Лобовая площадь автомобиля это
При движении автомобиля энергия, подведенная к ведущим колесам, расходуется на преодоление сил сопротивления движению, к которым относятся: сила P f сопротивления качению колес автомобиля по дороге, сила Ра сопротивления, возникающая при движении автомобиля на подъем, сила Р j сопротивления разгону автомобиля при движении ускоренно, сила Pw сопротивления воздуха. В случае движения автомобиля по инерции силы сопротивления движению преодолеваются за счет накопленной в период разгона кинетической энергии.
Рассмотрим каждую из сил сопротивления движению в отдельности.
Сила сопротивления качению
При нагружении автомобильного колеса вертикальной нагрузкой происходит упругая деформация шины, сопровождаемая затратой
энергии. Для оценки упругих свойств шины нужно сравнить работу, затраченную на деформацию шины (А — радиальная деформация) при нагружении ее вертикальной нагрузкой, с работой при ее разгрузке. Работа при нагружении шины равна площади ОаЬ (рис. 4), а работа при разгрузке — площади cab . Отрезок Ос характеризует остаточную деформацию шины, а площадь Оас — ту часть работы, которая была затрачена на механическое и молекулярное трение в материалах шины.
Площадь Оас принято называть петлей гистерезиса. По петле гистерезиса может быть определена сила, нужная для преодоления внутреннего сопротивления при деформации шины.
При качении колеса по твердой опорной поверхности, нагруженного вертикальной силой, энергия затрачивается на трение в материалах шины и на трение скольжения в месте контакта шины с дорогой.
Опытами установлено, что основная часть энергии затрачивается на внутреннее механическое и молекулярное трение в материалах шины, т. е. на гистерезис.
Потери энергии на трение — проскальзывание колеса по опорной поверхности — невелики. Главным видом нагружения в эксплуатации является вертикальная нагрузка, которая вызывает основные деформации и напряжения в элементах шины. Окружные силы лишь несколько изменяют и усиливают деформацию шины.
Методы определения потерь на качение по гистерезису шины представляют большой интерес, однако они еще недостаточно разработаны.
Сопротивление качению автомобильного колеса определяется в основном опытным путем (см. гл. III ).
Схема сил, действующих на ведомое колесо автомобиля, показана на рис. 5. К колесу приложены вертикальная нагрузка G k , реакция ZK , толкающая сила Т и сила сопротивления качению Р f направленная противоположно толкающей силе.
Деформация в передней части контакта шины катящегося колеса больше, чем в задней части контакта. В результате эпюра нормальных реакций опорной поверхности, симметричная в случае неподвижного колеса, в передней части контакта катящегося колеса имеет большие значения, чем в задней. Равнодействующая этих реакций ZK , равная по величине вертикальной нагрузке GK , при качении сдвигается вперед на некоторое расстояние a с (плечо сопротивления качению). Это расстояние возрастает по мере увеличения гистерезисных потерь.
Теория и конструкция автомобиля. Кленников В. М., Кленников Е. В. — 1967
Источник статьи: http://carlines.ru/modules/Articles/article.php?storyid=23&storypage=2
Лобовая площадь автомобиля
Под лобовой понимают площадь Fа наибольшего вертикального поперечного сечения АТС, т.е. контура его фронтальной проекции. В приближенных инженерных расчетах реальный контур аппроксимируют отрезками прямых линий, позволяющими представить площадь совокупностью простых геометрических фигур Fi, не требующих трудоемких расчетов Fа (рис. 1.7).
В нашем случае лобовая площадь приближенно равна сумме элементарных площадей, м 2 :
, (1.12)
Где 
2,36* 1,82= 4,29 – площадь кабины по крылья, м 2 ;
1,7* 0,15 = 0,255 – площадь балки передней оси, м 2 ;
0,2* 0,5 = 0,1 – открытая площадь передних колес, м 2 .
=4,56
Рис. 1.7. Лобовая площадь ()
Результаты расчета снесем в таблицу 1.5.
Блок производных исходных данных
| Показатель | Размерность | Значение |
| Координаты центра масс порожнего АТС, Хо; hо | мм мм | |
| Координаты центра масс груза, Хг; hг | мм мм | |
| Координаты центра масс груженого АТС, Ха; hа | мм мм | |
| Нормальные реакции дороги при полной массе, действующие на: колеса передней оси, Rz1т колеса тележки, Rz2т | Н Н | |
| Лобовая площадь груженого АТС, Fа | м 2 | 4,56 |
В табл. 2.1 представлен массив исходных данных, достаточный для рас-
чета основных показателей, характеризующих тягово-скоростные свойства АТС. За исключением коэффициента учета вращающихся масс d, все значения выбраны из общего массива (практическая работа 1) или приложений. В частности, КПД трансмиссии определен перемножением КПД ее агрегатов.
Массив исходных данных для анализа тягово-скоростных свойств
| Внешняя характеристика двигателя (Ме = f(ne)) | |||||
| ne, об/мин | |||||
| Me, H×м | |||||
| Dne | — шаг изменения частоты, об/мин | ||||
| Jм | — момент инерции маховика и двигателя, кг×м 2 | 1,269 | |||
| Jк | — момент инерции колеса АТС, кг×м 2 | 11,96 | |||
| rк | — статический радиус колеса, м | 0,476 | |||
| uгп | — передаточное число главной передачи | 6,53 | |||
| Передаточные числа коробки передач (u кп): | |||||
| № передачи | |||||
| u кп | 7,82 | 4,03 | 2,50 | 1,53 | 1,00 |
| hтр | -общий КПД трансмиссии | 0,84 | |||
| mа | — фактическая масса груженого АТС, кг | ||||
| mав | — масса, приходящаяся на ведущие колеса АТС, кг | ||||
| Rzв | — нормальные реакции дороги на ведущих колесах, Н | ||||
| Cx | — коэффициент аэродин. сопротивления | 0,8 | |||
| Fа | — лобовая площадь АТС, м2 | 5,62 | |||
| fо | — коэффициент сопрот. качению (начальное значение) | 0,015 | |||
| j | — коэффициент сцепления: минимальный заданный максимальный | 0,10 0,80 0,90 | |||
| i | — продольный уклон дороги | 0,03 | |||
| r | — плотность воздуха (при температуре воздуха tв =20 ºC ) | 1,205 | |||
| Коэффициент учета вращающихся масс d (рассчитан ниже): | |||||
| № передачи | |||||
| d | 1,661 | 1,187 | 1,081 | 1,040 | 1,017 |
Расчет коэффициента вращающихся масс
Момент инерции вращающихся элементов трансмиссии, приведенный к колесам, кг/м 2 :
,
где 
— корректирующий коэффициент (для автомобилей с;
zк – число ведущих колес.
.
Коэффициент учета вращающихся масс рассчитываем для каждой передачи коробки по формуле :
где Jтр – момент инерции трансмиссии; zк – число вращающихся колес; u тр – передаточное число трансмиссии как произведения передаточного числа коробки и главной передачи;
Источник статьи: http://lektsii.org/10-36282.html
Оценка выбираемых параметров
1.2.1. Выбор дорожных условий.
Движение автомобиля с максимальной скоростью возможно в хороших дорожных условиях. Дорожные условия характеризуются величиной суммар-ного коэффициента сопротивления дороги:
, (1)
где: 
— коэффициент сопротивления качению;
— продольный уклон дороги.
Для легковых автомобилей и автобусов коэффициент сопротивления дороги выбирают равным коэффициенту сопротивления качению, предполагая тем самым, что пассажирские автомобили развивают максимальную скорость только на горизонтальной дороге с твёрдым покрытием.
При малых скоростях движения ( 
км/ч) величина коэффициента сопротивления качению практически постоянна и для различных видов твёр-дого дорожного покрытия имеет следующие значения 
:
Коэффициент сопротивления качению на малых скоростях 
| № поз. | Вид дорожного покрытия | Значение коэффициента |
| Асфальтобетонное и цементобетонное — в хорошем состоянии — в удовлетворительном состоянии | 0,007…0,015 0,015…0,020 | |
| Гравийное в хорошем состоянии | 0,020…0,025 | |
| Булыжное в хорошем состоянии | 0,025…0,030 |
С увеличением скорости движения ( 
км/ч) величина коэффициента сопротивления качению растёт интенсивно, поэтому его окончательную величину, соответствующую максимальной скорости движения автомобиля, необходимо определять по эмпирической формуле:
(2)
Для грузовых автомобилей величину коэффициента сопротивления каче-нию, вычисленную по формуле (2) необходимо увеличить в (1,4…1,6) раз, обеспечивая этим самым возможность преодоления автомобилем небольших подъёмов с максимальной скоростью, а также – буксировки прицепов без значительного ухудшения динамичности автопоезда,т.е.:
(3)
1.2.2. Определение полной массы автомобиля и её распределения по осям.
Одним из оценочных показателей конструкции автомобиля является коэффициент использования массы, который представляет собой отношение грузоподъёмности к собственной массе автомобиля:
, (4)
где: 
— полная масса автомобиля;
— собственная масса автомобиля;
— номинальная грузоподъёмность автомобиля.
Чем выше коэффициент использования массы, тем рациональнее конст-рукция автомобиля и тем ниже будут, при прочих равных условиях, затрата металла в процессе производства автомобиля, расход горючего, смазочных материалов и износ шин в процессе эксплуатации.
В таблице 2 приведены значения коэффициента использования массы для серийных отечественных автомобилей.
Коэффициент использования массы
| Грузовые автомобили обычной проходимости | ||||||||
| Марка | ГАЗ-3302 Газель | ГАЗ-3310 Валдай | ГАЗ-3309 | ЗиЛ-5301 Бычок | КамАЗ-4308 | КамАЗ-54115 | КамАЗ-53215 | КамАЗ- |
 | 0,811 | 1,18 | 1,27 | 1,23 | 1,0 | 1,69 | 1,25 | 1,44 |
| Грузовые автомобили повышенной проходимости | ||||||||
| Марка | УАЗ-3303 | ГАЗ-33027 | ГАЗ-33081 | ЗиЛ-43272Н | ЗиЛ-4334В2 | Урал-4320.45 | КамАЗ- | |
| | 0,426 | 0,811 | 1,86 | 1,236 | 0,674 | 1,158 | 1,395 |
| Легковые автомобили обычной проходимости | |||||||
| Марка | ВАЗ-1111 | ВАЗ-2105 | АЗЛК-2141 | ВАЗ-2109 | ВАЗ- 2115 | ВАЗ- Калина | ГАЗ-31105 |
| | 0,56 | 0,40 | 0,38 | 0,46 | 0,43 | 0,44 | 0,28 |
| Марка | Audi TT Roadster | M-B A-160 CDI | Porsche Boxster | VW Golf | Toyota CorollaVerso | Mitsu-bishiGalant | Nissan Note |
| | 0,25 | 0,385 | 0,24 | 0,53 | 0.43 | 0.272 | 0,41 |
| Марка | Citroen Berlingo | Peugeot 308 | Ford Mondeo | Volvo S80 | VW Trans-porter | Renault Kangoo | Fiat Doblo |
| | 0,45 | 0,386 | 0,50 | 0,32 | 0,47 | 0,407 | 0,35 |
| Легковые автомобили повышенной проходимости | |||||||
| Марка | ВАЗ-2121 | ВАЗ-2131 | Chevro-let Niva | УАЗHanter | УАЗPat-riot | УАЗ-3909 | ГАЗ-3121 Тигр-2 |
| | 0,33 | 0,37 | 0,33 | 0,59 | 0,28 | 0,50 | 0,25 |
| Марка | Ford Explorer | Ford Ranger | Jeep Cherokee | LandRover Defender | LandRover Disco-very | Mitsu-bichiPajero | ГАЗ-3121 Тигр-2 |
| | 0,32 | 0,64 | 0,33 | 0,58 | 0,30 | 0,30 | 0,33 |
Исходя из анализа распределения значений коэффициента использования массы у современных отечественных автомобилей, студент выбирает (назнача-ет) величину этого коэффициента для проектируемого автомобиля. После этого можно определить собственную массу проектируемого автомобиля:
кг (5)
Полная масса автомобиля определяется по следующим формулам:
, кг (6)
где: 
— число мест в кабине автомобиля с учётом места для водителя;
, кг (7)
где: — количество мест в салоне автомобиля с учётом места для водителя.
Распределение масс по осям проектируемого автомобиля выбирается аналогично распределению масс у автомобиля-прототипа:
— масса, приходящаяся на переднюю ось:
, кг (8)
— масса, приходящаяся на заднюю ось (тележку):
, кг (9)
где: 
, 
— коэффициенты распределения масс у прототипа;
, 
и 
— массы, приходящиеся на переднюю, заднюю ось (тележку) и полная масса прототипа (Приложение 1);
Определяется нагрузка, приходящаяся на одно колесо:
, кг (10)
— задней оси (тележки):
, кг (11)
где: 
— число колёс на передней и задней осях.
1.2.3. Выбор типа и размера шин
Тип и размеры шины выбирают, исходя из нагрузки, приходящейся на одно колесо, и максимальной скорости движения автомобиля. В таблице 3 приведены характеристики шин, устанавливаемых на современных отечест-венных автомобилях.
Характеристики автомобильных шин
| Шины грузовых автомобилей | Шины легковых автомобилей | ||
| Обозна-чение | Максимально допус-тимое значение | Обозна-чение | Максимально допус-тимое значение |
| нагрузка, кг | скорость, км/ч | нагрузка, кг | скорость, км/ч |
| 240-508Р | 155/70-R13 | ||
| 260-508Р | 165/70-R13 | ||
| 280-508Р | 175/70-R13 | ||
| 300-508Р | 165/80-R13 | ||
| 320-508Р | 155/80-R14 | ||
| 1400-400-533 | 165/80-R14 | ||
| Продолжение таблицы 3 | |||
| 175R16C | 205/70-R14 | ||
| 185/75R16C |
После выбора шины определяется радиус качения колеса по эмпирической формуле:
, (12)
где: 
— внутренний диаметр шины, мм;
— ширина профиля шины, мм;
— коэффициент, учитывающий вертикальную деформацию шин.
Для стандартных и широкопрофильных шин: 
; для арочных шин и пневмокатков 
.
Величина внутреннего диаметра и ширины профиля шины присутствует в обозначении шины.
Пример 1: шина 240-508Р; 
, 
.
Пример 2: шина 175/70-R13; 
, 
.
1.2.4. Выбор аэродинамических параметров автомобиля
Сила сопротивления воздуха определяется по эмпирической формуле:
, Н (13)
где: 
— коэффициент обтекаемости, зависящий от формы автомобиля и качества его поверхности;
— лобовая площадь автомобиля, м 2 ;
— скорость движения автомобиля, км/ч.
Пределы изменения значений коэффициента обтекаемости для современ-ных автомобилей приведены в таблице 4.
| Тип автомобиля | , Нс 2 /м 4 |
| Гоночные автомобили | 0,125…0,145 |
| Легковые автомобили | 0,195…0,345 |
| Грузовые автомобили бортовые | 0,590…0,690 |
| Грузовые автомобили с кузовом типа фургон | 0,50…0,60 |
| Продолжение таблицы 4 | |
| Автобусы вагонной компоновки | 0,35…0,45 |
| Автобусы капотной компоновки | 0,45…0,55 |
| Автоцистерны | 0,55…0,65 |
| Автопоезда грузовые | 0,85…0,95 |
При проектировании нового автомобиля, когда его наружный контур ещё не установлен, величину лобовой площади определяют приближённо, исполь-зуя следующие формулы:
— для грузовых автомобилей и автобусов:
, м 2 (14)
где: 
— колея передних колёс, м;
— габаритная высота, м;
— для легковых автомобилей:
, м 2 (15)
где: 
— габаритная ширина автомобиля, м.
Значения , и выбираются близкими к соответствующим парамет-рам прототипа (Приложение 1).
1.2.4. Выбор быстроходности двигателя.
При выборе быстроходности двигателя проектируемого автомобиля сле-дует ориентироваться на опыт отечественного и зарубежного двигателе-строения и тенденции его развития.
Основными показателями быстроходности двигателя выступают частоты вращения коленчатого вала при максимальной мощности 
и при максимальной скорости 
. Чаще всего частоту вращения коленчатого вала двигателя при максимальной мощности выбирают, ориентируясь на прототип (Приложение 1). Диапазон изменения значений у современных двигателей приведен в таблице 5.
Частоты вращения коленчатого вала двигателя
| Типы двигателей | , об/мин | , об/мин |
| Карбюраторные для легковых автомобилей | 4500…6000 |  |
| Карбюраторные для грузовых и автобусов | 3000…4600 |  |
| Дизели для легковых автомобилей | 3500…4600 |  |
| Дизели для грузовых автомобилей и автобусов | 2000…3200 | |
Между частотами вращения коленчатого вала и наблюдается устойчивое соотношение, характерное для каждого типа двигателя 
(Таблица 5).
Выбрав для проектируемого автомобиля частоту , можно, используя приведённые в таблице 5 соотношения, определить частоту .
Источник статьи: http://allrefrs.ru/3-16645.html