Teemad:
- Sõidutakistused
- Veeretakistus
- Kaldetakistus
- Õhutakistus
- Kogu sõidutakistus
Sõidutakistused:
Sõidu ajal puutub auto kokku erinevate takistustega:
- Veeretakistus
- Kaldetakistus
- Õhutakistus
Kiiruse säilitamiseks tuleb need takistused ületada. Me nimetame selleks vajalikuks jõuks Frij; need on kõik sõidutakistused kokku liidetud.
Veeretakistus ei sõltu kiirusest (madalatel kiirustel on veeretakistus ligikaudu sama suur kui suurel kiirusel), kaldetakistus kehtib ainult siis, kui on kalle (nii tasasel teel on see 0), õhutakistus on madalad kiirused väga madalad. Sõidukiiruse suurenedes suureneb õhutakistus ruutkeskmiselt.
Sellel lehel on sõidutakistused arvutatud kuni kogusõidutakistuseni (Frij).
Veeretakistus:
Veeretakistust põhjustavad erinevad tegurid nagu rehvi deformatsioon, rehvi ristlõige ja teekatte tüüp. Teekatte tüüp on seotud sõidutakistuse koefitsiendiga. Mida sujuvamalt suudab rehv üle teepinna veereda (st võimalikult vähe vastupanu osutades), seda vähem on vaja jõudu ratta liikumises hoidmiseks ja seda madalam on rehv. Kütusekulu saab.
Allolevast tabelist näeme, et kuival asfaldil on veeretakistuse koefitsient madal (0,010) ja liiva puhul kõrge (kuni 0,3).
Kui veeretakistuse koefitsient ja sõiduki mass on teada, saab veeretakistuse arvutada. On teada järgmine teave:
- BMW X3 massiga (m) 1700 kg;
- Gravitatsioonikiirendus (g) on: 9,81 m/s^2;
- Hõõrdetegur (μ) on: 0,010;
- Horisontaalne teekate.
Esmalt korrutame normaaljõu (Fn) arvutamiseks sõiduki massi raskuskiirendusega (gravitatsioonikiirusega):
Seejärel korrutame veeretakistuse saamiseks normaaljõu veeretakistuse koefitsiendiga:
Kaldetakistus:
Kui sõiduk sõidab mäest üles, tekib nn kaldetakistus. Sõiduki kiirendamiseks on vaja mootori lisavõimsust. Ülesmäge sõites ei rakendata teepinnaga risti olevat jõudu. Seega peame sellega arvestama.
Sõiduk sõitis 100 meetri distantsil 5 meetrit üles (vt pilti). See tähendab, et kalle on 5%. Arvutame kaldenurga puutujatega (tan).
arvuta tan α:
tan ̄ ¹ (5/100) = 2,86° (Päevitus ̄ ¹ saamiseks vajutage kalkulaatoril Shift ja seejärel päevitusnuppu ning ärge unustage sulgudesse panna 5/100).
Veeretakistus väheneb, kui sõiduk sõidab kallakust üles. Froli valemis korrutame kaldenurga normaaljõu ja hõõrdeteguriga. Nurka kutsume koosinus (cos) alfaks.
Veeretakistuse erinevus (selles näites 0,21 N) jäetakse tavaliselt tähelepanuta.
Kaldjõu (F kalle) saame arvutada, korrutades normaaljõu (Fn) kaldenurgaga. Nurka nimetame siinus (patt) alfaks.
Nõlvast üles sõitmiseks kulub rohkem kui 832 njuutoni suurune jõud + 166,56 N veeretakistus. Samuti saame kombineerida veere- ja kaldetakistuse valemeid. Pange tähele, et see ei sisalda veel õhutakistust, seega ei ole see veel kogu sõidutakistus!
Õhutakistus:
Sõidu ajal kogeb sõiduk vastutuule vastupanu. Seda nimetatakse õhutakistuseks. Kiiruse kasvades suureneb õhutakistus ruutkeskmiselt. Näiteks kiirendab sõiduk sõiduki kiiruse kasvades üha vähem.
Provintsi maanteel sõites jääb kütusekulu vahe 60–80 km/h minimaalseks. Kulude vahe 120 ja 140 km/h vahel on tõusva õhutakistuse tõttu palju suurem. Tihti on tarbimine kõige soodsam 90 km/h paiku tänu ideaalsele kiirusvahemikule kõrgeima käiguga, vaata lehekülge kütuse erikulu.
Õhutakistuse arvutamise valem näeb välja järgmine:
Valemi seletus:
½ = pool, mille saab sisestada kalkulaatorisse kui 0,5;
ρ = Rho. See näitab konkreetset massi. Sel juhul õhu erimass;
Cw = õhutakistuse koefitsient;
A = auto esiosa (see määratakse tuuletunnelis);
V² = sõiduki kiirus ruudus (st kiirus x kiirus);
Selle arvutuse jaoks kasutame järgmisi andmeid:
- ρ = 1,28 kg/m³
- Cw = 0,35
- A = 1,8 m²
- V² = 100 km/h = (100 / 3,6) = 27,78 m/s² (meetrit sekundis ruudus, kuna see on kiirendus):
Kasutame Fluchti valemi täitmiseks teadaolevaid andmeid:
Seega on õhutakistuse ületamiseks vaja jõudu 311,11 N.
Kogu sõidutakistus:
Kogu sõidutakistus (Frij) on kõik eelnevalt mainitud takistused kokku liidetud. Veeretakistus + kaldetakistus + õhutakistus kokku moodustavad Frij:
Et sõita 5% kallakul kiirusel 100 km/h püsiva kiirusega ilma tuuleta (0 BFT), on ratastele vaja jõudu 1.309,78 njuutonit.
Tootja jaoks ei ole oluline mitte ainult sõidutakistus, vaid ka käigukasti kasutegurid ja vähendamised.
Käigukasti ja ülekandearvud on kohandatud vastavalt mootori omadustele. Seda kirjeldatakse lehel ülekandearvud.
