2.2 Определение выбираемых исходных данных

Выбираемые исходные данные принимаются на основании задаваемых исходных данных, анализа технических характеристик существующих, близких по назначению АТС, принятых компоновочных схем самого АТС и его трансмиссии, а также с учетом тенденций развития автомобильной техники в целом.

2.2.1 Выбор весовых параметров

Масса АТС во многом определяет его материалоемкость, себестоимость, топливную экономичность, а значит конкурентоспособность на внешнем рынке. Рациональное сочетание металла и неметаллических материалов в конструкции АТС позволяет снизить массу, а значит уменьшить расход металла на их выпуск. Увеличение ресурса² также сокращает потребление металла.

Весовые параметры относятся к категории стандартизируемых параметров АТС, [2]. В отечественном автомобилестроении существует несколько определений весовых состояний автомобиля:

масса сухого автомобиля G_с - масса АТС без снаряжения, т.е. без инструмента, запасного колеса, дополнительного оборудования (например, радиоприемника, кондиционера и др.) и заправки (топлива, жидкого смазочного материала и воды). Сухая масса автомобиля включает массу жидкости в амортизаторах, смазочного материала в агрегатах и шарнирах, а также электролита в аккумуляторной батарее.

масса снаряженного автомобиля G_o - масса автомобиля с заправкой и снаряжением, но без водителя и пассажиров.

полная масса G_а - суммарная масса снаряженного автомобиля, полезной нагрузки (G_гр) снаряжения, водителя и пассажиров.

Определение весовых состояний АТС, принятые в зарубежном автомобилестроении [3] приведены в Приложении В.

Для выполнения тягового расчета и расчета топливно-экономической характеристики необходимо определиться с предполагаемой снаряженной массой АТС - G_o. Однако расчетчик не имеет ни общей компоновки автомобиля, ни рабочих чертежей деталей, из которых впоследствии будет состоять АТС. Естественно, рассчитать аналитически то, чего нет в чертежах, невозможно. Для определения предполагаемой снаряженной массы используют метод анализа статистических данных.

Снаряженная масса автомобиля G_а, согласно метода, определяется из анализа среднестатистических данных величин параметров снаряженной массы определенного типа АТС. Тип АТС указывается в исходных данных, однако для анализа необходимо определиться с дополнительными классификационными признаками рассчитываемого автомобиля, позволяющими установить его принадлежность к тому или иному типу.

Для легковых АТС устанавливают класс и группу. Основной параметр, определяющий принадлежность автомобиля к соответствующему классу и группе – рабочий объем двигателя V_h. Рабочий объем ДВС автомобиля определяет тягово-динамические качества автомобиля, его комфортабельность. Чем больше V_h, тем более комфортабелен автомобиль и лучше его тягово-скоростные свойства. Однако при этом резко ухудшаются показатели экономичности, что сегодня является значимым для АТС.

В таблице 2 приведены параметры масс легковых АТС в соответствии с классом и группой, определяемыми рабочим объемом двигателя V_h, [2].

Таблица 2 Характеристики легковых автомобилей

Класс автомобиля	Группа	Рабочий объем двигателя, л	Сухая масса, кг	Масса снаряжения, кг
I – особо малый	1	до 0,849	До 649	30...49
	2	0,85...1,099	650...799	50...64
II – малый	1	1,10...1,299	800...899	65...89
	2	1,30...1,499	900...1049
	3	1,50...1,799	1050...1149
III – средний	1	1,80...2,499	1150...1299	90...110
	2	2,50...3,499	1300...1499
IV - большой	1	3,50...4,999	1500...1900	110...120
	2	свыше 5,0

Анализ табличных данных позволяет определить G₀ для легкового автомобиля. При определении следует учесть, что сухая масса переднеприводных автомобилей и заднеприводных автомобилей с задним расположением двигателя на 6…10% меньше, чем у автомобилей с классической компоновкой.

Д ля автобуса снаряженную массу определяют исходя из номинальной вместимости и удельной снаряженной массы, т. е. массы автобуса приходящейся на одного пассажира. На рис. 1 показана зависимость этой массы от номинальной вместимости для городских и пригородных автобусов.

Рисунок 1 Зависимость удельной снаряженной массы автобусов от их вместимости

Сегодня для определения масс легковых АТС существует разработанная НАМИ (Научный автомобильно-моторный институт, г. Москва, РФ) единая специальная методика РД 37.001.013 – 83 "Анализ масс агрегатов, узлов и деталей легковых автомобилей". При этом под номинальной вместимостью понимается число пассажиров перевозимых автобусом при нормальных условиях движения (не в "часы пик"). Огибающие кривые соответствуют наименьшим и наибольшим удельным массам.

Для грузовых АТС снаряженная масса может быть определена по формуле:

, (1)

где _о – коэффициент снаряженной массы.

Коэффициент _о зависит от номинальной грузоподъемности и может быть получен из выражения:

, (2)

где _в – коэффициент использования массы, определяемый из графика, представленного на рисунке 2, [8].

Рисунок 2 Зависимость коэффициента использования массы от номинальной массы груза: 1 и 2 - грузовые АТС, соответственно двух и трехосные, 3 - прицепы, 4 -полуприцепы

График _В=f(G_гр) получен путем статистической обработки параметров масс грузовых АТС. При использовании графика необходимо учитывать динамику возможного изменения _В за несколько предыдущих лет, различия условий эксплуатации (развитие сети дорог, методы технического обслуживания, ремонта и т.д.) и других факторов, которые могут оказывать влияние на выбор массы.

Снаряженную массу G_o рассчитываемого АТС, установленную согласно статистических данных, необходимо сравнить с массой АТС аналога. Поэтому необходимо определиться с автомобилем – аналогом.

При выборе аналога следует рассмотреть, как минимум, 3…4 модели АТС, однотипных проектируемому и близких к нему по параметрам технических характеристик, задаваемым в исходных данных, а именно: по пассажировместимости (грузоподъёмности), максимально возможной скорости движения, а также с учетом проходимости (по колесной формуле) и типа устанавливаемого на них ДВС.

Для поиска автомобиля – аналога следует использовать специальную литературу [4,5,6], а также иные источники с указанием их исходных данных.

Результаты поиска необходимо представить в виде ответов на вопросы по каждому автомобилю аналогу:

– марка автомобиля;

– пассажировместимость (грузоподъемность);

– максимальная скорость движения;

– колесная формула;

– тип двигателя;

– мощность двигателя (N_emax);

– крутящий момент двигателя (M_kmax);

– компоновка АТС;

– габаритные размеры;

– снаряженная масса (G₀).

Ответы на вопросы дают представление об основных параметрах технических характеристик АТС-аналогов. Последующий анализ результатов ответов на вопросы и сравнение их с исходными данными к работе, учет современных тенденций, направленных на снижение массы АТС, позволяет определиться со снаряженной массой рассчитываемого автомобиля - (G₀).

Полная масса автомобиля G_а определяется с учетом требования нормативных документов, регламентирующих полную массу АТС (см. Приложение Г), согласно существующих формул [7]:

- полная масса грузового автомобиля определяется из выражения:

; (3)

- полная масса легкового автомобиля:

; (4)

- полная масса автобуса междугородного типа:

; (5)

- полная масса автобуса городского типа:

, (6)

где G_ч - масса водителя или пассажира, кг. При расчетах принимаем, согласно рекомендации [7], G_ч =75 кг;

n - число мест для сидения пассажиров. В число мест для сидения в легковых автомобилях включается место водителя. Это число для легкового АТС задается в исходных данных как пассажировместимость. Для грузовых АТС: n - число мест в кабине для сидения пассажиров и водителя. Причем, согласно рекомендаций [8], n = 2 при G_гр <5т, n = 3 при G_ч >5т. Для автобусов п - число мест для сидения пассажиров. Для автобусов городского типа п определяется как разница между числом общей пассажировместимости АТС n_об , задаваемым в

исходных данных и числом мест для проезда стоя:

,

где k - число мест для проезда пассажиров стоя в автобусах городского типа. Это число определяется исходя из площади пола салона автобуса, в пределах которой возможно их расположение. В нормальных условиях предполагается размещение на одном квадратом метре, свободной от сидений площади до 5 человек, а в часы «пик» - до 8 человек.

G_б - масса багажа. При расчете принимаем, согласно рекомендаций [7], что масса багажа водителя и пассажира грузовых автомобилей, а также пассажиров городских автобусов составляет по 5 и на человека, пассажиров автобусов междугородних перевозок - 15кг, а для легковых АТС на одного человека, включая водителя, приходится по 10 кг.