Thèmes:
- Résistances motrices
- Résistance au roulement
- Résistance à la pente
- Résistance à l'air
- Résistance totale à la conduite
Résistances motrices :
En roulant, la voiture rencontre diverses résistances :
- Résistance au roulement
- Résistance à la pente
- Résistance à l'air
Ces résistances doivent être surmontées pour maintenir la vitesse. Nous appelons la force nécessaire pour ce Frij ; ce sont toutes des résistances motrices additionnées.
La résistance au roulement est indépendante de la vitesse (la résistance au roulement est approximativement la même à basse vitesse qu'à grande vitesse), la résistance en pente ne s'applique que s'il y a une pente (donc sur route plate elle est de 0), la résistance de l'air est à basses vitesses très faibles. Avec l’augmentation des vitesses de conduite, la résistance de l’air augmente quadratiquement.
Sur cette page, les résistances de conduite sont calculées jusqu'à la résistance de conduite totale (vendredi).
Résistance au roulement :
La résistance au roulement est causée par divers facteurs tels que la déformation du pneu, la section transversale du pneu et le type de revêtement routier. Le type de revêtement routier est lié au coefficient de résistance à la conduite. Plus le pneu peut rouler « doucement » sur la surface de la route (c'est-à-dire en rencontrant le moins de résistance possible), moins il faut de force pour maintenir la roue en mouvement et plus la résistance est faible. Consommation de carburant sera.
Dans le tableau ci-dessous on voit que le coefficient de résistance au roulement est faible (0,010) pour l'asphalte sec et élevé (jusqu'à 0,3) pour le sable.
Lorsque le coefficient de résistance au roulement et le poids du véhicule sont connus, la résistance au roulement peut être calculée. Les informations suivantes sont connues :
- BMW X3 d'une masse (m) de 1700 XNUMX kg ;
- L'accélération gravitationnelle (g) est : 9,81 m/s^2 ;
- Le coefficient de frottement (μ) est : 0,010 ;
- Revêtement de route horizontal.
Nous multiplions d’abord la masse du véhicule par l’accélération de la gravité (vitesse gravitationnelle) pour calculer la force normale (Fn) :
On multiplie ensuite la force normale par le coefficient de résistance au roulement pour obtenir la résistance au roulement :
Résistance à la pente:
Lorsqu'un véhicule monte une colline, il se produit ce qu'on appelle une résistance à la pente. Une puissance supplémentaire du moteur est nécessaire pour accélérer le véhicule. En montée, aucune force n’est appliquée perpendiculairement à la surface de la route. Il faut donc en tenir compte.
Le véhicule a grimpé 100 mètres sur une distance de 5 mètres (voir image). Cela signifie que la pente est de 5 %. On calcule l'angle d'inclinaison avec les tanges (tan).
calculer tan α :
tan ̄ ¹ (5/100) = 2,86° (Sur la calculatrice, appuyez sur shift puis sur le bouton tan pour obtenir tan ̄ ¹, et n'oubliez pas de mettre 5/100 entre parenthèses).
La résistance au roulement diminue lorsque le véhicule monte une pente. Dans la formule de Frol, nous multiplions l'angle d'inclinaison par la force normale et le coefficient de frottement. Nous appelons l’angle cosinus (cos) alpha.
La différence de résistance au roulement (dans cet exemple 0,21 N) est généralement négligée.
Nous pouvons calculer la force de pente (pente F) en multipliant la force normale (Fn) par l'angle de pente. Nous appelons l’angle sinus (sin) alpha.
Il faut une force de plus de 832 Newton + une résistance au roulement de 166,56 N pour gravir la pente. Nous pouvons également combiner les formules de résistance au roulement et à la pente. Attention, cela n’inclut pas encore la résistance de l’air, ce n’est donc pas encore la résistance totale à la conduite !
Résistance à l'air:
Pendant la conduite, le véhicule subit une résistance due au vent contraire. C'est ce qu'on appelle la résistance de l'air. À mesure que la vitesse augmente, la résistance de l’air augmente quadratiquement. Par exemple, le véhicule accélère de moins en moins à mesure que la vitesse du véhicule augmente.
Lors d'une conduite sur une route provinciale, la différence de consommation de carburant entre 60 et 80 km/h sera minime. La différence de consommation entre 120 et 140 km/h est bien plus importante en raison de la résistance croissante de l'air. La consommation est souvent la plus favorable autour de 90 km/h en raison de la plage de vitesse idéale dans le rapport le plus élevé, voir la page sur consommation spécifique de carburant.
La formule pour calculer la résistance de l’air ressemble à ceci :
Explication de la formule :
½ = moitié, qui peut être saisi dans la calculatrice sous la forme 0,5 ;
ρ = Rho. Cela indique la masse spécifique. Dans ce cas, la masse spécifique d'air ;
Cw = coefficient de résistance de l'air ;
A = zone frontale de la voiture (celle-ci est déterminée en soufflerie) ;
V² = la vitesse du véhicule au carré (c'est-à-dire vitesse x vitesse) ;
Pour ce calcul nous utilisons les données suivantes :
- ρ = 1,28 kg/m³
- Cw = 0,35
- A = 1,8 m²
- V² = 100 km/h = (100 / 3,6) = 27,78 m/s² (mètres par seconde carré car c'est une accélération) :
Nous utilisons les données connues pour remplir la formule de Flucht :
Une force de 311,11 N est donc nécessaire pour vaincre la résistance de l’air.
Résistance totale à la conduite :
La résistance totale de conduite (Frij) est constituée de toutes les résistances mentionnées précédemment additionnées. La résistance au roulement + la résistance en pente + la résistance à l'air forment ensemble Frij :
Pour rouler sur une pente de 5% à 100 km/h à vitesse constante en l'absence de vent (0 BFT), une force de 1.309,78 XNUMX Newton est nécessaire au niveau des roues.
Il est important que le constructeur calcule à l'avance non seulement la résistance à la conduite, mais aussi les rendements et les réductions de la boîte de vitesses.
Les rapports de boîte de vitesses et de transmission sont adaptés aux caractéristiques du moteur. Ceci est décrit sur la page rapports de démultiplication.
