Selection of the main parameters of passenger automobiles D, E and F classes

Full Text

Введение В европейской классификации легковых автомобилей в качестве главного параметра принята их габаритная длина [1, 2]. В зависимости от габаритной длины при проектировании легковых автомобилей выбирают многие конструктивные параметры, в том числе важнейшие из них - снаряженную и полную массы. Цель исследования заключается в установлении зависимостей снаряженной и полной масс легковых автомобилей классов D, E и F от их главного классификационного параметра - габаритной длины. Зависимости снаряженной и полной масс легковых автомобилей классов A, B и C от их габаритной длины даны в работе [3]. В работе [4] приведены зависимости полной и снаряженной масс легковых автомобилей всех основных классов от их габаритной длины, которые были получены статистическим анализом параметров моделей, предлагавшихся к продаже в 2002 году. Однако за время, прошедшее после публикации названной работы, появилось следующее поколение легковых автомобилей, анализ параметров которых представляет несомненный интерес для авто производителей. Объект и методика исследования Авторы статьи выполнили исследование параметров легковых автомобилей, выпущенных с 2010 г. по 2015 г. ведущими мировыми производителями [5-12]. Всего было проанализировано 1165 марок легковых автомобилей, сошедших с конвейеров около 80 производителей в странах ЕС, США, Японии, Китая, Южной Кореи, России и др. Применен метод аппроксимации статистических данных зависимостей масс автомобилей от их габаритной длины. Результаты исследований и их обсуждение Автомобили большого класса (класса D). Габаритная длина автомобилей большого класса от 4,4 м до 4,7 м. Всего проанализировано снаряженных масс 213 моделей и 189 моделей полных масс. Зависимости снаряженной m0 и полной mа масс от габаритной длины L аппроксимированы полиномами второго порядка: ; , погрешность аппроксимации которых равна 12,9% и 10,8% соответственно. Результаты статистической обработки представлены на рис. 1а и рис. 1б, на которых кружками показаны параметры отдельных моделей автомобилей, а сплошными линиями - аппроксимирующие полиномы. Из рисунков следует, что большая часть моделей автомобилей данного класса имеют увеличенную полную массу: McLaren P1 купе 3,8 полной массой 3075 кг, Volvo V60 универсал 2,4 полной массой 2505 кг, Hyundai Santa Fe Classic универсал 2,0 полной массой 2520 кг. а) б) Рис. 1. Зависимости от габаритной длины масс легковых автомобилей большого класса: а - снаряженной; б - полной Большой класс (класс D) - хетчбеки. Всего проанализировано снаряженных масс 19 моделей и полных масс 17 моделей. Зависимости снаряженной m0 и полной mа масс от габаритной длины L аппроксимированы полиномами второго порядка: ; , погрешность аппроксимации которых равна 9,0% и 27,9% соответственно. Результаты статистической обработки представлены на рис. 2а и рис. 2б. Из рисунков следует, что модели Skoda Octavia RS хб.5дв 2,0 длиной 4,685 м, полной массой 1892 кг, снаряженной массой 1425 кг, и Renault Laguna хб.5дв 2,0 длиной 4,695 м, полной массой 1919 кг, снаряженной массой 1369 кг, имеют увеличенную длину. а) б) Рис. 2. Зависимости от габаритной длины масс хетчбеков большого класса: а - снаряженной; б - полной Большой класс (класс D) - универсалы. Всего проанализировано 33 моделей автомобилей этого класса. Зависимости снаряженной m0 и полной mа масс от габаритной длины L аппроксимированы полиномами второго порядка: ; , погрешность аппроксимации которых равна 11,9% и 10,0% соответственно. а) б) Рис. 3. Зависимости от габаритной длины масс универсалов большого класса: а - снаряженной; б - полной Результаты статистической обработки представлены на рис. 3а и рис. 3б. Из рисунков следует, что модели Volvo V60 универсал 2,4 длиной 4,635 м, снаряженной массой 2058 кг, полной массой 2505 кг, Hyundai Santa Fe Classic универсал 2,0 длиной 4,5 м, снаряженной массой 1790 кг, полной массой 2520 кг, Volvo V60 Cross Cauntry универсал 2,4 длиной 4,638 м, снаряженной массой 1763 кг, полной массой 2300 кг, Alpina B3 Touring универсал 3,0 длиной 4,628 м, снаряженной массой 1675 кг, полной массой 2225 кг, Seat Freetrack универсал 2,0 длиной 4,493 м, снаряженной массой 1571 кг, полной массой 2191 кг, имеют увеличенную массу. Большой класс (класс D) - купе и кабриолеты. Всего проанализировано снаряженных масс 79 моделей и полных масс 66 моделей. Зависимости снаряженной m0 и полной mа масс от габаритной длины L аппроксимированы полиномами второго порядка: ; , погрешность аппроксимации которых равна 10,2% и 22,0% соответственно. Результаты статистической обработки представлены на рис. 4а и рис. 4б. Из рисунков следует, что модель McLaren P1 купе 3,8 длиной 4,588 м, полной массой 3075 кг, снаряженной массой 1395 кг спорт кар имеет увеличенную массу. а) б) Рис. 4. Зависимости от габаритной длины масс купе и кабриолетов большого класса: а - снаряженной; б - полной Бизнес-класс (класс E). Габаритная длина автомобилей бизнес класса от 4,7 м до 4,9 м. Всего проанализировано снаряженных масс 118 моделей и полных масс 119 моделей. Зависимости снаряженной m0 и полной mа масс от габаритной длины L аппроксимированы полиномами второго порядка: ; , погрешность аппроксимации которых равна 12,6% и 9,8% соответственно. а) б) Рис. 5. Зависимости от габаритной длины масс легковых автомобилей бизнес-класса: а - снаряженной; б - полной Результаты статистической обработки представлены на рис. 5а и рис. 5б. Из рисунков следует, что модели Bentley Continental GT купе 6,0 полной массой 2750 кг и Bentley Continental GT кабриолет 6,0 полной массой 2900 кг, имеют увеличенную массу. Бизнес-класс (класс E) - седаны. Всего проанализировано снаряженных масс 52 модели и 47 моделей полных масс. Зависимости снаряженной m0 и полной mа масс от габаритной длины L аппроксимированы полиномами второго порядка: m0 = 5 550 * L2 - 53 040 * L + 128 220; mа = 6 760 * L2 - 64 610 * L + 156 330, погрешность аппроксимации которых равна 8,6% и 8,2% соответственно. Результаты статистической обработки представлены на рис. 6а и рис. 6б. Из рисунков следует, что модели Opel Insignia OPC седан 2,8 длиной 4,842 м, полной массой 2315 кг, снаряженной массой 1810 кг, Mercedes-Benz E-Class седан 3,0 длиной 4,879 м, полной массой 2410 кг, снаряженной массой 1845 кг, Mercedes-Benz E-Class AMG седан 5,5 длиной 4,892 м, полной массой 2410 кг, снаряженной массой 1920 кг, имеют увеличенную массу. а) б) Рис. 6. Зависимости от габаритной длины масс седанов бизнес-класса: а - снаряженной; б - полной Бизнес-класс (класс E) - универсалы. Всего проанализировано 20 моделей этого класса. Зависимости снаряженной m0 и полной mа масс от габаритной длины L аппроксимированы полиномами второго порядка: ; , погрешность аппроксимации которых равна 7,7% и 17,9% соответственно. а) б) Рис. 7. Зависимости от габаритной длины масс универсалов бизнес-класса: а - снаряженной; б - полной Результаты статистической обработки представлены на рис. 7а и рис. 7б. Из рисунков следует, что модели Hyundai i40 универсал 1,7 длиной 4,775 м, полной массой 2150 кг, снаряженной массой 1719 кг, Volkswagen Passat универсал 2,0 длиной 4,767 м, полной массой 2310 кг, снаряженной массой 1735 кг, Audi S4 Avant универсал 3,0 длиной 4,719 м, полной массой 2320 кг, снаряженной массой 1750 кг, Saab 9-5 универсал 2,0 длиной 4,841 м, полной массой 2300 кг, снаряженной массой 1800 кг, Audi RS4 Avant универсал 4,2 длиной 4,719 м, полной массой 2365 кг, снаряженной массой 1795 кг, имеют увеличенную массу. Бизнес-класс (класс E) - купе и кабриолеты. Всего проанализировано 37 моделей этого класса. Зависимости снаряженной m0 и полной mа масс от габаритной длины L аппроксимированы полиномами второго порядка: ; , погрешность аппроксимации которых равна 13,1% и 11,0% соответственно. Результаты статистической обработки представлены на рис. 8а и рис. 8б. Из рисунков следует, что модели Bentley Continental GT купе 6,0 длиной 4,806 м, полной массой 2750 кг, снаряженной массой 2320 кг, Bentley Continental GT кабриолет 6,0 E длиной 4,806 м, полной массой 2900 кг, снаряженной массой 2495 кг, Bentley Continental GTC кабриолет 4,0 E длиной 4,806 м, полной массой 2900 кг, снаряженной массой 2470 кг, имеют увеличенную массу. а) б) Рис. 8. Зависимости от габаритной длины масс купе и кабриолетов бизнес-класса: а - снаряженной; б - полной Автомобили представительского класса (класса F). Габаритная длина автомобилей представительского класса более 4,9 м. Всего проанализировано 95 моделей. а) б) Рис. 9. Зависимости от габаритной длины масс автомобилей представительского класса: а - снаряженной; б - полной Зависимости снаряженной m0 и полной mа масс от габаритной длины L аппроксимированы полиномами второго порядка: ; , погрешность аппроксимации которых 9,5% и 6,8% соответственно. Результаты статистической обработки представлены на рис. 9а и рис. 9б. Автомобили представительского класса: Maybach 62 седан 5,5 длиной 6,171 м, полной массой 3380 кг, снаряженной массой 2855 кг; Rolls-Royce Phantom седан 6,7 длиной 5,842 м, полной массой 3110 кг, снаряженной массой 2560 кг; Maybach 57 седан 5,0 длиной 5,734 м, полной массой, 3260 кг снаряженной массой 2735 кг; Rolls-Royce Phantom купе 6,7 длиной 5,612 м, полной массой 3050 кг, снаряженной массой 2580 кг; Rolls-Royce Phantom кабриолет 6,7 длиной 5,612 м, полной массой 3035 кг, снаряженной массой 2630 кг; Bentley Mulsanne седан 6,8 длиной 5,575 м, полной массой 3090 кг, снаряженной масса 2585 кг; Lincoln Town Car седан 4,6 длиной 5,490 м, снаряженной массой 1980 кг выделяются своими длинами. Значительный интерес представляет анализ легковых автомобилей представительского класса с кузовом седан. Автомобили представительского класса (класса F) - седаны. Всего проанализирована 61 модель. Зависимости снаряженной m0 и полной mа масс от габаритной длины L аппроксимированы полиномами второго порядка: ; , погрешность аппроксимации которых равна 9,9% и 7,2% соответственно. а) б) Рис. 10. Зависимости от габаритной длины масс седанов представительского класса: а - снаряженной; б - полной Результаты статистической обработки представлены на рис. 10а и рис. 10б. Автомобили: Maybach 62 седан 5,5 длиной 6,171 м, полной массой 3380 кг, снаряженной массой 2855 кг, Rolls-Royce Phantom седан 6,7 длиной 5,842 м, полной массой 3110 кг, снаряженной массой 2560 кг, Maybach 57 седан 5,0 длиной 5,734 м, полной массой 3260 кг, снаряженной массой 2735 кг, Bentley Mulsanne седан 6,8 длиной 5,575 м, полной массой 3090 кг, снаряженной массой 2585 кг, выделяются своими массами и длинами. Выводы 1. Показано, что с погрешностью в пределах от 6,8% до 27,9%, зависимости между массами и габаритной длиной автомобилей классов D, E и F могут быть аппроксимированы полиномами второго порядка. 2. Результаты исследования рекомендуется использовать в проектно-конструкторских организациях автомобильных концернов для обоснованного выбора снаряженной и полной масс проектируемых легковых автомобилей различных классов.

About the authors

V. N Kravets

Nizhny Novgorod State Technical University n.a. R.E. Alekseev

Email: vnkravets@yandex.ru
Dr.Eng.

R. A Musarskiy

Nizhny Novgorod State Technical University n.a. R.E. Alekseev

Email: musarsky@list.ru
Dr.Eng.

S. A Volkov

Nizhny Novgorod State Technical University n.a. R.E. Alekseev

References

Supplementary files