Asignaturas:
- Resistencias de conducción
- Resistencia a la rodadura
- Resistencia a la pendiente
- Resistencia del aire
- Resistencia total a la conducción
Resistencias de conducción:
Durante la marcha, el coche encuentra diversas resistencias:
- Resistencia a la rodadura
- Resistencia a la pendiente
- Resistencia del aire
Estas resistencias deben superarse para mantener la velocidad. A la fuerza necesaria para ello la llamamos Frij; Todas estas son resistencias de conducción sumadas.
La resistencia a la rodadura es independiente de la velocidad (la resistencia a la rodadura es aproximadamente la misma a bajas velocidades que a altas velocidades), la resistencia a la pendiente solo se aplica si hay pendiente (por lo que en una carretera plana es 0), la resistencia del aire está a velocidades bajas muy bajas. Al aumentar la velocidad de conducción, la resistencia del aire aumenta cuadráticamente.
En esta página se calculan las resistencias de conducción hasta la resistencia de conducción total (Frij).
Resistencia a la rodadura:
La resistencia a la rodadura está causada por varios factores, como la deformación del neumático, la sección transversal del neumático y el tipo de superficie de la carretera. El tipo de firme tiene que ver con el coeficiente de resistencia a la conducción. Cuanto más “suavemente” pueda rodar el neumático sobre la superficie de la carretera (es decir, encontrando la menor resistencia posible), menos fuerza se necesitará para mantener la rueda en movimiento y menor será la resistencia. El consumo de combustible estarán.
En la siguiente tabla vemos que el coeficiente de resistencia a la rodadura es bajo (0,010) para asfalto seco y alto (hasta 0,3) para arena.
Cuando se conocen el coeficiente de resistencia a la rodadura y el peso del vehículo, se puede calcular la resistencia a la rodadura. Se conoce la siguiente información:
- BMW X3 con una masa (m) de 1700 kg;
- La aceleración gravitacional (g) es: 9,81 m/s^2;
- El coeficiente de fricción (μ) es: 0,010;
- Superficie de la carretera horizontal.
Primero multiplicamos la masa del vehículo por la aceleración de la gravedad (velocidad gravitacional) para calcular la fuerza normal (Fn):
Luego multiplicamos la fuerza normal por el coeficiente de resistencia a la rodadura para obtener la resistencia a la rodadura:
Resistencia a la pendiente:
Cuando un vehículo sube una colina, se produce la llamada resistencia a la pendiente. Se requiere potencia adicional del motor para acelerar el vehículo. Al conducir cuesta arriba, no se aplica ninguna fuerza perpendicular a la superficie de la carretera. Entonces tenemos que tener esto en cuenta.
El vehículo subió 100 metros en un recorrido de 5 metros (ver imagen). Eso significa que la pendiente es del 5%. Calculamos el ángulo de inclinación con las tangas (tan).
calcular tan α:
tan ̄ ¹ (5/100) = 2,86° (En la calculadora, presione shift y luego el botón tan para obtener tan ̄ ¹, y no olvide poner 5/100 entre paréntesis).
La resistencia a la rodadura disminuye cuando el vehículo sube una pendiente. En la fórmula de Frol multiplicamos el ángulo de inclinación por la fuerza normal y el coeficiente de fricción. Al ángulo lo llamamos coseno (cos) alfa.
Generalmente se desprecia la diferencia en la resistencia a la rodadura (0,21 N en este ejemplo).
Podemos calcular la fuerza de la pendiente (F pendiente) multiplicando la fuerza normal (Fn) por el ángulo de la pendiente. Al ángulo lo llamamos seno (sin) alfa.
Se necesita una fuerza de más de 832 Newton + la resistencia a la rodadura de 166,56 N para subir la pendiente. También podemos combinar las fórmulas de resistencia a la rodadura y a la pendiente. Tenga en cuenta que esto aún no incluye la resistencia del aire, por lo que aún no es la resistencia de conducción total.
Resistencia del aire:
Durante la conducción, el vehículo experimenta resistencia debido al viento en contra. Esto se llama resistencia del aire. A medida que aumenta la velocidad, la resistencia del aire aumenta cuadráticamente. Por ejemplo, el vehículo acelerará cada vez menos a medida que aumente la velocidad del vehículo.
Al circular por una carretera provincial, la diferencia en el consumo de combustible entre 60 y 80 km/h será mínima. La diferencia de consumo entre 120 y 140 km/h es mucho mayor debido a la creciente resistencia del aire. El consumo suele ser más favorable alrededor de los 90 km/h debido al rango de velocidad ideal en la marcha más alta, consulte la página sobre consumo específico de combustible.
La fórmula para calcular la resistencia del aire es la siguiente:
Explicación de la fórmula:
½ = mitad, que se puede escribir en la calculadora como 0,5;
ρ = Ro. Esto indica la masa específica. En este caso la masa específica de aire;
Cw = coeficiente de resistencia del aire;
A = área frontal del coche (ésta se determina en el túnel de viento);
V² = la velocidad del vehículo al cuadrado (es decir, velocidad x velocidad);
Para este cálculo utilizamos los siguientes datos:
- ρ = 1,28 kg/m³
- Cw = 0,35
- A = 1,8 m²
- V² = 100 km/h = (100 / 3,6) = 27,78 m/s² (metros por segundo al cuadrado porque es una aceleración):
Usamos los datos conocidos para completar la fórmula de Flucht:
Entonces se necesita una fuerza de 311,11 N para vencer la resistencia del aire.
Resistencia total a la conducción:
La resistencia de conducción total (Frij) es la suma de todas las resistencias mencionadas anteriormente. La resistencia a la rodadura + la resistencia a la pendiente + la resistencia del aire juntas se convierten en Frij:
Para conducir en una pendiente del 5% a 100 km/h a una velocidad constante cuando no hay viento (0 BFT), se requiere una fuerza de 1.309,78 Newton en las ruedas.
Es importante que el fabricante calcule de antemano no sólo la resistencia a la conducción, sino también las eficiencias y reducciones en la caja de cambios.
La caja de cambios y las relaciones de transmisión se adaptan a las características del motor. Esto se describe en la página. relaciones de transmisión.
