13 EMBED Equation.3 1415, т
6,0
5,0
6,0

Маса автомобіля у спорядженому стані 13 EMBED Equation.3 1415, т
5,0
5,35
4,5

Коефіцієнт вантажопідйомності 13 EMBED Equation.3 1415
1,20
0,93
1,33

Коефіцієнт (2
0,67
0,78
0,74

Кількість задніх коліс
4
8
4

Розмір шин
9,00R20
9,00-20
9,00-20

Габаритна висота Н, м
2,66
2,51
2,35

Габаритна ширина В, м
2,50
2,31
2,18

Колія задніх коліс В, м
1,85
1,75
1,65

Коефіцієнт 13 EMBED Equation.3 1415, кПа (орієнтовно)
0,60
·10-3
0,55
·10-3
0,52
·10-3

Максимальна швидкість, м/с
25
17
20

Номінальна потужність двигуна Nн,, кВт
110
(бензин)
72
(дизель)
81
(дизель)

Номінальна кутова швидкість обер-тання колінчастого вала (Н, рад/с
336
220
230

Лінійна норма витрати палива,
л/100 км
Немає даних
25
20

Максимальне значення динамічного фактора
Немає даних
0,37
0,18

Продовження – на наступній сторінці.

Продовження 4 додатку 6
Назва показника
Значення показника

Марка автомобіля
Шкода 706RTS
(самоскид, Чехія)
Шкода 706RT
(бортовий, Чехія)
ЗиЛ-433180
(Росія)

Колісна формула
4х2
4х2
4х2

Вантажопідйомність
13 EMBED Equation.3 1415, т
6,5
7,1
8,0

Маса автомобіля у споряд-женому стані 13 EMBED Equation.3 1415, т
7,2
5,9
6,2

Коефіцієнт вантажопідйомності 13 EMBED Equation.3 1415
0,90
1,20
1,29

Коефіцієнт (2
0,67
0,65
0,69

Кількість задніх коліс
4
4
4

Розмір шин
11,00-20
11,00-20
10,00R20

Габаритна висота Н, м
2,50
2,50
2,66

Габаритна ширина В, м
2,34
2,34
2,50

Колія задніх коліс В, м
1,75
1,75
1,85

Коефіцієнт 13 EMBED Equation.3 1415, кПа
·с2/м2 (орієнтовно)
0,64
·10-3
0,62
·10-3
0,56
·10-3

Максимальна швидкість руху, м/с
18
19
26

Номінальна потужність двигуна Nн,, кВт
118
(дизель)
118
(дизель)
131
(дизель)

Номінальна кутова швидкість обертання колінчастого вала (Н, рад/с
200
200
220

Лінійна норма витрати палива, л/100 км
25
26
Немає даних

Максимальне значення динамічного фактора
0,38
0,39
Немає даних

Продовження – на наступній сторінці.

Продовження 5 додатку 6
Назва показника
Значення показника

Марка автомобіля
КамАЗ-5320
(Росія)
МАЗ 5335
(Росія)
КамАЗ-53212
(Росія)

Колісна формула
6х4
4х2
6х4

Вантажопідйомність 13 EMBED Equation.3 1415, т
8,0
8,0
10,0

Маса автомобіля у спорядженому стані 13 EMBED Equation.3 1415, т
7,1
6,7
8,2

Коефіцієнт вантажопідйомності 13 EMBED Equation.3 1415
1,13
1,19
1,22

Коефіцієнт (2
0,72
0,67
0,76

Кількість задніх коліс
8
4
8

Розмір шин
10,00R20
11,00R20
10,00R20

Габаритна висота Н, м
3,34
2,72
3,34

Габаритна ширина В, м
2,50
2,50
2,50

Колія задніх коліс В, м
1,85
1,80
1,85

Коефіцієнт 13 EMBED Equation.3 1415, кПа
·с2/м2 (орієнтовно)
0,66
·10-3
0,64
·10-3
0,66
·10-3

Максимальна швидкість руху, м/с
22
24
28

Номінальна потужність двигуна Nн,, кВт
154
(дизель)
132
(дизель0
154
(дизель)

Номінальна кутова швидкість обертання колінвала (Н, рад/с
270
220
270

Лінійна норма витрати палива,
л/100 км
26
23
26

Максимальне значення динамічного фактора
0,35
0,31
0,32

Продовження – на наступній сторінці.

Продовження 6 додатку 6
Назва показника
Значення показника

Марка автомобіля
Магірус
232D 19K
(самоскид,
(Німеччина)
Магірус 232D 19L
(бортовий,
Німеччина)
Татра-138
(бортовий,
Чехія)

Колісна формула
4х2
4х2
6х6

Вантажопідйомність 13 EMBED Equation.3 1415, т
10,0
11,5
12,0

Маса автомобіля у спорядженому стані 13 EMBED Equation.3 1415, кН
6,0
5,1
8,8

Коефіцієнт вантажопідйомності 13 EMBED Equation.3 1415
1,67
2,25
1,36

Коефіцієнт (2
0,68
0,68
0,80

Кількість задніх коліс
4
4
8

Розмір шин
12,00R20
12,00R20
11,00R20

Габаритна висота Н, м
2,80
2,80
2,44

Габаритна ширина В, м
2,49
2,49
2,35

Колія задніх коліс В, м
1,80
1,80
1,76

Коефіцієнт 13 EMBED Equation.3 1415, кПа
·с2/м2 (орієнтовно)
0,65
·10-3
0,60
·10-3
0,60
·10-3

Максимальна швидкість руху, м/с
21
21
20

Номінальна потужність двигуна Nн,, кВт
132
(дизель)
182
(дизель)
162
(дизель)

Номінальна кутова швидкість обертання колінвала (Н, рад/с
210
280
231

Лінійна норма витрати палива, л/100 км
36
Немає даних
32,5

Максимальне значення динамічного фактора
0,42
0,36
0,45

Закінчення – на наступній сторінці.

Закінчення додатку 6
Назва показника
Значення показника

Марка автомобіля
Татра-138S1
(самоскид,
Чехія)
Магірус 290D 26К,
(самоскид,
Німеччина)
Магірус 290D 26L,
(бортовий,
Німеччина)

Колісна формула
6х6
6х4
6х4

Вантажопідйомність 13 EMBED Equation.3 1415, т
12,7
14,5
16,0

Маса автомобіля у споряд-женому стані 13 EMBED Equation.3 1415, кН
9,6
7,6
6,6

Коефіцієнт вантажо-підйомності 13 EMBED Equation.3 1415
1,32
1,91
2,42

Коефіцієнт (2
0,78
0,77
0,78

Кількість задніх коліс
8
8
8

Розмір шин
11,00R20
12,00R20
12,00R20

Габаритна висота Н, м
2,58
3,10
2,80

Габаритна ширина В, м
2,45
2,49
2,49

Колія задніх коліс В, м
1,76
1,81
1,81

Коефіцієнт 13 EMBED Equation.3 1415, кПа
·с2/м2 (орієнтовно)
0,65
·10-3
0,65
·10-3
0,60
·10-3

Максимальна швидкість руху, м/с
20
20
20

Номінальна потужність двигуна Nн,, кВт
132
(дизель)
132
(дизель)
230
(дизель)

Номінальна кутова швидкість обертання колінвала (Н, рад/с
210
210
280

Лінійна норма витрати палива, л/100 км
36
36
Немає даних

Максимальне значення динамічного фактора
0,42
0,45
Немає даних

ДОДАТОК 7. Коротка технічна характеристика
деяких вантажних автомобілів високої прохідності
Назва показника
Значення показника

Марка автомобіля
УАЗ3303
ГАЗ-66
ЗиЛ–
43272Н
ЗиЛ-157К

Колісна формула
4х4
4х4
4х4
6х6

Маса вантажу 13 EMBED Equation.3 1415, т
1,0
2,0
3,0
3,0

Вага автомобіля у спорядженому стані
13 EMBED Equation.3 1415, кН
1,65
3,47
4,85
5,54

Коефіцієнт вантажопідйомності 13 EMBED Equation.3 1415
0,61
0,58
0,62
0,54

Коефіцієнт (2
0,54
0,53
0,52
0,70

Кількість задніх коліс
2
2
2
4

Розмір шин
8,40-15
12,00R18
12,00R20
12,00R18

Габаритна висота Н, м
2,00
2,40
2,81
2,36

Габаритна ширина. В, м
2,00
2,32
2,47
2,32

Колія задніх коліс В, м
1,44
1,75
1,82
1,75

Коефіцієнт 13 EMBED Equation.3 1415, кПа
·с2/м2 (орієнтовно)
0,64
·10-3
0,64
·10-3
0,55
·10-3
0,59
·10-3

Максимальна швидкість руху, м/с
31
26
25
18

Номінальна потужність двигуна Nн, кВт
66
55
100
81

Номінальна швидкість обертання колінчастого вала (Н, рад/с
420
420
250
294

Лінійна норма витрати
палива, л/100 км
16,5
15
Немає даних
39

Максимальне значення
динамічного фактора на першій передачі
0,52
0,26
Немає даних
0,84

Продовження – на наступній сторінці. Продовження додатку 7
Назва показника
Значення показника

Марка автомобіля
ЗиЛ131Н
(рис. Д7.4)
ЗиЛ433442
(рис. Д7.5)
Урал432001
(рис. Д7.6)

Колісна формула
6х6
6х6
6х6

Маса вантажу 13 EMBED Equation.3 1415, т
3,75
4,45
5,0

Маса автомобіля у спорядженому стані 13 EMBED Equation.3 1415, кН
6,1
6,66
8,0

Коефіцієнт вантажопідйомності 13 EMBED Equation.3 1415
0,61
0,67
0,62

Коефіцієнт (2
0,70
0,67
0,67

Кількість задніх коліс
4
4
4

Розмір шин
12,00R20
12,00R20
14,00-20

Габаритна висота Н, м
2,97
2,76
2,68

Габаритна ширина В, м
2,50
2,42
2,50

Колія задніх коліс В, м
1,82
1,82
2,0

Коефіцієнт 13 EMBED Equation.3 1415, кПа
·с2/м2 (орієнтовно)
0,64
·10-3
0,60
·10-3
0,66
·10-3

Максимальна швидкість, м/с
24
24
24

Номінальна потужність двигуна Nн,, кВт
110
110
154

Номінальна кутова швидкість обертання колінчастого вала (Н, рад/с
336
336
273

Лінійна норма витрати палива,
л/100 км
41
Немає даних
32 (дизельне)

Максимальне значення динамічного фактора
0,78
Немає даних
0,64

Закінчення – на наступній сторінці.
Закінчення додатку 7
Назва показника
Значення показника

Марка автомобіля
КамАЗ43101 (рис. Д7.7)
КрАЗ255Б1
(рис. Д7.8)
КрАЗ260 (рис. Д7.9)

Колісна формула
6х6
6х6
6х6

Маса вантажу 13 EMBED Equation.3 1415, т
6,0
8,0
9,5

Маса автомобіля у спорядженому стані 13 EMBED Equation.3 1415, кН
8,75
11,2
11,8

Коефіцієнт вантажопідйомності 13 EMBED Equation.3 1415
0,69
0,72
0,81

Коефіцієнт (2
0,67
0,73
0,71

Кількість задніх коліс
4
4
4

Розмір шин
1220х400-533
1330х530533
1300х530533

Габаритна висота Н, м
3,34
2,94
2,98

Габаритна ширина В, м
2,50
2,75
2,72

Колія задніх коліс В, м
2,0
2,16
2,16

Коефіцієнт 13 EMBED Equation.3 1415, кПа
·с2/м2 (орієнтовно)
0,62
·10-3
0,59
·10-3
0,58
·10-3

Максимальна швидкість, м/с
24
20
22

Номінальна потужність двигуна Nн,, кВт
164
176
220

Номінальна кутова швидкість обертання колінчастого вала (Н, рад/с
273
220
220

Лінійна норма витрати палива, л/100 км
31
(дизельне)
42 (дизельне)
42
(дизельне)

Максимальне значення динамічного фактора
0,65
0,66
0,61

ДОДАТОК 8. Коротка технічна характеристика
деяких шин для комерційного транспорту
Шини для малотоннажного транспорту(ГОСТ 4754-80)

Позначення шини
Модель шини
Максимально допустиме
Зовнішній діаметр шини, мм



навантаження при одинарній/здвоєній
установці, кН
швидкість руху, м/с


185/80R14С
БЦ-30
8,5/8,0
42
652

185/75R16C
БЦ-24
9,0/8,5
39
684

195R14C
ВC-44
9,5/9,0
44
666

205R14C
ВС-44
10,3/9,8
44
686

225/75R16C
БЦ-26
14,5/14,0
39
744

Шини для середньо- і великотоннажного транспорту
(ГОСТ 17393-82)

Позначення шини
Модель шини
Максимально допустиме
Зовнішній діаметр шини, мм



навантаження при одинарній/здвоєній
установці, кН
швидкість руху, м/с


8,25R20
ИК-6
16,5/15,0
28
970

9,00R20
ИН-142Б
22,4/20,6
28
1018

10,00R20
БЦ-38
30,0/27,2
30
1052

11,00R20
И-111АМ
32,5/29,0
28
1080

12,00R20
И-332
37,5/32,5
28
1122

Шини одинарної установки для автомобілів високої прохідності
(з регульованим тиском повітря)

11,00-18

16,5
22
1040±8

12,00-18

18,5
22
1084±8

13,00-18

19,2
28
1132±8

12,00-20

22,0
22
1142±8

14,00-20

28,6
24
1260±10

16,00-20

25,0
19
1384±10

1200х500-508

33,0
22
1177±15

1300х530-533

36,0
19
1280±15

1500х600-635

50,0
18
1485±15


ДОДАТОК 9. Променеві діаграми швидкості руху
деяких автомобілів


















ДОДАТОК 10. Приклад оформлення лабораторних робіт



КАБІНЕТ МІНІСТРІВ УКРАЇНИ
Національний університет біоресурсів
і природокористування України
Технічний навчально-науковий інститут
Факультет інженерії агробіосистем



ЛАБОРАТОРНІ РОБОТИ
з дисципліни
„Експлуатаційні властивості
транспортних засобів”

Виконав студ. 2 курсу
групи ТТ–095 О.О.Балаганов

Перевірив доцент О.І.Бендер









Київ - 2011



РЕФЕРАТ

Лабораторні роботи, 33 стор., сім таблиць, сім рисунків, шість літературних джерел.

ВАНТАЖНИЙ АВТОМОБІЛЬ, ТЯГОВИЙ РОЗРАХУНОК, УНІВЕРСАЛЬНА ДИНАМІЧНА ХАРАКТЕРИСТИКА, ЕКОНОМІЧ-НА ХАРАКТЕРИСТИКА, ПРОМЕНЕВА ДІАГРАМА ШВИДКОСТІ РУХУ

Об
·єкт розробки: автомобіль вантажопідйомністю 5 т, макси-мальна швидкість руху 24 м/с.
Методи розрахунку: з використанням основних закономір-ностей теорії автомобіля і вихідних даних, які грунтуються на сучасному рівні розвитку автомобілебудування і перспективних тенденціях.
Отримані результати:
автомобіль неповноприводний, двовісний, колісна формула 4х2;
споряджена маса автомобіля 4,2 т,
шини 9,00R20, радіус їх кочення 0,500 м;
ККД трансмісії 0,90;
коефіцієнт аеродинамічного опору 0,65
·10-5 кПа
·с2/м2;
лобова площа 4,6 м2;
номінальна потужність двигуна 150 кВт при кутовій швидкості обертання колінчастого вала 300 рад/с;
передаточні числа:
– коробки передач – 3,50, 1,871, 1,00 і 0,70;
– головної передачі – 6,25.
Ефективність розробки: лінійна витрата палива під час руху по горизонтальній дорозі зі швидкістю 24 м/с (86 км/год) – 28,5 л/100 км, що на 2,5 л менше, ніж у прототипа.
Область застосування: на дорогах з твердим покриттям ІІІ – V категорій і ґрунтових дорогах ІV – V категорій з допустимим навантаженням на вісь 6 т.

В С Т У П

Раціональна експлуатація автомобільного транспорту немож-лива без науково обгрунтованої оцінки експлуатаційних властивостей рухомого складу і їх теоретичного аналізу.
Заслуги радянської автомобільної шволи загальновідомі. Академіком Є.О.Чудаковим і його послідовниками розроблено методи оцінки експлуатаційних властивостей автомобіля, які дозволяють теоретично обгрунтувати вибір його основних конструктивних параметрів. Вивчення цієї науки має свої особливості, пов
·язані зі специфікою роботи експлуатаційників.
Останні, як правило, мають справу з готовою продукцією машинобудівних заводів, конструкція якої вже визначена і практично не може бути змінена.
Проте розуміння основних закономірностей, на підставі яких було визначено основні конструктивні параметри того чи іншого автомобіля, дозволяє більш правильно організовувати їх роботу, вишукувати можливі резерви підвищення продуктивності, економічності та безпеки застосування.
Тому самостійне виконання всього циклу робіт по тяговому розрахунку автомобіля повинне зіграти вагому роль у підготовці спеціалістів з транспортної логістики.
1. ВИХІДНІ ДАНІ І ФОРМУВАННЯ КОНЦЕПЦІЇ АВТОМОБІЛЯ

1.1. Номер варіанта завдання – 5/24.

Відповідно до отриманого варіанта завдання маємо:
– вантажопідйомність автомобіля 13 EMBED Equation.3 1415= 5 т;
– задана максимальна швидкість руху автомобіля 13 EMBED Equation.3 1415= 24 м/с, тобто 86,4 км/год.

1.2. Область переважного застосування автомобіля

1.2. Область переважного застосування автомобіля – на дорогах з твердим покриттям ІІІ – V категорій і ґрунтових дорогах ІV – V категорій з допустимим навантаженням на вісь 6 т.

1.3. Тип ходової частини

Обираємо неповноприводний тип ходової частини.

1.4. Коефіцієнт вантажопідйомності автомобіля 13 EMBED Equation.3 1415

Коефіцієнт вантажопідйомності сучасних неповноприводних автомобілів, які мають вантажопідйомністю 5 т, знаходиться у межах від 0,75 до 1,4, у середньому приблизно 1,1. У прототипу ЗиЛ-130 він дорівнює 1,16. Для розроблюваного автомобіля приймаємо згаданий коефіцієнт рівним 1,20.

1.5. Кількість місць у кабіні автомобіля

Кількість місць b для сидіння у кабіні автомобіля, включаючи і місце водія, приймаємо рівним трьом: b = 2.

1.6. Маса автомобіля у спорядженому стані

Маса автомобіля у спорядженому стані – це маса автомобіля, повністю заправленого всіма рідинами, з комплектом інструменту і запасними колесами у кількості, передбаченій заводом-виробником, але без вантажу, водія і пасажирів:
Згадана маса дорівнює:
13 EMBED Equation.3 1415 т. (1.1)

1.7. Маса автомобіля у спорядженому стані з водієм у кабіні

Згадана масса дорівнює:
13 EMBED Equation.3 1415 = 4,200 + 0,075 = 4,275 т.
де 0,075 – маса водія, т.

1.8. Сумарна маса пасажирів і вантажу

Сумарна маса пасажирів і вантажу (без водія) дорівнює, т:
13 EMBED Equation.3 1415= 0,075+5,00 = 5,075 т.
де 13 EMBED Equation.3 1415 = 2 – кількість місць у кабіні.

1.9. Повна маса автомобіля 13 EMBED Equation.3 1415

Повна маса автомобіля 13 EMBED Equation.3 1415 дорівнює сумі трьох мас: спорядженої маси автомобіля 13 EMBED Equation.3 1415, маси водія і пасажирів 0,075
·13 EMBED Equation.3 1415 і маси вантажу13 EMBED Equation.3 1415, т:
13 EMBED Equation.3 1415= 4,200 + 0,075
·2 + 5,00 = 9,350.

1.10. Кількість осей і коліс автомобіля

У п. 1.2 ми прийняли, що область переважного застосування автомобіля – на дорогах з твердим покриттям ІІІ – V категорій і ґрунтових дорогах ІV – V категорій з допустимим навантаженням на вісь 6 т.
Мінімально необхідна кількість осей 13 EMBED Equation.3 1415, яка забезпечуватиме навантаження на кожну з них не більше 6 т, дорівнює:
13 EMBED Equation.3 1415.
Приймаємо кількість осей рівною двом.
Колеса на передній осі будуть одинарними, а на задній – здвоєними. Таким чином, загальна кількість коліс дорівнюватиме шести, у т.ч. на задній осі – чотирьом.

1.11. Колісна формула автомобіля

Колісна формула являє собою умовне позначення загальної кількості коліс автомобіля (перша цифра формули) і кількості ведучих коліс (друга цифра формули), записаних через знак множення, причому здвоювання коліс до уваги не береться.
Колісна формула нашого автомобіля – 4х2.

1.12. Вибір прототипу

Реальний автомобіль, який співпадає з розроблюваним за концепцією, вантажопідйомністю і колісною формулою, називають прототипом.
Як прототип приймаємо автомобіль ЗиЛ-130, який має вантажопідйомність 5 т і колісну формулу 4х2.

1.13. Коефіцієнт навантаження задніх коліс  13 EMBED Equation.3 1415

Цей коефіцієнт вказує, яка частка повної ваги автомобіля сприймається задніми колесами. Його значення запозичимо з прототипа ЗиЛ-130 – воно дорівнює 0,73.

1.14. Коефіцієнт зчіпної маси 13 EMBED Equation.3 1415

Цей коефіцієнт вказує, яка частка повної маси автомобіля сприймається ведучими колесами, забезпечуючи їх зчеплення з дорогою.
У задньоприводних автомобілів з колісною формулою 4х2 він дорівнює коефіцієнтові навантаження задніх коліс 13 EMBED Equation.3 1415, тобто 0,73.

1.15. Найбільший коефіцієнт опору дороги 13 EMBED Equation.3 1415, на якій повністю завантажений автомобіль повинен розвивати задану максимальну швидкість руху

Згідно з будівельними нормами і правилами СниП 1.05.11-83 коефіцієнт опору перекочуванню 13 EMBED Equation.3 1415 коліс автомобіля на асфальтобетонній дорозі ІІІ категорії дорівнює 0,015 0,025. Для розрахунків приймемо його рівним 0,020.
Приймемо також, щоб автомобіль був здатним розвивати задану максимальну швидкість руху 13 EMBED Equation.3 1415 не лише на горизонтальній дорозі, але і на деяких невеликих підйомах крутизною 13 EMBED Equation.3 1415, які з ймовірністю 45 % можуть зустрітись на маршруті руху у дуже горбистій місцевості.
Табл. 1.2 Методичних вказівок свідчить, що з вказаною ймовірністю у дуже горбистій місцевості можуть зустрітись підйоми з крутизною 13 EMBED Equation.3 1415 не більше 0,020 рад (орієнтовно).
Таким чином коефіцієнт опору дороги 13 EMBED Equation.3 1415, на якій автомобіль повинен бути здатним розвивати задану максимальну швидкість руху, дорівнює:
13 EMBED Equation.3 1415= 0,02 + 0,02 = 0,04.
А табл. 1.3 Методичних вказівок свідчить, що прототип ЗиЛ130 здатен розвивати максимальну швидкість руху при істотно меншому значенні коефіцієнта 13 EMBED Equation.3 1415, рівному 0,018.
Це означає, що ми проектуємо автомобіль для роботи з максимальною швидкістю у більш важких дорожніх умовах, ніж умови, які було задано для ЗиЛ-130.

1.16. Найбільший коефіцієнт опору дороги 13 EMBED Equation.3 1415, на якій повністю завантажений автомобіль повинен бути здатним рухатись на першій передачі

Цей коефіцієнт визначають як максимум суми коефіцієнта опору перекочуванню f і кута підйому дороги 13 EMBED Equation.3 1415, на яких автомобіль повинен бути здатним рухатись на першій передачі:
13 EMBED Equation.3 1415.
Для вантажних автомобілів його можна приймати рівним від 0,25 до 0,35. Приймемо його рівним 0,25.
У прототипу (ЗиЛ-130) цей коефіцієнт дорівнює 0,36.
Це означає, щоЗиЛ–130 спроектовано для роботи на першій передачі у більш важких умовах, ніж прийнято нами.

1.17. Коефіцієнт зчеплення ведучих коліс з дорогою 13 EMBED Equation.3 1415 у найважчих умовах

Це значення характеризує зчеплення коліс з дорогою у найважчих умовах, в яких автомобіль повинен бути здатним рухатись на першій передачі. Його можна приймати у межах від 0,5 до 0,7. Приймаємо це значення рівним 0,6.

2. ОСНОВНІ КОНСТРУКТИВНІ ПАРАМЕТРИ АВТОМОБІЛЯ

2.1. Вага автомобіля і вантажу

Вага розроблюваного автомобіля і вантажу дорівнює, кН:

· вага автомобіля у спорядженому стані з водієм у кабіні:
13 EMBED Equation.3 1415= 9,81
·4,200 = 41,70 кН;

· сумарна вага вантажу і пасажирів (без водія):
13 EMBED Equation.3 1415= 9,81
·5,075 = 49,79 кН;

· повна вага автомобіля:
13 EMBED Equation.3 1415= 9,81
·9,362 = 91,84 кН.
Для подальших розрахунків приймаємо вагу автомобіля і вантажу такою:

· вага у спорядженому стані з водієм у кабіні 13 EMBED Equation.3 1415 – 42,0 кН;

· сумарна вага вантажу і пасажирів 13 EMBED Equation.3 1415 – 50,0 кН;

· повна вага автомобіля 13 EMBED Equation.3 1415 – 92,0 кН.”
Значення повної ваги 13 EMBED Equation.3 1415 співпадає з сумою округлених значень ваги 13 EMBED Equation.3 1415 і ваги 13 EMBED Equation.3 1415, що свідчить про правильність проведених обчислень.

2.2. Підбір шин для автомобіля

Підбір шин для автомобіля здійснюють за максимальним навантаженням на його колеса і максимальною швидкістю руху.
Сумарне навантаження коліс заднього моста дорівнює, кН:
13 EMBED Equation.3 1415= 0,73
· 92,0 = 67,16.
Навантаження на кожне окреме заднє колесо дорівнює, кН:
13 EMBED Equation.3 1415= 16,79,
де 13 EMBED Equation.3 1415 = 4 – кількість задніх коліс автомобіля.
Навантаження на одне переднє колесо дорівнює, кН:
13 EMBED Equation.3 1415.
де 13 EMBED Equation.3 1415 = 2 – кількість передніх коліс.
Розрахункове навантаження на одне колесо автомобіля, кН:
13 EMBED Equation.3 1415.
З додатка 8 Методичних вказівок обираємо шини 9,00R20, вантажопідйомність яких при здвоєній установці дорівнює 23,0 кН.
Це забезпечить запас їх вантажопідйомності у розмірі:
13 EMBED Equation.3 1415.
Допустима швидкість руху обраних шин дорівнює 28 м/с, що істотно більше максимальної швидкості руху автомобіля (24 м/с).
Зовнішній діаметр шин 13 EMBED Equation.3 1415 дорівнює 1020 мм.

2.3. Радіус кочення коліс

Радіус кочення коліс, м, дорівнює:
13 EMBED Equation.3 1415= (0,480,49)
·1020= 0,4900,500 м.
Приймаємо його рівним 0,500 м.

2.4. Значення коефіцієнта корисної дії трансмісії 13 EMBED Equation.3 1415

ККД трансмісії приймаємо рівним 0,90.

2.5. Вибір значення коефіцієнта 13 EMBED Equation.3 1415 аеродинамічного опору

Фізичний зміст даного коефіцієнта – це тиск зустрічного потоку повітря на лобову площу автомобіля при швидкості руху 1 м/с. Його значення залежить лише від аеродинамічної досконалості форми кузова автомобіля і густини повітря і зовсім не залежить від розмірів і швидкості руху автомобіля.
Для вантажівок значення цього коефіцієнта знаходяться у межах від 0,4·10–3 до 0,7·10–3 кПа·с2/м2.
Для розроблюваного автомобіля приймаємо цей коефіцієнт рівним 0,65·10–3 кПа·с2/м2. У прототипа – бортового ЗиЛ-130 – він дорівнює (0,5430,588)
·10-3, а у автомобіля ЗиЛ-4331 з сучасним дизайном – 0,66
·10-3 кПа
·с2/м-2 – табл. 2.1 [5].

2.6. Визначення лобової площі автомобіля 13 EMBED Equation.3 1415

Габаритні ширину B і висоту H автомобіля приймаємо, спираючись на прототип, рівними відповідно 2,5 і 2,3 м.
Лобова площа автомобіля дорівнює:
13 EMBED Equation.3 1415= 0,8·2,5·2,3 = 4,6 м2.

Рис. 2.1. Заштрихована зона – лобова площа автомобіля F
13 EMBED Word.Picture.8 1415


2.7. Сила опору повітря 13 EMBED Equation.3 1415, яка спостерігається при заданій максимальній швидкості руху 13 EMBED Equation.3 1415

При швидкості руху 13 EMBED Equation.3 1415 сила опору повітря дорівнює:
13 EMBED Equation.3 1415 кН.

2.8. Сила опору дороги, прийнятої у п. 1.15

Під час руху автомобіля по дорозі з деяким підйомом 13 EMBED Equation.3 1415, який у п.1.15 було прийнято (задано) доступним для руху зі швидкістю 13 EMBED Equation.3 1415, сила опору дороги дорівнює, кН:
13 EMBED Equation.3 1415= 92.0
·0,04 = 3,68 кН.
де 13 EMBED Equation.3 1415= 0,04 – коефіцієнт опору дороги, прийнятий у п. 1.15.

2.9. Сумарна зовнішня сила опору рухові автомобіля 13 EMBED Equation.3 1415,
яка спостерігається при заданій максимальній швидкості

Під час руху автомобіля із заданою швидкістю на підйом, заданий у п.1.15, сумарна зовнішня сила опору рухові автомобіля дорівнює:
13 EMBED Equation.3 1415 кН.

3. ОСНОВНІ КОНСТРУКТИВНІ ПАРАМЕТРИ ДВИГУНА

З метою спрощення обчислень приймаємо, що характерні точки ЗШХ (точки максимальної та номінальної потужності, а також робоча точка) збігаються.

3.1. Потужність двигуна 13 EMBED Equation.3 1415, мінімально необхідна для руху автомобіля на підйом, заданий у п. 1.15

Потужність двигуна 13 EMBED Equation.3 1415, мінімально необхідна для руху автомобіля на підйом, заданий у п. 1.15, дорівнює:
13 EMBED Equation.3 1415 кВт.

3.2. Номінальна потужність двигуна автомобіля

Номінальну потужність двигуна 13 EMBED Equation.3 1415 оберемо з такого інтервалу:
13 EMBED Equation.3 1415 кВт.
Приймаємо номінальну потужність рівною 150 кВт.

3.3. Вибір типу двигуна

Однією з переваг бензинових двигунів є їх менша вартість. Тому для розроблюваного автомобіля обираємо бензиновий двигун, обладнаний інжекторною системою живлення.

3.4. Вибір номінальної кутової швидкості обертання колінчастого вала двигуна 13 EMBED Equation.3 1415

Це кутова швидкість обертання колінчастого вала, при якій завод вказує (оголошує) номінальну потужність двигуна.
Номінальна кутова швидкість обертання колінчастого вала бензинових двигунів потужністю близько 150 кВт знаходиться у межах від 310 до 330 рад/с – рис. 3.5 Методичних вказівок.
Для двигуна розроблюваного автомобіля номінальну кутову швидкість обертання колінчастого вала приймаємо рівною 300 рад/с.

3.5. Номінальний крутний момент двигуна 13 EMBED Equation.3 1415

Згаданий крутний момент дорівнює:
13 EMBED Equation.3 1415 кН·м.

3.6. Кутова швидкість обертання колінчастого вала, при якій вступає у роботу обмежувач швидкості обертання

Приймаємо, що обмежувач швидкості обертання вступає у роботу при швидкості 13 EMBED Equation.3 1415, рівній 110 % від номінальної кутової швидкості обертання колінчастого вала 13 EMBED Equation.3 1415:
13 EMBED Equation.3 1415 = 1,1
·300 = 330 рад/с.

4. ПОБУДОВА ЗОВНІШНЬОЇ ШВИДКІСНОЇ ХАРАКТЕРИСТИКИ ДВИГУНА

Зовнішня швидкісна характеристика двигуна – це залежність основних показників його роботи від швидкості обертання колінчастого вала за умови, що орган керування подачею палива зафіксовано у положенні найбільшої подачі палива.

4.1. Коефіцієнти рівняння С.Р.Лейдермана

Зовнішню швидкісну характеристику двигуна будуємо за рівняннями С.Р.Лейдермана, в основі яких лежать емпіричні коефіцієнти 13 EMBED Equation.3 1415 і 13 EMBED Equation.3 1415. Значення цих коефіцієнтів з метою спрощення обчислень приймаємо рівними одиниці: 13 EMBED Equation.3 1415 = 13 EMBED Equation.3 1415 = 1,0.

4.2. Розрахунок зовнішньої швидкісної характеристики

Розрахунок зовнішньої швидкісної характеристики двигуна проведено у табл. 4.1.

4.1. Зовнішня швидкісна характеристика двигуна

Вихідні дані
Результати розрахунку

13 EMBED Equation.3 1415
(, рад/с
А
М, кН.м
N, кВт

1
2
3
4
5

0,4
120
1,24
0,6200
74,4

0,5
150 (
·M)
1,25
0,6250 (Mmax)
93,7

0,6
180
1,24
0,6200
111,6

0,7
210
1,21
0,6050
127,0

0,8
240
1,16
0,5800
139,2

0,9
270
1,09
0,5450
147,1

1,0 (13 EMBED Equation.3 1415)
300 (13 EMBED Equation.3 1415)
1,00
0,5000 (Мн)
150,0 (Nн)

1,1
330 (13 EMBED Equation.3 1415)
0,89
0,4450
146,8


У першому стовпчику таблиці наведено поточні значення безрозмірністної кутової швидкості 13 EMBED Equation.3 1415, для яких обчислено ЗШХ.
Другий стовпчик таблиці заповнено поточними значеннями розмірністної кутової швидкості обертання колінчастого вала 13 EMBED Equation.3 1415, які обчислено за співвідношенням:
13 EMBED Equation.3 1415= 0,4
·300 = 120 рад/с.
Третій стовпчик таблиці заповнено поточними значеннями допоміжного коефіцієнта А, обчисленого за рівнянням С.Р.Лейдермана при 13 EMBED Equation.3 1415 = 13 EMBED Equation.3 1415 = 1,0:
13 EMBED Equation.3 1415= 1+0,4 – 0,42 = 1,240.
Четвертий стовпчик заповнено поточними значеннями крутного моменту двигуна, обчисленими за виразом:
13 EMBED Equation.3 1415 = 1,240
·0,500 = 0,620 кН
·м,
де 13 EMBED Equation.3 1415 – номінальний крутний момент двигуна, кН.м.
П
·ятий стовпчик таблиці 4.1 заповнено поточними значеннями потужності двигуна 13 EMBED Equation.3 1415:
13 EMBED Equation.3 1415 = 0,620·120 = 74,4 кВт.
За даними, наведеними у таблиці, на рис. 4.1 побудовано ЗШХ двигуна.

5. ОСНОВНІ ПАРАМЕТРИ ТРАНСМІСІЇ

5.1. Передаточне число трансмісії на вищій (п-ній) передачі

Передаточне число трансмісії на п-ній передачі дорівнює:
13 EMBED Equation.3 1415.

5.2. Передаточне числа коробки передач на вищій (п-ній) передачі 13 EMBED Equation.3 1415

З метою спрощення обчислень приймаємо це передаточне число рівним одиниці:
13 EMBED Equation.3 1415= 1,0.

5.3. Передаточне число головної передачі 13 EMBED Equation.3 1415

Передаточне число головної передачі дорівнює:
13 EMBED Equation.3 1415.

5.4. Передаточне число коробки передач на першій передачі

Це передаточне число визначають з умови, щоб на першій передачі повністю завантажений автомобіль був здатен рухатись при деякому наперед заданому максимальному опорі дороги 13 EMBED Equation.3 1415 (прийняте нами рівним 0,25), але при цьому щоб не відбувалось пробуксовування ведучих коліс.
Математичний запис цієї умови має вигляд: 13 EMBED Equation.3 1415,
де 13 EMBED Equation.3 1415;




































13 EMBED Equation.3 1415 = 0,6 ( значення коефіцієнта зчеплення ведучих коліс з дорогою у найважчих умовах руху, прийняте у п. 1.17;
13 EMBED Equation.3 1415 = 0,625 кН
·м ( максимальне значення крутного моменту двигуна за табл. 4.1.
Підстановка наведених значень в основну формулу приводить до співвідношення:
13 EMBED Equation.3 1415,
або 13 EMBED Equation.3 1415
Приймаємо передаточне число КП 13 EMBED Equation.3 1415 рівним 3,5.

5.5. Попереднє значення знаменника геометричної прогресії ряду передаточних чисел

Попереднє значення знаменника геометричної прогресії 13 EMBED Equation.3 1415 ряду передаточних чисел коробки передач дорівнює:
13 EMBED Equation.3 1415
де 13 EMBED Equation.3 1415 і 13 EMBED Equation.3 1415 – кутова швидкість обертання колінчастого вала двигуна відповідно при спрацюванні обмежувача (п. 3.8) і при максимальному значенні крутного моменту (табл. 4.1), рад/с.
Приймаємо 13 EMBED Equation.3 1415=1,98.

5.6. Визначення кількості п основних передач

Діапазон передаточних чисел коробки передач дорівнює:
13 EMBED Equation.3 1415
Попереднє значення мінімально необхідної кількості основних ступенів коробки передач 13 EMBED Equation.3 1415 дорівнює:
13 EMBED Equation.3 1415.
Приймаємо кількість передач 13 EMBED Equation.3 1415 рівною трьом.

5.7. Уточнене значення знаменника геометричної прогресії ряду передаточних чисел 13 EMBED Equation.3 1415

Згадане значення дорівнює:
13 EMBED Equation.3 1415.

5.8. Передаточні числа коробки передач на другій і більш високих передачах

Ці передаточні числа коробки передач дорівнюють:
13 EMBED Equation.3 14153,50/1,871= 1,871;
13 EMBED Equation.3 1415= 1,871/1,871 = 1,000.
Останнє значення збігається з отриманим у п. 5.2, що свідчить про правильність розрахунків.

5.9. Визначення передаточного числа коробки передач на прискорювальній передачі (передача номер п+1)

Згадане передаточне число приймаємо рівним 0,70.

6. ТЯГОВА ХАРАКТЕРИСТИКА АВТОМОБІЛЯ
ЗА ВІЛЬНОЮ СИЛОЮ ТЯГИ

6.1 Тягова характеристика автомобіля за вільною силою тяги, можливою за двигуном

Різницю між повною коловою силою, можливою за двигуном (13 EMBED Equation.3 1415) і силою опору повітря 13 EMBED Equation.3 1415 називають вільною силою тяги автомобіля, можливою за двигуном 13 EMBED Equation.3 1415:
13 EMBED Equation.3 1415=13 EMBED Equation.3 1415. (6.1)
Залежність можливої за двигуном вільної сили тяги автомобіля 13 EMBED Equation.3 1415 від швидкості його руху на кожній з передач називають тяговою характеристикою автомобіля за вільною силою тяги, можливою за двигуном.
Обчислення значень такої характеристики виконано у табл. 6.1.
6.1. Розрахунок тягової характеристики автомобіля
за вільною силою тяги, можливою за двигуном
Вихідні дані
Результати розрахунку

Номер передачі т; 13 EMBED Equation.3 1415 на ній13 EMBED Equation.3 1415
13 EMBED Equation.3 1415,
рад/с
13 EMBED Equation.3 1415, кН(м
13 EMBED Equation.3 1415,
м/с
Рп.дв.т,
кН
13 EMBED Equation.3 1415,
кН
Рв.дв.т,
кН

1
2
3
4
5
6
7

Перша
передача,
т=1;
13 EMBED Equation.3 1415= 21,88
120
0,6200
2,74
24,41
0,02
24,4


150
0,6250
3,43
24,61
0,04
24,6


180
0,6200
4,11
24,41
0,05
24,4


210
0,6050
4,80
23,83
0,07
23,8


240
0,5800
5,49
22,83
0,09
22,7


270
0,5450
6,17
21,46
0,11
21,4


300
0,5000
6,86
19,69
0,14
19,6


330
0,4450
7,54
17,52
0,17
17,4

Друга
передача,
т=2;
13 EMBED Equation.3 1415= 11,69
120
0,6200
5,13
13,05
0,08
12,97


150
0,6250
6,42
13,15
0,12
13,03


180
0,6200
7,70
13,05
0,18
12,87


210
0,6050
8,98
12,73
0,24
12,49


240
0,5800
10,27
12,20
0,32
11,88


270
0,5450
11,55
11,47
0,40
11,07


300
0,5000
12,83
10,52
0,49
10,03


330
0,4450
14,11
9,36
0,60
8,76

Третя
(вища)
передача,
т=3;
13 EMBED Equation.3 1415= 6,250
120
0,620
9,60
6,98
0,28
6,70


150
0,625
12,0
7,03
0,43
6,60


180
0,620
14,4
6,98
0,62
6,36


210
0,605
16,8
6,81
0,84
5,97


240
0,580
19,2
6,33
1,10
5,22


270
0,545
21,6
6,13
1,40
4,73


300
0,500
24,0
5,63
1,72
3,91


330
0,445
26,4
5,01
2,08
2,93

Четверта
передача;
т=п+1=4; (підвищена)
13 EMBED Equation.3 1415= 4,375
120
0,620
13,72
4,88
0,56
4,32


150
0,625
17,15
4,92
0,88
4,04


180
0,620
20,57
4,88
1,27
3,61


210
0,605
24,00
4,76
1,72
3,04


240
0,580
27,43
4,57
2,25
2,32


270
0,545
30,86
4,29
2,85
1,44


300
0,500
34,29
3,94
3,52
0,42


330
0,445
37,72
3,50
4,25
– 0,75

У першому стовпчику наведено передаточні числа трансмісії на кожній з передач. Наприклад, на першій передачі маємо:
13 EMBED Equation.3 1415=3,5·6,25 = 21,875
· 21,88. (6.2)
У другому і третьому стовпчиках наведено запозичені з ШХ двигуна (табл. 4.1) поточні значення кутової швидкості обертання колінвала 13 EMBED Equation.3 1415 і крутного моменту 13 EMBED Equation.3 1415.
У четвертому стовпчику таблиці наведено поточні значення швидкості руху автомобіля:
13 EMBED Equation.3 1415 м/с, (6.3)
де 13 EMBED Equation.3 1415 – поточні значення кутової швидкості обертання колінчастого вала, рад/с.
У п’ятому стовпчику наведено поточні значення повної колової сили автомобіля 13 EMBED Equation.3 1415, можливої за двигуном:
13 EMBED Equation.3 1415 кН, (6.4)
де 13 EMBED Equation.3 1415= 0,90 – ККД трансмісії;
М – поточні значення крутного момента двигуна, кН·м.
У шостому стовпчику наведено поточні значення сили опору повітря рухові автомобіля:
13 EMBED Equation.3 1415=13 EMBED Equation.3 1415 (6.5)
У сьомому стовпчику наведено поточні значення вільної сили тяги автомобіля, можливої за двигуном:
13 EMBED Equation.3 1415= 24,41– 0,02 = 24,39
· 24,4 кН. (6.6)
За даними, отриманими у табл. 6.1, на правій половині рис. 6.1 побудовано тягову характеристику автомобіля за можливою за двигуном вільною силою тяги 13 EMBED Equation.3 1415.

7. УНІВЕРСАЛЬНА ДИНАМІЧНА ХАРАКТЕРИСТИКА АВТОМОБІЛЯ, МОЖЛИВА ЗА ДВИГУНОМ

Відношення вільної сили тяги автомобіля 13 EMBED Equation.3 1415 до його ваги 13 EMBED Equation.3 1415 називають динамічним фактором 13 EMBED Equation.3 1415:
13 EMBED Equation.3 1415. (7.1)
Залежність динамічного фактора від швидкості руху і ступеня завантаженості автомобіля на кожній з передач називають універсальною динамічною характеристикою автомобіля.
Універсальну динамічну характеристику автомобіля, можливу за двигуном, отримують шляхом доповнення тягової характеристики (рис. 6.1) шкалою динамічного фактора 13 EMBED Equation.3 1415 та кількох променів які визначають функціональне співвідношення між числовими значеннями можливої за двигуном вільної сили тяги 13 EMBED Equation.3 1415 і динамічного фактора 13 EMBED Equation.3 1415. Промені на рис. 6.1 побудовано за допомогою опорних точок, координати яких визначено у табл. 7.1.

7.1. Координати опорних точок для побудови променів
13 EMBED Equation.3 1415
Рівень завантаженості автомобіля,
%
Повна вага автомобіля при заданому рівні завантаженості
13 EMBED Equation.3 1415, кН,
Динамічний фактор при заданому рівні завантаженості
13 EMBED Equation.3 1415

1
2
3
4

20
0
13 EMBED Equation.3 1415= 42,0
13 EMBED Equation.3 1415= 0,476

20
20
52,0
13 EMBED Equation.3 1415= 0,385

20
40
62,0
13 EMBED Equation.3 1415= 0,323

20
60
72,0
13 EMBED Equation.3 1415= 0,278

20
80
82,0
13 EMBED Equation.3 1415= 0,244

20
100
13 EMBED Equation.3 1415= 92,0
13 EMBED Equation.3 1415= 0,217


Отримана універсальна динамічна характеристика (рис. 6.1) свідчить про наступне:
а) максимальне значення динамічного фактора повністю завантаженого автомобіля (з вантажем масою т = 5 т) на першій передачі дорівнює приблизно 0,26. Це свідчить про правильність розрахунку, бо для руху автомобіля по дорозі з приведеним коефіцієнтом опору 13 EMBED Equation.3 1415=0,25 (як було прийнято нами у п. 1.12) потрібен динамічний фактор не менший, ніж 0,25.
Перевищення отриманого значення динамічного фактора на 0,01 над потрібним значенням пояснюється тим, що передаточне число коробки передач 13 EMBED Equation.3 1415 у п. 5.4 було прийняте дещо більшим, ніж ліва частина виразу (5.10);
б) під час руху того ж автомобіля на вищій (третій) передачі спостерігається наступне:

· якщо дорога має підйом (13 EMBED Equation.3 1415), то двигун може розвивати швидкість обертання колінчастого вала не більшу як 300 рад/с, при цьому поступальна швидкість руху автомобіля досягає 24 м/с;

· на горизонтальній дорозі (13 EMBED Equation.3 1415) двигун може розвивати максимально можливу швидкість обертання колінчастого вала, рівну 330 рад/с, при цьому швидкість руху автомобіля досягає 26,5 м/с;
в) під час руху повністю завантаженого автомобіля на чет-вертій (прискорюючій) передачі спостерігається наступне:

· якщо дорога має підйом (13 EMBED Equation.3 1415), то двигун може розвивати швидкість обертання колінчастого вала не більшу 150 рад/с, при цьому максимально можлива швидкість руху автомобіля дорівнює 17 м/с;

· на горизонтальній дорозі (13 EMBED Equation.3 1415) двигун може розвивати швидкість обертання колінчастого вала, дещо більшу 240 рад/с, при цьому максимально можлива швидкість руху автомобіля досягає 28,5 м/с.
г) повністю завантажений автомобіль на четвертій передачі може розвинути і більш високу швидкість руху, але лише на спусках, коли коефіцієнт опору дороги 13 EMBED Equation.3 1415 буде меншим, ніж 0,02.

8. ВИЗНАЧЕННЯ ПОТУЖНОСТІ,
ПОТРІБНОЇ ДЛЯ РУХУ АВТОМОБІЛЯ

У табл. 8.1 проведено розрахунок потужності, необхідної для руху автомобіля по горизонтальній дорозі.
У стовпчику 1 наведено значення швидкостей 13 EMBED Equation.3 1415, які автомобіль розвиває на вищій передачі – їх запозичено з четвертого стовпчика табл. 6.1.
У стовпчику 2 наведено значення сили опору перекочуванню 13 EMBED Equation.3 1415 повністю завантаженого автомобіля по горизонтальній дорозі:
13 EMBED Equation.3 1415 кН. (8.1)
У стовпчику 3 наведено значення сили опору повітря 13 EMBED Equation.3 1415 під час руху автомобіля на вищій передачі, їх запозичено з шостого стовпчика табл. 6.1.

8.1. Потужність, необхідна для руху автомобіля
по горизонтальній дорозі на вищій передачі
Вихідні дані
Результати розрахунку

13 EMBED Equation.3 1415,
м/с
13 EMBED Equation.3 1415,
кН
13 EMBED Equation.3 1415,
кН
13 EMBED Equation.3 1415,
кН
13 EMBED Equation.3 1415,
кВт
13 EMBED Equation.3 1415,
кВт
13 EMBED Equation.3 1415,
кВт

1
2
3
4
5
6
7

9,60
1,84
0,276
2,116
20,31
22,57


12,0
1,84
0,431
2,271
27,25
30,28
7,71

14,4
1,84
0,620
2,46
35,42
39,36
9,08

16,8
1,84
0,844
2,684
45,09
50,10
10,74

19,2
1,84
1,102
2,942
56,49
62,77
12,67

21,6
1,84
1,395
3,235
69,88
77,64
14,87

24,0
1,84
1,722
3,562
85,49
94,99
17,35

26,4
1,84
2,080
3,920
103,5
115,0
20,01


У стовпчику 4 наведено значення сумарної сили опору рухові автомобіля 13 EMBED Equation.3 1415:
13 EMBED Equation.3 1415 кН. (8.2)
У стовпчику 5 наведено значення потужності на ведучих колесах автомобіля 13 EMBED Equation.3 1415, необхідної для його руху:
13 EMBED Equation.3 1415 кН. (8.3)
У стовпчику 6 наведено значення потужності двигуна 13 EMBED Equation.3 1415, необхідної для руху автомобіля:
13 EMBED Equation.3 1415 кВт, (8.4)
де 13 EMBED Equation.3 1415= 0,90 – ККД трансмісії автомобіля.
У стовпчику 7 наведено приріст 13 EMBED Equation.3 1415 потужності, необхідної для переходу автомобіля на наступний рівень швидкості. Наприклад, при збільшенні швидкості автомобіля від 9,60 до 12,0 м/с необхідна потужність зростає від 22,57 до 30,28 кВт, тобто на 7,71 кВт.
Але збільшення швидкості від 24,0 до 26,4 м/с потребує додаткових 20 кВт потужності двигуна, що майже утричі більше.
Визначення потужності, необхідної для руху автомобіля по дорозі з підйомом, виконано у табл. 8.2, яка відрізняється від табл. 8.1 значенням сили опору дороги 13 EMBED Equation.3 1415:
13 EMBED Equation.3 1415 92,0
·0,04 = 3,68 кН.
8.2. Потужність, необхідна для руху автомобіля
по дорозі з підйомом на вищій передачі
Вихідні дані
Результати розрахунку

13 EMBED Equation.3 1415,
м/с
13 EMBED Equation.3 1415,
кН
13 EMBED Equation.3 1415,
кН
13 EMBED Equation.3 1415,
кН
13 EMBED Equation.3 1415,
кВт
13 EMBED Equation.3 1415,
кВт
13 EMBED Equation.3 1415,
кВт

1
2
3
4
5
6
7

9,60
2,86
0,276
3,956
37,98
42,20


12,0
2,86
0,431
4,111
49,33
54,81
12,61

14,4
2,86
0,620
4,300
61,92
68,80
13,99

16,8
2,86
0,844
4,524
76,0
84,45
15,65

19,2
2,86
1,102
4,782
91,81
102,0
17,55

21,6
2,86
1,395
5,075
109,6
121,8
19,80

24,0
2,86
1,722
5,402
129,6
144,1
22,30

26,4
2,86
2,080
5,760
152,1
169,0
24,90


Значення величин у стовпчиках 5, 6 і 7 визначали за тими ж формулами, що і для табл. 8.1.
Значення 144,1 кВт, отримане у передостанньому рядку, збіглось з отриманим у п. 3.1, що свідчить про правильність розрахунків.
За даними, отриманими у табл. 8.1 і 8.2, побудовано рис. 8.1, на якому відображено функціональні залежності потужності 13 EMBED Equation.3 1415 від швидкості руху автомобіля 13 EMBED Equation.3 1415 по горизонтальній дорозі і по дорозі з прийнятим у п. 1.15 підйомом.
Рис. 8.1 свідчить, що потужність двигуна, необхідна для руху автомобіля, дуже істотно залежить від швидкості руху. Наприклад, під час руху автомобіля по горизонтальній дорозі зі швидкістю 10 м/с (36 км/год), необхідна потужність двигуна дорівнює приблизно 25 кВт. А при збільшенні швидкості до 25 м/с (90 км/год) необхідна потужність зростає більше ніж у чотири рази – до 103 кВт.

9. ЕКОНОМІЧНА ХАРАКТЕРИСТИКА АВТОМОБІЛЯ

Економічна характеристика автомобіля ( це залежність лінійної витрати палива (в літрах на 100 км шляху) від швидкості руху автомобіля у заданих дорожніх умовах.
Розрахунок економічної характеристики повністю завантажено-го автомобіля під час його руху на третій передачі по горизонтальній дорозі (13 EMBED Equation.3 1415 = 0,02) і на підйомі (13 EMBED Equation.3 1415 = 0,04) проведено у табл. 9.1.

9.1. Економічна характеристика автомобіля на вищій передачі
13 EMBED Equation.3 1415,
м/с
На горизонтальній дорозі,
13 EMBED Equation.3 1415= 0,02
На дорозі з підйомом,
13 EMBED Equation.3 14150,04 рад


13 EMBED Equation.3 1415, кН
13 EMBED Equation.3 1415, 13 EMBED Equation.3 1415
13 EMBED Equation.3 1415, кН
13 EMBED Equation.3 1415, 13 EMBED Equation.3 1415

1
2
3
4
5

9,60
2,116
16,7
3,956
31,2

12,0
2,271
18,2
4,111
32,9

14,4
2,460
19,7
4,300
34,4

16,8
2,684
21,4
4,524
36,2

19,2
2,942
23,5
4,782
38,2

21,6
3,235
25,9
5,075
40,6

24,0
3,562
28,5
5,402
43,2

26,4
3,920
31,4
5,760
46,1


Поточні значення швидкості руху автомобіля 13 EMBED Equation.3 1415 запозичено зі стовпчика 1 табл. 8.1.
Поточні значення сумарної сили опору рухові автомобіля по горизонтальній дорозі 13 EMBED Equation.3 1415, запозичено зі стовпчика 4 табл. 8.1.
Поточні значення лінійної витрати палива 13 EMBED Equation.3 1415 на горизонтальній дорозі обчислено за співвідношенням:
13 EMBED Equation.3 1415, л/100 км, (9.1)
де 13 EMBED Equation.3 1415 = 6,0 кг/(кН
·100 км) ( питома лінійна витрата палива двигуном автомобіля;
13 EMBED Equation.3 1415 = 0,75 кг/л ( густина бензину.
У стовпчику 4 записано значення сумарної сили опору рухові автомобіля на підйом 13 EMBED Equation.3 1415, запозичені зі стовпчика 4 табл. 8.2.
У стовпчику 5 наведено результати обчислення поточних значень лінійної витрати палива 13 EMBED Equation.3 1415 на дорозі з підйомом, обчислені за співвідношенням (9.1).
За даними, наведеними у табл. 9.1, на рис. 9.1 побудовано економічну характеристику повністю завантаженого автомобіля, який рухається на третій передачі, для двох випадків:
а) для руху по горизонтальній дорозі;
б) для руху по дорозі з підйомом.




































Рис. 9.1 свідчить, що на витрату палива істотно впливає як швидкість руху автомобіля, так і розмір опору дороги. А саме, при збільшенні згаданого опору удвічі (від 0,02 до 0,04) витрата палива на малих швидкостях руху зростає теж приблизно у 2 рази, а на великих швидкостях – у 1,5 раза.


10. ПРОМЕНЕВА ДІАГРАМА
ШВИДКОСТІ РУХУ АВТОМОБІЛЯ

Дана діаграма характеризує взаємозв’язок поступальної швид-кості руху автомобіля 13 EMBED Equation.3 1415 і кутової швидкості обертання колінчастого вала двигуна 13 EMBED Equation.3 1415 на кожній з передач.
Така діаграма, побудована на підставі даних, обчислених у табл. 6.1, наведена на рис.10.1.
Вона свідчить про наступне:
а) під час руху повністю завантаженого автомобіля на першій і другій передачах по дорозі з підйомом (13 EMBED Equation.3 1415) двигун може розвивати максимально можливу швидкість обертання колінчастого вала, рівну 330 рад/с, при цьому поступальна швидкість руху автомобіля досягає відповідно 7,5 і 14,1 м/с;
б) під час руху того ж автомобіля на третій передачі спосте-рігається наступне:

· якщо дорога має підйом (13 EMBED Equation.3 1415), то двигун може розвивати швидкість обертання колінчастого вала не більшу як 300 рад/с, при цьому поступальна швидкість руху автомобіля досягає 24 м/с;

· на горизонтальній дорозі двигун може розвивати максимально можливу швидкість обертання колінчастого вала, рівну 330 рад/с, при цьому поступальна швидкість руху автомобіля досягає 26,5 м/с;
г) під час руху повністю завантаженого автомобіля на четвертій (прискорюючій) передачі спостерігається наступне:

· якщо дорога має підйом (13 EMBED Equation.3 1415), то двигун може розвивати швидкість обертання колінчастого вала не більшу як 150 рад/с, при цьому поступальна швидкість руху автомобіля дорівнює 17 м/с;

· на горизонтальній дорозі (13 EMBED Equation.3 1415) двигун може розвивати швидкість обертання колінчастого вала, майже рівну 270 рад/с, при цьому поступальна швидкість руху автомобіля досягає 28,5 м/с.

СПИСОК ВИКОРИСТАНОЇ ЛІТЕРАТУРИ

1. Бортницкий П.И., Задорожный В.И. Тягово-скоростные качества автомобилей. Справочник. К.: Вища школа, 1978 – 176 с.
2. ГОСТ 5513 ( 86. Шины пневматические для грузовых автомобилей, автоприцепов, автобусов и троллейбусов. Технические условия. ( 24 с.
3. ГОСТ 17393 ( 82. Шины пневматические среднегабаритные. Основные параметры и размеры. – 19 с.
4. Краткий автомобильный справочник НИИАТ.( М.: Транс-порт, 1983. ( 220 с.
5. Методичні вказівки до виконання лабораторних робіт з дисципліни „Експлуатаційні властивості транспортних засобів”. Київ, НУБіПУ, 2011. – 160 с.
6. Специфікації (технічні характеристики) деяких легкових і вантажних автомобілів, автобусів і причепів. Київ, НАУ, 2008
З М І С Т


ВСТУП
3


ВИМОГИ ДО ОФОРМЛЕННЯ ЛАБОРАТОРНИХ РОБІТ
4


ВИЗНАЧЕННЯ ОСНОВНИХ ТЕРМІНІВ
6


СПИСОК ПОЗНАЧЕНЬ
9


ВИХІДНІ ДАНІ І ФОРМУВАННЯ КОНЦЕПЦІЇ
ВАНТАЖНОГО АВТОМОБІЛЯ
13

1.1
Номер варіанта завдання
13

1.2
Визначення області переважного застосування вантажівки
13

1.3
Вибір типу ходової частини вантажівки
13

1.4
Вибір коефіцієнта вантажопідйомності автомобіля
14

1.5
Вибір кількості місць 13 EMBED Equation.3 1415 для сидіння у кабіні (чи салоні) автомобіля, включаючи і місце водія
17

1.6
Визначення маси автомобіля у спорядженому стані
18

1.7
Визначення маси автомобіля у спорядженому стані з водієм у кабіні
18

1.8
Визначення сумарної маси пасажирів і вантажу
18

1.9
Визначення повної маси автомобіля 13 EMBED Equation.3 1415
19

1.10
Вибір кількості осей і коліс автомобіля
19

1.11
Вибір колісної формули
20

1.12
Вибір прототипа чи найближчого аналога
25

1.13
Визначення коефіцієнта навантаження задніх коліс  13 EMBED Equation.3 1415
26

1.14
Визначення коефіцієнта зчіпної маси 13 EMBED Equation.3 1415
28

1.15
Визначення найбільшого коефіцієнта опору дороги 13 EMBED Equation.3 1415, на якій повністю завантажений автомобіль повинен розвивати задану максимальну швидкість руху
28

1.16
Визначення найбільшого коефіцієнта опору дороги 13 EMBED Equation.3 1415, на якій повністю завантажений автомобіль повинен бути
здатним рухатись на першій передачі
31

1.17
Вибір значення коефіцієнта зчеплення ведучих коліс з
дорогою 13 EMBED Equation.3 1415 у найважчих умовах
32

2
ВИЗНАЧЕННЯ ОСНОВНИХ КОНСТРУКТИВНИХ
ПАРАМЕТРІВ АВТОМОБІЛЯ
32

2.1
Визначення ваги автомобіля і вантажу
32

2.2
Підбір шин для автомобіля
33

2.3
Визначення радіуса кочення коліс
35

2.4
Вибір значення коефіцієнта корисної дії трансмісії
36

2.5
Вибір значення коефіцієнта 13 EMBED Equation.3 1415 аеродинамічного опору
36

2.6
Визначення лобової площі автомобіля 13 EMBED Equation.3 1415
39

2.7
Сила опору повітря рухові автомобіля 13 EMBED Equation.3 1415, яка спосте-
рігається при заданій максимальній швидкості руху
39

2.8
Сила опору рухові автомобіля дороги, заданої у п. 2.15
40

2.9
Сумарна зовнішня сила опору рухові автомобіля 13 EMBED Equation.3 1415, яка
спостерігається при заданій максимальній швидкості
40

3
ВИЗНАЧЕННЯ ОСНОВНИХ КОНСТРУКТИВНИХ
ПАРАМЕТРІВ ДВИГУНА
40

3.1
Вибір положення робочої точки
40

3.2
Визначення потужності двигуна, мінімально необхідної для
руху автомобіля в умовах, заданих в п. 2.15
42

3.3
Вибір номінальної потужності двигуна автомобіля
42

3.4
Вибір типу двигуна
43

3.5
Вибір номінальної кутової швидкості обертання
колінчастого вала двигуна 13 EMBED Equation.3 1415
44

3.6
Визначення номінального крутного момента двигуна
46

3.7
Вибір кутової швидкості обертання колінчастого вала, при якій вступає у роботу обмежувач швидкості обертання
46

4
ПОБУДОВА ЗОВНІШНЬОЇ ШВИДКІСНОЇ
ХАРАКТЕРИСТИКИ ДВИГУНА
46

4.1
Вибір значень коефіцієнтів рівняння С.Р.Лейдермана
46

4.2
Розрахунок зовнішньої швидкісної характеристики
47

4.3
Побудова шкал для графіка зовнішньої швидкісної
характеристики двигуна
50

4.4
Побудова графіка зовнішньої швидкісної характеристики
51

5
ВИЗНАЧЕННЯ ОСНОВНИХ ПАРАМЕТРІВ ТРАНСМІСІЇ
52

5.1
Визначення передаточного числа трансмісії на вищій
(п-ній) передачі 13 EMBED Equation.3 1415.
53

5.2
Визначення передаточного числа коробки передачна вищій (п-ній) передачі
54

5.3
Визначення передаточного числа головної передачі
54

5.4
Визначення передаточного числа коробки передач на
першій передачі
54

5.5
Визначення попереднього значення знаменника
геометричної прогресії ряду передаточних чисел
55

5.6
Визначення кількості п основних передач
55

5.7
Визначення уточненого значення знаменника геометричної прогресії ряду передаточних чисел
56

5.8
Визначення передаточних чисел коробки передач
на другій і більш високих передачах
56

5.9
Визначення передаточного числа коробки передач на
прискорювальній передачі (передача номер п+1)
57


6
ПОБУДОВА ТЯГОВИХ ХАРАКТЕРИСТИК
АВТОМОБІЛЯ ЗА ВІЛЬНОЮ СИЛОЮ ТЯГИ
57

6.1
Загальні відомості
57

6.2
Побудова тягової характеристики автомобіля за вільною
силою тяги, можливою за двигуном
58

7
ПОБУДОВА УНІВЕРСАЛЬНОЇ ДИНАМІЧНОЇ
ХАРАКТЕРИСТИКИ АВТОМОБІЛЯ
64

7.1
Загальні відомості
64

7.2
Універсальна динамічна характеристика автомобіля, можлива за двигуном
65

7.3
Перевірка універсальної динамічної характеристики на відповідність умовам, зазначеним у концепції автомобіля
69

7.4
Визначення максимальних швидкостей руху автомобіля
70

8
ВИЗНАЧЕННЯ ПОТУЖНОСТІ, ПОТРІБНОЇ ДЛЯ РУХУ АВТОМОБІЛЯ НА ВИЩІЙ ПЕРЕДАЧІ
72

9
ПОБУДОВА ЕКОНОМІЧНОЇ ХАРАКТЕРИСТИКИ
74

10
ПОБУДОВА ПРОМЕНЕВОЇ ДІАГРАМИ ШВИДКОСТІ РУХУ АВТОМОБІЛЯ
76


СПИСОК ЛІТЕРАТУРИ
80


ДОДАТОК 1. Округлення і запис проміжних і кінцевих
результатів технічних обчислень
81


Д1.1. Поняття „число” та „цифра”
81


Д1.2. Значущі та незначущі цифри чисел
81


Д1.3. Значущі цифри числа як засіб передачі інформації про його точність
82


Д1.4. Залежність можливої похибки округлення числа від
кінцевої кількості значущих цифр у ньому
83


Д1.5. Форма запису кінцевих результатів технічних
обчислень
84


Д1.6. Форма запису проміжних результатів технічних
обчислень
84


ДОДАТОК 2. Перелік неповноприводних автомобілів, коефіцієнти вантажопідйомності яких наведено на рис. 1.1
86


ДОДАТОК 3. Перелік повноприводних автомобілів, коефіцієнти вантажопідйомності яких наведено на рис. 1.2
87


ДОДАТОК 4. Перелік автомобілів, характеристики двигунів яких наведено на рис. 1.3
88


ДОДАТОК 5. Коефіцієнти опору перекочуванню та коефіцієнти зчеплення коліс з дорогою
89


ДОДАТОК 6. Коротка технічна характеристика деяких вантажних автомобілів звичайної і підвищеної прохідності
90


ДОДАТОК 7. Коротка технічна характеристика деяких вантажних автомобілів високої прохідності
98



ДОДАТОК 8. Коротка технічна характеристика і застосовуваність деяких шин для вантажних автомобілів
101


ДОДАТОК 9. Променеві діаграми швидкості руху деяких автомобілів
102


Audi A6 3/0 TFSI quattro
102


Audi S4
102


BMW 530i xDrive
103


Chevrolet Aveo
103


Ford Fiesta
104


Ford Focus
104


Лада 4х4
105


УАЗ Патриот
105


ДОДАТОК 10. Приклад оформлення лабораторних робіт
106










13PAGE 14115


13PAGE 1413315




·,
рад/с



300




150

Завантаж. 0 %

0,10

№1

№0

80%

100%

60%

40%



20%

0,60

М,
кН·м

0,62
0,60

0,58

0,56

0,54

0,52

0,50

0,48

0,46

0,44






0,20



2



0,30

0,40

0,50


·
·
· – лінія тренду (загальної тенденції
залежності коефіцієнта kG від твант);

·
· – межі можливих відхилень окремих
значень коефіцієнта kG від лінії тренду


Nнеобх, кВт








Gп = 92,0 кН;
kw = 0,65
·10-3 кПа
·с2/м2;
F = 4,6 м2


Рух по горизонтальній дорозі,
· = f = 0,02

Рух на підйом,
· = 0,04

СПЕЦИФІКАЦІЯ АВТОМОБІЛЯ
твант = 5,0 т; 13 EMBED Equation.3 1415
f = 0,02;
·V = 0,02;
·max = 0,25;
kG = 1,20; Gа.вод = 42,0 кН; Gа = 92,0 кН; В = 2,5 м; Н = 2,3 м;
kw = 0,65
·10-3 кПа
·с2/м2;
Nн = 150 кВт;
·н = 300 рад/с;
ігол = 6,250; ікп.1 = 3,500; ікп.2 = 1,871;
ікп.3 = 1,00; ікп.4 = 0,7

170

160

150

140

130
120

110

100

90

80

70

60

50

40

30

20

5 10 15 20 25 30
Швидкість руху автомобіля, м/с

Рис. 8.1. Залежність потужності двигуна, необхідної для руху автомобіля, від швидкості руху


9.1

9.1..

kG



1,5




1,0




0,5



0 0,3 0,4 0,5 0,8 1 1,5 2 3 4 5 6 8 10 15 20 30
Вантажопідйомність автомобіля твант, т
Рис.1.2. Значення коефіцієнтів вантажопідйомності kG деяких
повноприводних автомобілів залежно від їх вантажопідйомності.
Марки автомобілів, умовно позначених на рисунку номерами 1, 2, 3 тощо, наведено у додатку 3

30










·
· лінія тренду (загальної тенденції);

·
· межі можливих відхилень від лінії тренду










28


·
·
· – лінія тренду (загальної тенденції
залежності коефіцієнта 13 EMBED Equation.3 1415 від 13 EMBED Equation.3 1415);

·
· – межі можливих відхилень окремих
значень коефіцієнта 13 EMBED Equation.3 1415 від лінії тренду


kG



1,5




1,0




0,5























Динамічний фактор Dдв

Рис. 7.1. Приклад побудови променів
універсальної динамічної характеристики автомобіля

15







14

0 10 20 V, м/с

Рис. 10.1. Приклад побудови площини параметрів „
·
· V”
для променевої діаграми швидкості руху автомобіля

0 0,3 0,4 0,5 0,8 1 1,5 2 3 4 5 6 8 10 15 20 30
Вантажопідйомність автомобіля твант , т
Рис.1.1. Значення коефіцієнтів вантажопідйомності kG
деяких неповноприводних автомобілів залежно від їх вантажопідйомності твант. Марки автомобілів, умовно позначених
на рисунку номерами 1, 2, 3 тощо, наведено у додатку 2

31

32

21

22

23

30

29

26

25

24

18

14

16

17

15

11

27

19

20

13

12

10

6

9

8

7

5

3

4

2

20

Рв.дв,
кН




15


0

5


10

37

31

36

32

5

№2

Nн =150 кВт;

·н =300 рад/с;
Мmax =0,625 кН
·м;

·М =150 рад/с

N=f(
·)

19

37

11

М=f(
·)

№1

Мн







Мmax


·обм


·н


·М

100

90

80

70




N, кВт
150

140

130
120

110


100









50










0

Перед. 2


Перед. 4


35

а – 8х4 б – 8х6 в – 8х6 г – 8х8
Рис. 1.8. Колісні формули чотиривісних автомобілів
Затемненими зображено ведучі колеса

1



















Перед. 3


Перед. 1


330


· =300 рад/с

270


240

180


· =150 рад/с


30

Швидкість руху автомобіля V, м/с

Рис. 6.1. ТХА за вільною силою тяги, можливою за двигуном

15

20

Рв.дв.т,
кН

25

20

15

10

5

0

5







































































34

35

29

28

25

26

27

30

31

32

33





9

11

10

5

4

3

1

23

24

22

20

21

13

16

15

12

14

17

18

19

7

6

8


·н,
рад/с


500




400




300



200




100

50 100 150 200 250 300
Номінальна потужність двигуна Nн, кВт

Рис. 3.5. Залежність номінальної кутової швидкості обертання колінчастого вала
·н двигунів деяких автомобілів від їх номінальної потужності Nн
– бензинові двигуни; – дизельні двигуни
(розшифровка номерів позицій – у додатку 4)

16





























































·M = 150 рад/с


















·н = 300 рад/с



·обм = 330 рад/с


22


7

8

2



100 150 200 250 300 350
Кутова швидкість обертання колінвала
·, рад/с

Рис. 4.1. Зовнішня швидкісна характеристика двигуна
за крутним моментом М і потужністю N



10

3


29

28







24




23

22

21

20

18

17

1

12

13

6

38

34

36

8.1..




Root EntryEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation Native15

Приложенные файлы

  • doc 15856920
    Размер файла: 6 MB Загрузок: 0

Добавить комментарий