Анализ характеристики прототипа
Площадь миделева сечения (площадь продольной проекции автомобиля на вертикальный экран) приближенно оценивают по габаритной высоте Нг и наибольшей колее автомобиля Вк:
А = Нг ∙ Вк . А= 1,5 ∙ 1,43 = 2,15 м2.
Определим КПД для режима полного нагружения трансмиссии:
,
где z, k, n – число соответственно цилиндрических и конических передач, карданных шарниров.
Автомобиль ВАЗ-1118 «Калина» имеет z = 2 на всех передачах; k = 0; n = 0. На режиме максимальной скорости на всех передачах
.
Для проектируемого автомобиля принимаем нагрузки на оси прототипа. Определим его коэффициенты развесовки:
Доля массы автомобиля, приходящаяся на оси
; 
; 
; 
,
где q01, q02, qa1, qa2 – соответственно нагрузка на переднюю (1) и заднюю (2) оси снаряженного (0) и полностью груженого (а) автомобиля.
; 
;
; 
.
Найдем положение центра масс:
L1 = L∙qa1; L2 = L∙qa2;
L1 = 2,47 ∙ 0,47 = 1,16 м.
L2 = 2,47 ∙ 0,53 = 1,31 м.
Согласно исходным данным максимальная осевая нагрузка приходится на заднюю ось груженого автомобиля (825 кг). Учитывая, что у прототипа нет спаренных колес, то максимальная масса приходится на каждое из задних колес при полной загрузке автомобиля
кг.
Вес, приходящийся на колесо
Gк = Mкa2 · g.
Gк =413 · 9,81 = 4052 Н.
Максимальная скорость проектируемого автомобиля (совпадает со скоростью прототипа) 170 км/ч. Назначаем индекс скорости – R (170 км/ч) [1, с. 11].
Назначаем индекс несущей способности шины – 77 (4120 Н).
Выбираем шины 185/60R14 R77.
Рассчитаем статический радиус качения шины:
rc = 0,5 · d + Вш ∙ Δ · λсм,
где d – посадочный диаметр шины, м; Вш – ширина профиля шины, м; Δ – относительная высота профиля шины; λсм = 0,8…0,85 – смятие радиальной шины легкового автомобиля.
rc = 0,5 · 14 · 0,0254 + 0,185 · 0,60 ·0,825 = 0,269 м.
По справочным данным принимаем коэффициент сопротивления качению f0 = 0,015, коэффициент влияния скорости Af = 5,5 ∙ 10–4 с2/м2 [1, с. 11].
По паспортным данным двигателя автомобиля-прототипа определяем его коэффициенты приспособляемости по скорости
Кω = ωp /ωT.
Кω = 545 / 314 = 1,73
и по его крутящему моменту
КТ = Тmax / Tp.
Tp = Pmax/ωp.
Tp = 59500/545 = 109 Н∙м.