Предмети:
- Съпротивления при шофиране
- Съпротивление при търкаляне
- Устойчивост на наклон
- Въздушно съпротиление
- Общо съпротивление при шофиране
Съпротивления при шофиране:
По време на движение колата среща различни съпротивления:
- Съпротивление при търкаляне
- Устойчивост на наклон
- Въздушно съпротиление
Тези съпротивления трябва да бъдат преодолени, за да се поддържа скорост. Ние наричаме силата, необходима за това Frij; това са всички съпротивления при шофиране, добавени заедно.
Съпротивлението при търкаляне не зависи от скоростта (съпротивлението при търкаляне е приблизително същото при ниски скорости и при високи скорости), съпротивлението на наклон се прилага само ако има наклон (на равен път следователно е 0), съпротивлението на въздуха е при ниски скорости много ниски. С увеличаване на скоростта на движение съпротивлението на въздуха нараства квадратично.
На тази страница съпротивленията при шофиране се изчисляват до общото съпротивление при шофиране (Frij).
Съпротивление при търкаляне:
Съпротивлението при търкаляне се причинява от различни фактори като деформация на гумата, напречното сечение на гумата и вида на пътната настилка. Видът на пътната настилка зависи от коефициента на съпротивление при шофиране. Колкото по-„гладко“ може гумата да се търкаля по повърхността на пътя (т.е. срещайки възможно най-малко съпротивление), толкова по-малко сила е необходима, за да поддържа колелото в движение и толкова по-ниска е Разход на гориво ще бъде.
В таблицата по-долу виждаме, че коефициентът на съпротивление при търкаляне е нисък (0,010) за сух асфалт и висок (до 0,3) за пясък.
Когато са известни коефициентът на съпротивление при търкаляне и теглото на превозното средство, може да се изчисли съпротивлението при търкаляне. Известна е следната информация:
- BMW X3 с маса (m) 1700 kg;
- Гравитационното ускорение (g) е: 9,81 m/s^2;
- Коефициентът на триене (μ) е: 0,010;
- Хоризонтална пътна настилка.
Първо умножаваме масата на превозното средство по ускорението на гравитацията (гравитационна скорост), за да изчислим нормалната сила (Fn):
След това умножаваме нормалната сила по коефициента на съпротивление при търкаляне, за да получим съпротивлението при търкаляне:
Устойчивост на наклон:
Когато превозното средство се изкачва по хълм, има така нареченото съпротивление на наклона. За ускоряване на автомобила е необходима допълнителна мощност от двигателя. При шофиране нагоре не се прилага сила перпендикулярно на повърхността на пътя. Така че трябва да вземем това предвид.
Превозното средство се издигна на 100 метра на разстояние от 5 метра (вижте изображението). Това означава, че наклонът е 5%. Изчисляваме ъгъла на наклона с тангите (тен).
изчислете tan α:
tan ̄ ¹ (5/100) = 2,86° (На калкулатора натиснете shift и след това бутона за тен, за да получите tan ̄ ¹, и не забравяйте да поставите 5/100 в скоби).
Съпротивлението при търкаляне намалява, когато автомобилът се изкачва по наклон. Във формулата на Фрол умножаваме ъгъла на наклона по нормалната сила и коефициента на триене. Наричаме косинус на ъгъла (cos) алфа.
Разликата в съпротивлението при търкаляне (в този пример 0,21 N) обикновено се пренебрегва.
Можем да изчислим силата на наклона (F наклон), като умножим нормалната сила (Fn) по ъгъла на наклона. Наричаме ъгъла синус (sin) алфа.
Необходима е сила от повече от 832 нютона + съпротивлението при търкаляне от 166,56 N, за да се изкачи по наклона. Можем също да комбинираме формулите за съпротивление при търкаляне и наклон. Моля, имайте предвид, че това все още не включва въздушното съпротивление, така че това все още не е общото съпротивление при шофиране!
Въздушно съпротиление:
По време на движение превозното средство изпитва съпротивление поради насрещния вятър. Това се нарича въздушно съпротивление. С увеличаване на скоростта съпротивлението на въздуха нараства квадратично. Например, превозното средство ще ускорява все по-малко с увеличаване на скоростта на превозното средство.
При шофиране по провинциален път разликата в разхода на гориво между 60 и 80 км/ч ще бъде минимална. Разликата в разхода между 120 и 140 км/ч е много по-голяма заради нарастващото съпротивление на въздуха. Разходът често е най-благоприятен около 90 км/ч поради идеалния скоростен диапазон на най-високата предавка, вижте страницата за специфичен разход на гориво.
Формулата за изчисляване на въздушното съпротивление изглежда така:
Обяснение на формулата:
½ = половината, което може да бъде въведено в калкулатора като 0,5;
ρ = Ро. Това показва специфичната маса. В този случай специфичната маса на въздуха;
Cw = коефициент на въздушно съпротивление;
A = предна част на автомобила (това се определя в аеродинамичния тунел);
V² = скоростта на превозното средство на квадрат (т.е. скорост х скорост);
За това изчисление използваме следните данни:
- ρ = 1,28 kg/m³
- Cw = 0,35
- A = 1,8 m²
- V² = 100 km/h = (100 / 3,6) = 27,78 m/s² (метри в секунда на квадрат, защото това е ускорение):
Използваме известните данни, за да попълним формулата на Flucht:
Така че е необходима сила от 311,11 N, за да се преодолее съпротивлението на въздуха.
Общо съпротивление при шофиране:
Общото съпротивление при шофиране (Frij) е всички горепосочени съпротивления, добавени заедно. Съпротивлението при търкаляне + съпротивлението на наклона + съпротивлението на въздуха заедно стават Frij:
За шофиране по наклон от 5% със 100 км/ч при постоянна скорост, когато няма вятър (0 BFT), се изисква сила от 1.309,78 нютона върху колелата.
Не само съпротивлението при шофиране, но и ефективността и намаленията в скоростната кутия са важни за производителя, за да ги изчисли предварително.
Скоростната кутия и предавателните числа са съобразени с характеристиките на двигателя. Това е описано на страницата предавателни числа.
