Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

«Расчет и анализ конструкции автомобиля Ford Focus»

Введение

В 1998 году на смену модели Escort VII пришел Ford Focus. Дебют состоялся на автошоу в Женеве, где новинка произвела фурор. Модельный ряд предоставляет полную свободу выбора: трех - и пятидверный хэтчбек, седан и универсал Focus Turnier. Дизайн выполнен в соответствии с концепцией New Edge, в основе которой смешение острых углов и обтекаемых линий. Создатели попытались собрать все мыслимые геометрические фигуры, например, поворотник в форме треугольника, а рядом - трапеции, эллипсы, острые углы и гнутые линии. Витиеватая приборная панель и центральная каплевидная консоль смотрятся довольно авангардно. Овальные нетипичные шкалы спидометра и тахометра имеют классическую компоновку. За счёт всего этого внешность автомобиля получилась весьма оригинальной и необычной.

Подвеска на Фокусе заслуживает отдельного разговора, спереди - McPherson, сзади - независимая многорычажная подвеска с эффектом подруливания колес на повороте Control Blade. Обеспечивает автомобилю невероятную устойчивость на поворотах и комфорт на любом покрытии. В остальном Focus сделан по канонам класса В: передний привод, поперечно расположенные бензиновые и дизельные двигатели, передняя подвеска McPherson, механическая или автоматическая трансмиссия.

Focus получил несколько вариантов оснащения. Базовая комплектация (Ambiente) предлагала: усилитель руля, регулируемую рулевую колонку и подушку безопасности для водителя. В исполнении Comfort: передние электростеклоподъемники, кондиционер, дистанционное отпирание багажника, центральный замок и вещевые карманы в передних дверях. Комплектация Trend порадует передними «противотуманниками», кожаной отделкой руля и подсветкой багажника. Для самых взыскательных и требовательных клиентов предлагалось исполнение-люкс под названием Ghia. Здесь уже в стандартном оснащении 15-дюймовые колеса вместо 14-дюймовых, пассажирская подушка безопасности, зимний пакет (обогрев сидений, зеркал, лобового стекла, форсунок омывателя, электропривод регулировки зеркал), задние электростеклоподъемники и центральный замок с ДУ.

Салон «Фокуса» на первый взгляд не изобилует всевозможными полезными емкостями. Основной бардачок невелик, зато в дверях есть весьма просторные ниши, перед рычагом передач - площадка, куда можно положить небольшие предметы, например, мобильный телефон, в сиденьях предусмотрены кармашки. Сидения имеют стандартные механические регулировки взад-вперед, по углу наклона спинки и величины поясничного подпора. В дорогих версиях предусмотрена электрическая регулировка водительского кресла по высоте и убираемый подлокотник. По вылету и наклону, причем в весьма широком диапазоне, регулируется и рулевая колонка.

Благодаря всем вышеперечисленным качествам Focus был признан «Автомобилем года Европы» в 1999 и «Автомобилем года США» в 2000.

В 2001 году Focus подвергся незначительному рестайлингу- изменились фары, передний бампер, радиаторная решетка, а также детали интерьера.

В 2002 году появились две «заряженные» модификации с форсированными моторами объемом 2.0 л - Focus ST170 с двигателем мощностью 172 л.с. и Focus RS мощностью 215 л.с., производство которого было прекращено всего через 394 дня после его начала.

Новое поколение Ford Focus II дебютировало в сентябре 2004 года на Парижском автосалоне. Производство автомобиля первоначально началось в октябре 2004 года на головном заводе для Focus в Саарлуи (Германия) и в Валенсии (Испания), весной 2005 года - в России (завод во Всеволожске), в КНР и на Тайване. Базируется автомобиль на платформе концерна Ford - С1, которая уже дала жизнь таким моделям как Ford Focus C-MAX, Mazda3 и Volvo S40/V50. Визуально он смотрится солиднее предшественника. И дело здесь не только в кузовной стилистике. Второе поколение шире и длиннее (на 50 мм) первого. Колесная база увеличена на 25 мм, колея - на 40 мм. Колеса теперь - на 15, 16 или 17 дюймов. Вот почему в салоне так просторно даже задним пассажирам. А покатая крыша, придающая облику автомобиля стремительность, находится достаточно высоко над головами пассажиров.

Таком образом, в России с конца лета 2005 года предлагается только новый Ford Focus II местной сборки с кузовами 5-дверный хэчбэк (3-дверный хэчбэк - с августа 2005), седан и универсал. В Российскую комплектацию также вошли защита моторного отсека, усиленные диски и шины, защита порогов, брызговики и полноразмерное запасное колесо.

В профиль новый Focus выглядит стильно и гармонично. Каждый элемент его дизайна имеет и функциональное предназначение. Так, козырек над задним стеклом оптимизирует воздушный поток. Даже боковые зеркала тщательно проработали и это сказалось на акустическом комфорте. В соответствии с наружностью интерьер второго Focus стал серьезнее. Фундаментализм подчеркивается не только архитектурой внутреннего убранства, но и качеством отделочных материалов. Так, передняя панель теперь выполнена из эластичного пластика. «Фордовские» инженеры придумали еще и регулируемый педальный узел. Он «подъезжает» к сидению на 50 мм. В целом все эстетично и удобно.

В интерьере все добротно, основательно и современно. В первую очередь это заслуга более высококачественных материалов. Очень неплохо смотрится комбинированный салон со светлым «низом» и добротный материал сидений. Кроме того, салон лишился острых граней, присущих Focus первого поколения. Из приятных мелочей - выросший до 12 литров бардачок, также к услугам пассажиров - подстаканники, отсеки для бумаг и лампы подсветки. Найдется куда положить мелкие вещи - рядом с сидениями есть отсеки. Задний диван вполне удобный, на нём можно устроится втроем.

Объем багажника вырос на 10% до 385 литров (1.245 литров при сложенных сиденьях) на хэтчбеке и до 475 литров (1.525 литров при сложенных сиденьях) на универсале.

Руль на регулируемой по двум направлениям рулевой колонке тоже на уровне. К слову, усилие на нем можно менять, выбрав в настройках бортового компьютера подходящий режим. В Focus II можно выбрать любой из трех режимов электроусилителя: спортивный, стандартный, комфортный. В режим «Спортивная» руль становится чуточку туже и обратная реакция в повороте более отчетлива. Режим «Комфортный» явно с прицелом на город: в этом режиме руль легкий. В «Стандартном» режиме можно ездить все оставшееся время.

Подвеска достаточно комфортна. Ford Focus II отлично проходит неровности, быстро справляется с колебаниями, четко стоит в повороте. Тормозные механизмы, сохранившие преемственность, адекватно и надежно замедляют автомобиль без траекторных искажений.

Безопасность обеспечивают: боковые занавески и надувные подушки безопасности, которые надуваются от передней до задней стойки. В рейтинге Euro NCAP Focus II признан самым безопасным автомобилем в классе.

Баланс привлекательных потребительских качеств и цены сделал Ford Focus II лидером продаж в Росси среди иномарок «гольф-класса».

В 2008 году Ford Focus подвергли рестайлингу. Философия «кинетического дизайна» добралась и до этой популярной модели. Модернизированный автомобиль не имеет практически ни одной старой кузовной детали. Разве что крыша осталась без изменений. А все остальное - фары, капот, крылья, бампера, зеркала - стали другими. Модернизированный Focus приобрел более динамичный внешний вид, удачно подчеркивающий стремительность и маневренность этого автомобиля. Внутри модель также изменилась. Новая приборная панель стала выглядеть гораздо благородней. «Коэффициент мягкости» пластика увеличился, причем намного. К тому же, теперь создатели Ford Focus предлагают 2 варианта исполнения панели: «под дерево», либо стального цвета.

Слон рестайлингового Ford Focus II также хорош. Черты кинетического дизайна проглядывают и здесь, напримером тому плавные очертания новой центральной консоли. Все приборы расположены очень удобно, все на своих местах. Эргономика и после рестайлинга осталась на высоком уровне. Панель приборов подсвечивается красным светом, что делает показатели более удобными для чтения. Удобные кресла с выраженной боковой поддержкой обтянуты качественным, приятным на ощупь материалом. Пластик тоже выглядит очень прилично. Помимо «кинетического» дизайна автомобиль получил новые опции. Под заказ автомобиль можно оснастить кондиционером, музыкой, подогревом сидений, подогревом лобового стекла, складывающимися электрозеркала, системой курсовой устойчивости, 6 подушками безопасности, управлением магнитолой с рулевой колонки и т.д.

Модернизированный Focus также богат на новые функции и дополнительное оборудование. Удобная горловина топливного бака без крышки - EasyFuel - поможет избежать ошибок при заправке, а система предупреждения о низком давлении - заранее узнать о возможных проблемах с шинами. В салоне предусмотрена розетка питания 230 В, к которой можно подключать различное электрооборудование. Новая аудиосистема Sony отличается превосходным качеством звучания, а кроме этого, предлагает возможность прослушивать файлы формата MP3 и подключать к системе Ваш мобильный телефон через Bluetooth, устанавливая таким образом громкую связь. Дополняют картину светодиодные задние фонари, создающие уникальный визуальный эффект.

Линейка моторов рестайлингового Ford Focus, предлагаемых на российском рынке, не претерпела особых изменений: автомобиль будет оснащаться бензиновыми агрегатами 1.4 (80 л.с.), 1.6 (100 и 115 л.с.), 1.8 (125 л.с.) и 2.0 (145 л.с.). Турбодизельный мотор один - объемом 1,8 л и мощностью 115 л.с.

Система безопасности автомобиля получила высший 5-звездочный рейтинг на тестах Euro NCAP в категории «безопасность взрослых пассажиров». Такой высокий уровень безопасности обеспечивает впечатляющий набор передовых технологий в том числе интеллектуальная система безопасности (IPS).Технологии освещения, примененные в новом Focus, делают ночное вождение увереннее и безопаснее. На автомобиль можно установить фары, которые включаются автоматически, как только становится темно, а также биксеноновые фары, либо адаптивную систему головного освещения. Адаптивная система головного освещения автоматически смещает световой пучок в горизонтальной плоскости в зависимости от скорости движения автомобиля и угла поворота рулевого колеса. Это означает, что при повороте руля фары поворачиваются, освещая именно дорогу, а не окружающий пейзаж. Такое освещение особенно эффективно на виражах. Оно улучшает видимость изгибов дороги и делает вождение более безопасным. В то же время, новые светодиодные задние фонари, идущие в комплекте с биксеноновыми фарами или адаптивной системой головного освещения, загораются быстрее и светят ярче, чем обычные лампы накаливания. Это делает автомобиль заметнее для других водителей.

Автомобиль по-прежнему доступен в нескольких кузовах: 3- и 5-дверный хетчбэк, 4-дверный седан и 5-дверный универсал. Флагманская модель - Focus ST - это невероятная динамика, уникальный спортивный дизайн, мощные тормоза и 18-дюймовые легкосплавные диски.

Ford Focus третьего поколения впервые был продемонстрирован широкой публике на Межнурадном автосалоне в Детройте в начале 2010 года. Летом того же года новинку представили и в России на августовском автосалоне в Москве, правда, возможность купить Focus III у россиян появилась лишь в 2011 году. Производитель предлагает теперь всего три типа кузова - пятидверный хэтчбек, седан и универсал - трехдверный хэтчбек из линейки выбыл.

По сравнению с предшественником, Focus III прибавил в длину 21 мм (4358 мм), но при этом стал на 16 мм ниже (1484 мм) и на 16 мм уже (1823 мм). Колесная база выросла на дополнительные 8 мм (2648 мм), а вот объем багажника несколько уменьшился. В версии с полноразмерной запаской он составляет 372 литра для седана и 277 литров для хэтчбека (1062 литра при сложенных задних сиденьях).

Автомобиль получил полностью новый дизайн кузова, но сохранил лучшие качества предыдущих поколений - узнаваемая внешность, простор салона, универсальность и приемлемые цены. Экстерьер получился эффектным и современным. Передний бампер выделяется огромным воздухозаборником поделенным на три секции. В задней части всё внимание наблюдателя занимают фонари необычной формы, далеко заходящие на крылья. Построенный с учетом новых материалов, кузов создан из нескольких сортов стали, позволивших снизить массу и повысить жесткость. Новый кузов пятидверной версии прочнее предшественника на 45% и на 15% жестче.

Интерьер также заметно преобразился. Он выполнен в современном стиле: множество кнопок, приятная подсветка. Подсветка заслуживает отдельного внимания. Лампочки горят везде: над торпедо, в кнопках, в карманах дверей, в подстаканниках, в ногах. Причем цвет подсветки можно сменить, нажав на кнопку в потолке. Варианты расцветки различные от белого до оранжевого. Рядом с этой кнопкой есть и регулировка яркости подсветки.

Автомобиль получил полностью новую центральную консоль и панель приборов, каждая из которых оснащена ЖК-дисплеем. Панель приборов выполнена в яркой сине-голубой расцветке. Дисплей бортового компьютера тоже с голубой подсветкой. На него выводятся показания средней скорости и расхода, одометра, моментального расхода и расстояния до заправки. Справа от дисплея показано состояние автомобиля - на нарисованном силуэте машины загораются габариты и фары, открываются двери. А под всей этой анимацией выведены показания режима коробки (на механической коробке система советует, когда надо переключаться на следующую передачу, показывая стрелочки вверх), температура за бортом и общий путь автомобиля.

В качестве базового силового агрегата европейский Ford Focus III получил полностью новый четрехцилиндровый 1,6 - литровый бензиновый турбомотор семейства EcoBoost, доступный в двух версиях - мощностью 150 и 182 л.с. В качестве трансмиссий предлагаются 6-ступенчатая механическая коробка и 6-ступенчатый «робот» PowerShift. На российском рынке двигатели EcoBoost пока представлены не будут. Покупатель может выбрать бензиновый двигатель объемом 1,6 литра мощностью 105 и 124 л.с., а также более мощный бензиновый 2,0 - литровый силовой агрегат мощностью 150 л.с. Шестиступенчатой механики также не будет, моторы объемом 1,6 литра получат 5-ступенчатую коробку. Двухлитровый турбодизель мощностью 140 л.с. предлагается только с АКПП.

Двигатель заводится с кнопки, но доступ в машину не бесключевой - двери и багажник отпираются с кнопок на ключе. Кстати, капот у Focus III теперь открывается традиционно - с помощью рычага в салоне, отпирание с ключом логотипа ушло в прошлое. Заправочная горловина не запирается пробкой. Получить доступ к баку можно только пистолетом или шлангом необходимого диаметра, и только когда машина отперта. Кстати, питается Focus бензином не ниже 95-го.

Лишилась российская версия и множества новомодных электронных систем, которые подготовили для Focus III в количестве тринадцати штук. Из них нам достанутся навигационная система с голосовым управлением, система слежения за «мертвыми» зонами, система экстренного торможения, направленная на предотвращение столкновений на малых скоростях, а также система автоматической парковки. В опциональный пакет «Премиум свет» входят биксеноновые фары, светодиодные огни дневного света и задние диодные фонари.

1. Характеристика автомобиля

1.1 Цель разработки и область применения автомобиля

Ford Focus - пятиместный легковой автомобиль малого класса с закрытым несущим пятидверным кузовом типа «хечбек». Устанавливается инжекторный двигатель с рабочим объемом 1,4 л.

Предназначен для эксплуатации при температуре окружающего воздуха от минус 40° до плюс 45°С. Конструкция двигателя и применение высококачественных масел обеспечивают его надежный пуск при температуре минус 25° С.

Предназначен для перевозки пассажиров в количестве пяти человек, включая водителя, и грузов массой не более 400 кг (включая массу пассажиров), по любым дорогам кроме грунтовых дорог с глубокими колеями. Этот автомобиль условно обозначается колесной формулой 4X2.

1.2 Технические требования к автомобилю

Данные краткой эксплуатационно-технической характеристики представлены в таблице 1.1.

Таблица 1.1. Краткая эксплуатационно-техническая характеристика автомобиля Ford Focus

№ п/п	Наименование данных	Ед. измерения	Условные обозначения	Данные по автомобилю принятому к расчету
	Общие данные
1	Тип автомобиля			легковой
2	Год выпуска			2004
3	Колесная формула			4X2
4	Грузоподъемность (пассажировместимость)	кН (пасс)		4
5	Собственный вес автомобиля (без груза)	кН	G0	11,29
6	Полный вес автомобиля	кН	Gа	18,29
7	Распределение нагрузки автомобиля по осям: а) с грузом на переднюю ось - с грузом на заднюю ось (тележку) б) без груза на переднюю ось - без груза на заднюю ось	кН	G1 G2 G01 G02	835 994 679 450
8	База автомобиля	мм	L	2640
9	Колея колес: - передних - задних	мм	В	1535 1531
10	Наименьший габаритный радиус поворота	м	Rmin	10,4
11	Наименьший дорожный просвет	мм		155
12	Габаритные размеры автомобиля: - длина - ширина - высота	мм		4340 1840 1450
	Двигатель
13	Тип двигателя			Рядный, четырех - тактный
14	Число цилиндров	шт.		4
15	Диаметр цилиндра	мм		76
16	Ход поршня	мм		76,5
17	Рабочий объем цилиндров	л		1,388
18	Порядок работы цилиндров			1-3-4-2
19	Степень сжатия			11
20	Наибольшая эффективная мощность	кВт	Ne max	52,3
21	Частота вращения коленчатого вала при максимальной мощности	мин-1	nN	5600
22	Наибольший крутящий момент	Н*м	Me max	103,9
23	Частота вращения коленчатого вала при максимальном крутящем моменте	мин-1	nM	3400
24	Литровая мощность	кВт/л		36,02
25	Удельная мощность	кВт/кН		4,72
26	Минимальный удельный расход топлива	г/(кВт*ч)	ge min	300
	Шасси
27	Тип сцепления			Однодисковое, сухое
28	Тип коробки передач			М5
29	Передаточные числа коробки передач: 1-ой		i	3,67
	2-ой 3-ей 4-ой 5-ой			2,1 1,36 1 0,82
30	Тип главной передачи			Гипоидная
31	Передаточное число главной передачи		i0	4,1
32	Тип привода ножного тормоза			Гидравлический, двухконтурный
33	Тип рулевого механизма			Реечный с гидроусилителем
34	Размер шин	мм		195/65R15
37	Давление воздуха в шинах: - передних - задних	МПа		0,23 0,20
	Эксплуатационные данные
38	Максимальная скорость	км/ч	хa max	165
39	Контрольный расход топлива	л/100 км		7,53

2. Тягово-экономический расчет автомобиля

2.1 Внешняя скоростная характеристика двигателя

Внешняя скоростная характеристика двигателя представляет собой зависимость эффективной мощности и крутящего момента двигателя от частоты вращения коленчатого вала при полной подаче топлива. Ее строят по результатам испытаний двигателя на тормозном стенде и часто приводят в инструкциях заводов-изготовителей автомобилей. Студенту необходимо сравнить экспериментальную внешнюю скоростную характеристику двигателя с полученной при расчетах.

Если данные по испытанию двигателя отсутствуют, эффективная мощность (кВт) его может быть определена по эмпирической формуле:

(2.1)

где: - наибольшая эффективная мощность двигателя, кВт;

- частота вращения коленчатого вала, при которой определяется мощность, ;

- частота вращения коленчатого вала при наибольшей мощности, .

(2)

Крутящий момент (Н·м) двигателя определяют в зависимости от мощности (кВт) и соответствующей частоты вращения (мин^-1) коленчатого вала по формуле:

(2.2)

Таблица 2.1 Расчет внешней скоростной характеристики двигателя

	Исходные данные	nn	Ne max	Me max	Nm
				5600	52,3	103,9	3400
	Ne	ne/nn	(ne/nn)І	(ne/nn)і	Ne max	Ne	Ne/ne	MeN
	Об/мин				кВт	кВт		Н*м
1	800	0,143	0,020	0,003	52,3	8,4	0,010	100,3
2	1300	0,232	0,054	0,013		14,3	0,011	105,3
3	1800	0,321	0,103	0,033		20,5	0,011	108,9
4	2500	0,446	0,199	0,089		29,1	0,012	111,5
5	3000	0,536	0,287	0,154		35,0	0,012	111,6
6	3500	0,625	0,391	0,244		40,3	0,012	110,3
7	4000	0,714	0,510	0,364		45,0	0,011	107,6
8	4500	0,804	0,646	0,519		48,7	0,011	103,5
9	5000	0,893	0,797	0,712		51,2	0,010	97,9
10	5600	1,000	1,000	1,000		52,3	0,009	89,4

По данным таблицы 2.1 строим графики зависимости: а) мощности от частоты вращения коленчатого вала, б) крутящего момента от частоты вращения коленчатого вала.

Рисунок 2.1. - Внешняя скоростная характеристика двигателя автомобиля

2.2 Тяговый расчет автомобиля

Тяговая характеристика автомобиля представляет собой зависимость между силой тяги (, Н) и скоростью(, км/ч) движения автомобиля.

Силу тяги() на ведущих колесах автомобиля рассчитывают по формуле:

(2.3)

где:- крутящий момент двигателя, Н·м;

- передаточное число коробки передач;

- передаточное число главной передачи;

- радиус качания колеса, м;

- к.п.д. трансмиссии, которое принимаем 0,89

Входящий в формулу (2.3) крутящий момент () берут из таблицы 2.1. Он зависит от частоты вращения () коленчатого вала двигателя. Скорость движения автомобиля () определяют по формуле:

км/ч. (2.4)

Радиус () качения колеса, входящий в формулы (2.3), (2.4), приближенно определяется по формуле:

мм (2.5)

где: d - внутренний диаметр шины (диаметр обода колеса), м;

Н - высота профиля шины в свободном состоянии, м;

л_Ш - коэффициент нормальной деформации шины.

Для шин дорожной проходимости коэффициент (л_Ш) принимаем равным 0,12.

Таблица 2.2 Расчет тяговой характеристики автомобиля

Исходные данные	rk	i0	зt	i1	i2	i3	i4	i5	d	H
	0,286	4,100	0,890	3,670	2,100	1,360	1,000	0,820	0,330	0,122
ne	MeN	Первая передача	Вторая передача	Третья передача	Четвертая передача	Пятая передача
		Va	Pk	Va	Pk	Va	Pk	Va	Pk	Va	Pk
об/мин	Н*м
800	100,3	5,733	4,697	10,018	2,687	15,469	1,740	21,038	1,280	25,657	1,049
1300	105,3	9,315	4,931	16,280	2,821	25,138	1,827	34,187	1,343	41,692	1,102
1800	108,9	12,898	5,099	22,541	2,918	34,806	1,890	47,336	1,389	57,727	1,139
2500	111,5	17,914	5,221	31,307	2,987	48,342	1,935	65,745	1,423	80,177	1,167
3000	111,6	21,497	5,226	37,569	2,990	58,010	1,936	78,894	1,424	96,212	1,168
3500	110,3	25,080	5,165	43,830	2,955	67,679	1,914	92,043	1,407	112,248	1,154
4000	107,6	28,663	5,038	50,092	2,883	77,347	1,867	105,192	1,373	128,283	1,126
4500	103,5	32,246	4,846	56,353	2,773	87,016	1,796	118,341	1,321	144,319	1,083
5000	97,9	35,828	4,584	62,614	2,623	96,684	1,699	131,490	1,249	160,354	1,024
5600	89,4	40,128	4,186	70,128	2,395	108,286	1,551	147,269	1,141	179,596	0,935

Скорость () и сила тяги () при движении на любой другой i-и передаче можно определить по соотношениям:

где: -скорость автомобиля на прямой передаче при заданном км/ч;

- сила тяги на прямой передаче, кН;

- передаточное число коробки передач на i-й передаче.

Суммарная сила сопротивления дороги () определяется по формуле:

(2.6)

где: ш - коэффициент суммарного сопротивления дороги;

- полный вес автомобиля, кН.

Коэффициент суммарного сопротивления дороги рассчитывается так:

(2.7)

где: f - коэффициент сопротивления качения;

- угол подъема дороги.

При расчете тягового баланса принимаем, что автомобиль движется по горизонтальной дороге (=0) с асфальтобетонным покрытием. Тогда коэффициент (ш) суммарного сопротивления дороги (2.7) равен коэффициенту (f) сопротивления качению.

При скоростях движения автомобиля, превышающих 60-80 км/ч коэффициент (f) надо определять по эмпирической формуле:

(2.8)

где: - коэффициент сопротивления качению, относящийся к малым скоростям движения автомобиля;

- скорость движения автомобиля, км/ч.

Cила, суммарного сопротивления дороги в этих условиях такова:

 (2.9)

Для дорог с асфальтобетонным покрытием, находящихся в хорошем состоянии, коэффициент () принимаем равным 0.015.

Силу сопротивления воздуха () в кН определяют по формуле:

(2.10)

где: - коэффициент сопротивления воздуха;

F - лобовая площадь автомобиля, м².

Коэффициент () сопротивления воздуха можно принять (в Н·с²/м⁴), для легковых автомобилей 0,25.

Все полученные результаты сводим в таблицу 2.3, расчет значений сил (и), определяемых для скоростей движения автомобиля от 0 до наибольшей скорости на высшей передаче. Промежуточные значения скорости () следует взять по табл. 3 для высшей передачи. По результатам расчета строят зависимости силы () и суммарной (+) от скорости автомобиля, приведенные на рис. 2.2

Таблица 2.3 Расчет сил сопротивления движению

Исходные данные	f0	kw	Ga	ma	F
	0,015	0,250	13,950	1395,000	1,827
ne	MeN
		Va	VaІ	VaІ/20000	1+(VaІ/20000)	ш	Pш	Pw	Pш+Pw
об/мин	Н*м
800	100,3	25,657	658,263	0,033	1,033	0,015	0,216	0,023	0,239
1300	105,3	41,692	1738,225	0,087	1,087	0,016	0,227	0,061	0,289
1800	108,9	57,727	3332,455	0,167	1,167	0,017	0,244	0,117	0,361
2500	111,5	80,177	6428,348	0,321	1,321	0,020	0,277	0,226	0,502
3000	111,6	96,212	9256,821	0,463	1,463	0,022	0,306	0,325	0,631
3500	110,3	112,248	12599,562	0,630	1,630	0,024	0,341	0,443	0,784
4000	107,6	128,283	16456,570	0,823	1,823	0,027	0,381	0,578	0,960
4500	103,5	144,319	20827,847	1,041	2,041	0,031	0,427	0,732	1,159
5000	97,9	160,354	25713,391	1,286	2,286	0,034	0,478	0,903	1,382
5600	89,4	179,596	32254,878	1,613	2,613	0,039	0,547	1,133	1,680

На рис. 2.2 показан запас () силы тяги, равный (при равномерном движении автомобиля по горизонтальной дороге)

(2.11)

Запас силы тяги может использоваться для разгона автомобиля, преодоления подъемов и буксировки прицепа.

По данным таблиц 2.2 и 2.3 строим график тягового баланса автомобиля рисунок 2.2.

Рисунок 2.2.-График тягового баланса автомобиля

2.3 Динамический паспорт автомобиля

Динамической характеристикой автомобиля называют график изменения динамического фактора от скорости движения на различных передачах. Динамический фактор при полной нагрузке автомобиля () определяют по формуле:

(2.12)

где: - сила тяги на ведущих колесах автомобиля, кН;

- сила сопротивления воздуха, кН;

- полный вес автомобиля, кН.

При малых скоростях движения автомобиля сила () имеет очень малую величину, в то время как сила тяги() на низших передачах и малых скоростях движения имеет большие числовые значения (см. рис. 2). В этих случаях можно принимать = 0 и определять динамический фактор по упрощенной формуле:

(2.13)

Результаты расчетов сводим в таблицу 2.4. По данным этой таблицы на рис. 2.3, динамическая характеристика автомобиля Ford Focus с пятиступенчатой коробкой передач. Диапазон скоростей () движения автомобиля сохраняется таким же, что и на рис. 2.2.

Таблица 2.4 Результаты расчета динамического фактора автомобиля

Первая передача	Вторая передача	Третья передача
Va	Pk	Pw	D	Va	Pk	Pw	D	Va	Pk	Pw	D
5,733	4,697	0,0012	0,337	10,018	2,687	0,0035	0,192	15,469	1,740	0,0084	0,124
9,315	4,931	0,0030	0,353	16,280	2,821	0,0093	0,202	25,138	1,827	0,0222	0,129
12,898	5,099	0,0058	0,365	22,541	2,918	0,0179	0,208	34,806	1,890	0,0426	0,132
17,914	5,221	0,0113	0,373	31,307	2,987	0,0344	0,212	48,342	1,935	0,0821	0,133
21,497	5,226	0,0162	0,373	37,569	2,990	0,0496	0,211	58,010	1,936	0,1182	0,130
25,080	5,165	0,0221	0,369	43,830	2,955	0,0675	0,207	67,679	1,914	0,1609	0,126
28,663	5,038	0,0289	0,359	50,092	2,883	0,0882	0,200	77,347	1,867	0,2102	0,119
32,246	4,846	0,0365	0,345	56,353	2,773	0,1116	0,191	87,016	1,796	0,2660	0,110
35,828	4,584	0,0451	0,325	62,614	2,623	0,1377	0,178	96,684	1,699	0,3284	0,098
40,128	4,186	0,0566	0,296	70,128	2,395	0,1728	0,159	108,286	1,551	0,4120	0,082

Четвертая передача	Пятая передача
Va	Pk	Pw	D	Va	Pk	Pw	D
21,038	1,280	0,0156	0,091	25,657	1,049	0,0231	0,074
34,187	1,343	0,0411	0,093	41,692	1,102	0,0611	0,075
47,336	1,389	0,0787	0,094	57,727	1,139	0,1171	0,073
65,745	1,423	0,1519	0,091	80,177	1,167	0,2259	0,067
78,894	1,424	0,2187	0,086	96,212	1,168	0,3252	0,060
92,043	1,407	0,2977	0,080	112,248	1,154	0,4427	0,051
105,192	1,373	0,3888	0,071	128,283	1,126	0,5782	0,039
118,341	1,321	0,4920	0,059	144,319	1,083	0,7318	0,025
131,490	1,249	0,6075	0,046	160,354	1,024	0,9034	0,009
147,269	1,141	0,7620	0,027	179,596	0,935	1,1333	-0,014

Рисунок 2.3-Динамическая характеристика автомобиля

Коэффициент суммарного сопротивления дороги может рассчитываться по следующей формуле:

(2.14)

где: i - величина уклона (подъема) дороги в сотых долях, приближенно ( - угол подъема дороги).

Из формулы (2.14) , т.е. по динамической характеристике автомобиля и найденному значению коэффициента () суммарного сопротивления дороги при известном значении коэффициента () сопротивления качению, можно определить величину максимального подъема, преодолеваемого автомобилем.

Номограмма нагрузок соответствует изменению нагрузок от 0 до 100%. Для проверки возможности движения автомобиля на заданных маршрутах.

Для получения номограммы нагрузок используют формулы:

и (2.15)

где: и- динамический фактор по сцеплению для автомобиля

без груза и с полной нагрузкой соответственно;

ц - коэффициент сцепления шин ведущих колес автомобиля с дорогой;

-вес, приходящийся на ведущие колеса автомобиля без груза, кН;

- вес автомобиля без груза, кН;

- вес, приходящийся на ведущие колеса полностью

груженого автомобиля, кН;

- полный вес автомобиля, кН.

Для определения динамического фактора по сцеплению по формулам (2.15) надо задаться значениями коэффициента сцепления (ц) в диапазоне 0,1 - 0,8 с интервалом 0,1. Результаты расчета сводим в табл. 2.5 и строим график номограммы нагрузок рис. 2.4.

Таблица 2.5 Результаты расчета динамического фактора по сцеплению

ц	0,1	0,2	0,3	0,4	0,5	0,6	0,7	0,8
	0,045	0,09	0,136	0,181	0,226	0,271	0,317	0,362
	0,054	0,109	0,163	0,218	0,272	0,327	0,381	0,436

Рисунок 2.4 График номограммы нагрузок

2.4 Ускорение, время и путь разгона автомобиля

Ускорение автомобиля (j, м/с²) определяют по формуле:

(2.16)

где: D - динамический фактор автомобиля;

ш - коэффициент суммарного сопротивления дороги;

д - коэффициент учета влияния вращающихся масс;

g - ускорение свободного падения, равное 9,81 м/с.

для легковых автомобилей:

 (2.17)

Расчет ускорений в зависимости от скорости движения производят для полностью груженoгo автомобиля при его движении по горизонтальной дороге с твердым покрытием в хорошем состояния, для которой коэффициент (ш) принимаем равным 0,015.

Коэффициент (д) может быть определен по формуле:

(2.18)

где: и - постоянные (для данного автомобиля) коэффициенты;

- передаточное число коробки передач.

Результаты подсчета ускорений автомобиля па передачах сводим в таблицу 2.6.

Таблица 2.6 Результаты подсчета ускорений автомобиля на передачах

Первая передача	Вторая передача	Третья передача
Va	D	j	Va	D	j	Va	D	j
5,733	0,337	1,847	10,018	0,192	1,165	15,469	0,124	0,861
9,315	0,353	1,942	16,280	0,202	1,225	25,138	0,129	0,903
12,898	0,365	2,010	22,541	0,208	1,266	34,806	0,132	0,926
17,914	0,373	2,058	31,307	0,212	1,291	48,342	0,133	0,930
21,497	0,373	2,058	37,569	0,211	1,285	58,010	0,130	0,910
25,080	0,369	2,031	43,830	0,207	1,261	67,679	0,126	0,873
28,663	0,359	1,976	50,092	0,200	1,217	77,347	0,119	0,819
32,246	0,345	1,894	56,353	0,191	1,154	87,016	0,110	0,747
35,828	0,325	1,782	62,614	0,178	1,071	96,684	0,098	0,657
40,128	0,296	1,614	70,128	0,159	0,948	108,286	0,082	0,526

Четвертая передача	пятая передача
Va	D	j	Va	D	j
21,038	0,091	0,643	25,657	0,074	0,513
34,187	0,093	0,666	41,692	0,075	0,522
47,336	0,094	0,671	57,727	0,073	0,510
65,745	0,091	0,647	80,177	0,067	0,459
78,894	0,086	0,607	96,212	0,060	0,398
92,043	0,080	0,549	112,248	0,051	0,315
105,192	0,071	0,472	128,283	0,039	0,212
118,341	0,059	0,377	144,319	0,025	0,089
131,490	0,046	0,263	160,354	0,009	-0,056
147,269	0,027	0,103	179,596	-0,014	-0,256

Рисунок 2.5. График ускорений автомобиля

Общая зависимость времени t разгона от скорости V и ускорения j выражается интегралом:

(2.19)

Приближенное интегрирование по графику (см. рис. 2.4) позволяет определить время разгона (t, сек) при принятых размерностях скорости (км/ч) и ускорения j (м/с²) по формуле:

(2.20)

Расчет времени разгона проводим непосредственно в таблицу 2.7.

Таблица 2.7 Расчет времени разгона

Передача	I	II	III	IV	V
Номер участка	1,000	3,000	4,000	5,000	6,000
Скорость, км/ч начальная (VH)	5,733	40,128	70,128	108,286	147,269
конечная (VК)	40,128	70,128	108,286	147,269	179,596
Ускорение, м/с2 в начале участка (jH)	1,847	1,165	0,861	0,643	0,513
в конце участка (jК)	1,614	0,948	0,526	0,103	-0,256
Среднее ускорение (jСР)	1,731	1,057	0,694	0,373	0,129
Время разгона на участке (ti), с	5,521	7,888	15,284	29,031	69,881
Суммарное время разгона (t), с	127,605	127,605	127,605	127,605	127,605
Средняя скорость на участке Va cp i	22,931	55,128	89,207	127,778	163,433
Путь разгона на участке, Si, м	35,167	120,787	378,733	1030,424	3172,457
Суммарный путь разгона, Sq, м	4737,567	4737,567	4737,567	4737,567	4737,567

Рисунок 2.6.-График времени разгона автомобиля

Общая закономерность пути S разгона от времени разгона и скорости движения выражается интегралом:

(2.21)

Приближенное интегрирование по графику (см. рис. 2.5) позволяет определить путь разгона (S, м) при принятых размерностях скорости , (км/ч) и времени t (сек.) по формуле:

(2.22)

где: - средняя скорость на участке, км/ч;

- время разгона на участке, с.

Для повышения точности расчет пути разгона проводят с использованием данных по определению времени разгона. При этом определяют как середину интервала скоростей на каждом участке предыдущего расчета, а приращение времени принимают равным , т.е. различным для каждого участка. Без ввода дополнительной информации, определяя последовательно:

1) путь разгона на участке - ;

2) суммарный путь разгона -

Расчет приводим в таблицу 2.7, расчет времени разгона.

По результатам расчета строим график пути разгона (рис. 2.7).



Рисунок 2.7.-График пути разгона автомобиля

2.5 Мощностной баланс автомобиля

Графиком мощностного баланса автомобиля называют график, имеющий кривые мощности, подводимой к ведущим колесам на передачах, и кривые мощности, затрачиваемой на преодоление сопротивления качению и сопротивления воздуха, в зависимости от скорости движения.

Мощность, подводимую к ведущим колесам автомобиля (), определят по формуле:

(2.23)

Мощность, необходимую для преодоления сопротивления дороги () вычисляют по формуле:

 (2.24)

где: - суммарная сала сопротивления дороги, определяемая по формуле (2.6), кН;

- скорость движения автомобиля, км/ч.

Мощность, необходимую для преодоления сопротивления воздуха () находят по формуле:

(2.25)

где: - сила сопротивления, воздуха определяемая по формуле (2.10), кН.

Результаты расчета мощностного баланса сводят в таблицу 2.8.

Таблица 2.8 Результаты расчета графика мощностного баланса автомобиля

ne, об/мин	Ne	Nk	Передача (Vа, км/ч)	NШ	NW	NШ+NW
	кВт	кВт	I	II	III	IV	V	кВт	кВт	кВт
800	8,4	7,5	5,733	10,018	15,469	21,038	25,657	1,540	0,165	1,705
1300	14,3	12,7	9,315	16,280	25,138	34,187	41,692	2,634	0,707	3,341
1800	20,5	18,2	12,898	22,541	34,806	47,336	57,727	3,914	1,877	5,792
2500	29,1	25,9	17,914	31,307	48,342	65,745	80,177	6,158	5,030	11,188
3000	35,0	31,2	21,497	37,569	58,010	78,894	96,212	8,181	8,692	16,873
3500	40,3	35,9	25,080	43,830	67,679	92,043	112,248	10,635	13,803	24,437
4000	45,0	40,1	28,663	50,092	77,347	105,192	128,283	13,592	20,604	34,195
4500	48,7	43,3	32,246	56,353	87,016	118,341	144,319	17,124	29,336	46,460
5000	51,2	45,6	35,828	62,614	96,684	131,490	160,354	21,304	40,241	61,545
5600	52,3	46,5	40,128	70,128	108,286	147,269	179,596	27,275	56,536	83,811

По данным таблицы 2.8 на рисунке 2.8 построены кривые и на передачах, кривая и кривая +.

Рисунок 2.8.-График мощностного баланса автомобиля

2.6 Тормозная динамика автомобиля

Теоретический минимальный тормозной путь до остановки автомобиля (), имеющего тормозные механизмы на всех колесах, определяют по формуле:

(2.26)

где: - скорость движения автомобиля в начале торможения, км/ч;

ц - коэффициент сцепления шин с дорогой, равный 0,6.

Остановочный путь автомобиля (, м) определяют по формуле:

 (2.27)

где: - время реакции водителя, 0,6 с;

- время срабатывания тормозов, т.е. период времени от начала торможения до момента времени, в который тормозная сила достигает наибольшей величины, 0,2с;

-коэффициент эффективности торможения, принимаем равным 1.

Результаты расчета сведены в таблицу 2.9.

Таблица 2.9 Результаты подсчета тормозного и остановочного путей автомобиля

V0, км/ч	ST, м	S0, м
0	0	0
10	0,656168	2,878390201
20	2,6246719	7,06911636
30	5,9055118	12,57217848
40	10,498688	19,38757655
50	16,404199	27,51531059
60	23,622047	36,95538058
70	32,152231	47,70778653
80	41,994751	59,77252843
90	53,149606	73,1496063
100	65,616798	87,83902012
110	79,396325	103,8407699
120	94,488189	121,1548556
130	110,89239	139,7812773
140	128,60892	159,720035
150	147,6378	180,9711286
160	167,979	203,5345582
170	189,63255	227,4103237
180	212,59843	252,5984252



Рисунок 2.8.-График тормозного и остановочного путей автомобиля

2.7 Топливная экономичность автомобиля

Требуется определить расход топлива в литрах на 100 км пробега автомобиля при движения с полной нагрузкой на различных скоростях на прямой передачи.

Расход топлива () определяют по формуле:

, (2.28)

где: - эффективный удельный расход топлива, г/кВт·ч;

- мощность двигателя, необходимая для равномерного движения автомобиля, кВт;

- скорость движения автомобиля, км/ч;

с - плотность топлива, кг/л (для бензина принимаем 0,72).

Мощность двигателя (), необходимую для равномерного движения автомобиля, определяют по формуле:

 (2.29)

где: и - мощности, затрачиваемые на преодоление сопротивления дороги и воздуха соответственно, кВт.

Величина эффективного удельного расхода топлива () входящая в формулу (2.28), зависит от частоты вращения коленчатого вала и степени использования мощности двигателя. Минимальная величина эффективного расхода топлива двигателя внутреннего сгорания () наблюдается при частоте вращения коленчатого вала, примерно соответствующей 70% , и при мощности двигателя, равной примерно 80% максимальной при этих оборотах. Допускается принимать величину равной 300-325 г./кВт·ч

Величину удельного расхода топлива двигателем (г/кВт·ч) в конкретных условиях движения определяют по формуле:

(2.30)

где: и - коэффициенты, учитывающие изменение удельного расхода топлива в зависимости от частоты вращения коленчатого вала и от степени использования мощности двигателя соответственно.

Результаты расчета сводим в таблицу 2.8.

Таблица 2.8 Результаты расчета расхода топлива

kN	kn	Qs,	qe,	Va,	NeH,	NШ+Nw
		л/100 км	г/кВтч	км/ч	кВт	кВт
2,700	1,421	5,969	575,505	25,657	1,916	1,705
2,526	1,128	5,345	427,399	41,692	3,754	3,341
2,100	1,010	4,981	318,150	57,727	6,508	5,792
1,869	0,975	5,952	273,341	80,177	12,571	11,188
1,750	0,961	6,904	252,263	96,212	18,958	16,873
1,500	0,955	7,300	214,875	112,248	27,458	24,437
1,350	0,957	8,061	193,793	128,283	38,422	34,195
1,190	0,961	8,618	171,539	144,319	52,202	46,460
1,070	0,976	9,382	156,648	160,354	69,152	61,545
0,990	0,987	10,674	146,570	179,596	94,169	83,811

Рисунок 2.9 График расхода топлива

3. Эксплуатационные качества автомобиля

3.1 Боковые силы, действующие на автомобиль

Управление автомобилем является главной производственной функцией водителя. Основное назначение автотранспортных средств - перемещение грузов и пассажиров в пространстве, поэтому под управляемостью следует понимать целенаправленную организацию процесса движения. При анализе факторов, влияющих на поперечную устойчивость автомобиля, необходимо знать величину поперечной силы, вызывающей занос или опрокидывание автомобиля. В случае движения автомобиля на повороте такой силой является центробежная сила инерции. Для ее определения, рассмотрим схему (рис. 3.1).

Рисунок 3.1 - Силы, действующие на автомобиль при повороте

R_xi, R_x2, R_yi, R_y2 - продольные и поперечные реакции дороги на колеса переднего и заднего мостов; Р_и - центробежная сила; Р_у - поперечная составляющая центробежной силы; с_ц и с₃ - радиусы поворота центра масс и задней оси; и - угол поворота управляемой оси (приблизительно равен полусумме углов поворота управляемых колес); М_и - момент инерции автомобиля; г - угол между радиусом с_ц поворота центра тяжести и продолжением оси заднего моста

Для упрощения расчетов примем следующие допущения: автомобиль является плоской фигурой; движется по горизонтальной дороге; шины в поперечном направлении не деформируются

На участке дороги 1-2 автомобиль движется прямолинейно, и его управляемые колеса находятся в нейтральном положении. На участке 2-3 происходит поворот управляемых колес, и автомобиль движется по кривой переменного радиуса, т.е. по первой переходной кривой. На участке 3-4 положение управляемых колес, повернутых на определенный угол и, остается неизменным, а радиус R траектории движения средней точки задней оси - постоянным. На участке 4-5, т.е. на второй переходной кривой, водитель поворачивает управляемые колеса в обратную сторону, вследствие чего радиус R постепенно увеличивается. На участке 5-6 автомобиль снова движется прямолинейно.

При равномерном движении по дуге постоянного радиуса центробежная сила (Р_ц) определяется:

(3.1)

где - полная допустимая масса автомобиля;

- угловая скорость автомобиля при повороте;

- расстояние от центра поворота до центра тяжести автомобиля.

Вместе с тем

, (3.2)

где V - линейная скорость автомобиля.

; (3.3)

. (3.4)

Потеря устойчивости автомобилем особенно опасна при большой скорости, когда движение его близко к прямолинейному. Угол и при этом сравнительно невелик и можно считать, что tg и ? и рад.

Таким образом, центробежная сила (Р_ц), действующая на автомобиль при его равномерном движении, определяется:

(3.5)

Поперечная составляющая центробежной силы (Р_у1) равна:

(3.6)

При равномерном движении (переходные кривые) на автомобиль действует также сила, вызванная изменением кривизны траектории. Поперечная составляющая () этой силы пропорциональна скорости автомобиля и угловой скорости (щ_ук) поворота управляемых колес. Величина этой угловой скорости зависит от скорости движения: чем больше скорость, тем быстрее приходится поворачивать колеса, чтобы вписаться в поворот:

(3.7)

В случае неравномерного движения на автомобиль действует еще и сила (Р_уIII):

, (3.8)

где j - ускорение движения автомобиля.

Таким образом, поперечная инерционная сила (Р_у), вызывающая занос и опрокидывание автомобиля при движении на повороте, представляется как:

(3.9)

Сила Р_у11 действует только в процессе поворота рулевого колеса. При входе автомобиля в поворот сила положительна и вместе с силой она увеличивает опасность заноса и опрокидывания автомобиля.

При выходе автомобиля из поворота скорость щ_ук отрицательна и сила частично уравновешивает силу и автомобиль может двигаться с большей скоростью без потери устойчивости.

Сила увеличивается с увеличением угла и и ускорения j автомобиля. Поэтому во время вхождения автомобиля в поворот нарушение его устойчивости более вероятно при разгоне, чем при движении накатом, когда ускорение j и сила отрицательны.

В результате поворота автомобиля вокруг центра тяжести возникает инерционный момент Ми, который пропорционален угловому ускорению и моменту инерции автомобиля.

Поперечная инерционная сила P_у уравновешивается поперечными реакциями дороги R_yl и R_vJ на колеса автомобиля. Инерционный момент Ми влияет на перераспределение этих реакций, но так как это влияние на устойчивость автомобиля сравнительно невелико, то его можно не учитывать.

Величина центробежной силы определяется углом поворота управляемых колес и скоростью движения автомобиля, в соответствии с формулой (3.6):

при V=20 (км/ч)=5,56 (м/с); и=5 (град)=0,1 (рад):

;

.

Остальные значения определяем аналогично, а их значения заносим в табл. 3.1.

Таблица 3.1 - Определение поперечной составляющей центробежной силы , кН

Угол поворота колес, град	Скорость движения автомобиля, км/ч
	20	40	60	80	100
5	1,624	6,3805	14,4425	25,522	39,7346
10	3,248	12,761	28,885	51,044	79,4692
15	4,872	19,1415	43,3275	76,566	119,2038
20	6,496	25,522	57,77	102,088	158,9384
25	8,12	31,9025	72,2125	127,61	198,673
30	9,744	38,283	86,655	153,132	238,4076
35	11,368	44,6635	101,0975	178,654	278,1422

По данным табл. 3.1 строим графики зависимости поперечной составляющей центробежной силы от среднего угла поворота управляемых колес при различных скоростях движения автомобиля (рис. 3.2)



Рисунок 3.2 - Графики зависимости поперечной составляющей центробежной силы от среднего угла поворота управляемых колес при различных скоростях движения автомобиля

Величина составляющей центробежной силы, вызванной изменением кривизны траектории , определяется скоростью поворота управляемых колес и скоростью движения автомобиля. В реальных условиях эксплуатации угловая скорость поворота управляемых колес грузовых автомобилей находится в пределах 0,01 - 0,1 рад/сек. Исходя из этого, в соответствии с формулой (3.7) определяем :

при V=20 (км/ч)=5,56 (м/с); :

;

.

Остальные значения определяем аналогично, а их значения заносим в табл. 3.2.

Таблица 3.2 - Определение , кН

Скорость поворота колес, рад/сек	Скорость движения автомобиля, км/ч
	20	40	60	80	100
0,01	0,03248	0,06438	0,09686	0,12876	0,16066
0,02	0,06496	0,12876	0,19372	0,25752	0,32132
0,03	0,09744	0,19314	0,29058	0,38628	0,48198
0,04	0,12992	0,25752	0,38744	0,51504	0,64264
0,05	0,1624	0,3219	0,4843	0,6438	0,8033
0,06	0,19488	0,38628	0,58116	0,77256	0,96396
0,07	0,22736	0,45066	0,67802	0,90132	1,12462
0,08	0,25984	0,51504	0,77488	1,03008	1,28528
0,09	0,29232	0,57942	0,87174	1,15884	1,44594
0,1	0,3248	0,6438	0,9686	1,2876	1,6066

По данным табл. 3.2 строим графики зависимости от скорости поворота колес при различных скоростях движения автомобиля (рис. 3.3).

Рисунок 3.3 - Графики зависимости составляющей силы , вызванной изменением кривизны траектории при различных скоростях движения от скорости поворота колес

Сила, вызванная изменением скорости движения автомобиля на повороте , определяется ускорением и углом поворота управляемых колес. Ускорение для автомобиля, составляет от 0,05 до 0,5 м/с². Исходя из этого, в соответствии с формулой (3.8) определяем :

при и=5 (град)=0,1 (рад); :

;

.

Остальные значения определяем аналогично, а их значения заносим в табл. 3.3.

Таблица 3.3 - Определение , кН

Ускорение м/с2	Угол поворота колес, град
	5	10	15	20	25	30	35
0,05	0,0029	0,058	0,087	0,0116	0,0145	0,0174	0,0203
0,1	0,0058	0,0116	0,0174	0,0232	0,029	0,0348	0,0406
0,15	0,0087	0,0174	0,0261	0,0348	0,0435	0,0522	0,0609
0,20	0,0116	0,0232	0,0348	0,0464	0,058	0,0696	0,0812
0,25	0,0145	0,029	0,0435	0,058	0,0725	0,087	0,1015
0,30	0,0174	0,0348	0,0522	0,0696	0,087	0,1044	0,1218
0,35	0,0203	0,0406	0,0609	0,0812	0,1015	0,1218	0,1421
0,40	0,0232	0,0464	0,0696	0,0928	0,116	0,1392	0,1624
0,45	0,0261	0,0522	0,0783	0,1044	0,1305	0,1566	0,1827
0,50	0,029	0,058	0,087	0,116	0,145	0,174	0,203

По данным табл. 3.3 строим графики зависимости от ускорения движения автомобиля (рис. 3.4).



Рисунок 3.4 - Графики зависимости силы , вызванной изменением скорости движения при различных углах поворота управляемых колес автомобиля

3.2 Проходимость автомобиля

Проходимостью называется эксплуатационное свойство, определяющее возможность движения автомобиля в ухудшенных дорожных условиях, по бездорожью и при преодолении различных препятствий.

Проходимость делится на профильную и опорную.

Оценка профильной проходимости

Профильная (продольная) проходимость характеризует возможность преодолевать неровности пути, препятствия и вписываться в требуемую полосу движения.

Большинство единичных показателей профильной проходимости представляет собой геометрические параметры автомобилей и прицепного состава.

Продольную проходимость автомобилей оценивают по следующим единичным показателям:

1. Дорожный просвет (H₁ = 157 мм) - расстояние от одной из наиболее низко расположенных точек автомобиля (прицепа) до опорной поверхности; определяет возможности движения по мягким грунтам и преодоления сосредоточенных препятствий (камней, пней, кочек и т.д.).

2. Передний и задний свес ((L₆ = 651 мм, L₉ = 1055 мм) - расстояние от крайней точки контура передней (задней) выступающей части по длине автомобиля до плоскости, перпендикулярной опорной поверхности и проходящей через центры передних (задних) колес; влияет на проходимость при переезде через канавы, пороги, кюветы и т.п.

3. Угол переднего и заднего свеса (,) - угол между опорной поверхностью и плоскостью, касательной к окружностям наружных диаметров передних (задних) колес и проходящей через точку контура передней (задней) части автомобиля таким образом, что все остальные точки контура оказываются с внешней стороны этого угла; характеризует возможность преодоления препятствий с короткими подъемами и спусками.

4. Продольный радиус проходимости (R₅ = 1,740 м) - радиус цилиндра, касательного к окружностям, описанным свободными радиусами соседних колес, наиболее разнесенных по базе, и проходящего через точку контура нижней части автомобиля таким образом, что все остальные точки контура оказываются с внешней стороны этого цилиндра; характеризует проходимость по местности с препятствиями гребнистого характера, складками местности, насыпями, буграми.

5. Наибольший угол преодолеваемого подъема (18,7є) - угол подъема, имеющего протяженность не менее двукратной длины автомобиля или автопоезда и ровную поверхность, преодолеваемый автомобилем без использования инерции, нарушений условий нормальной работы агрегатов и безопасности движения.

6. Наибольший угол преодолеваемого автомобилем косогора () - характеризует возможность движения автомобиля по ровному косогору без бокового скольжения колес более чем на ширину профиля шины и без нарушения условий нормальной работы агрегатов и безопасности. Этот параметр не нормирован стандартами.

Оценка опорной проходимости