Tárgyak:
- Vezetési ellenállások
- Gördülési ellenállás
- Lejtős ellenállás
- Légellenállás
- Teljes vezetési ellenállás
Menetellenállások:
Menet közben az autó különféle ellenállásokba ütközik:
- Gördülési ellenállás
- Lejtős ellenállás
- Légellenállás
Ezeket az ellenállásokat le kell győzni a sebesség fenntartásához. Az ehhez szükséges erőt Frij-nek nevezzük; ezek mind vezetési ellenállások összeadva.
A gördülési ellenállás független a sebességtől (a gördülési ellenállás kis sebességnél megközelítőleg azonos nagy sebességnél), a lejtős ellenállás csak lejtő esetén érvényes (tehát sík úton 0), a légellenállás a alacsony sebesség nagyon alacsony. A menetsebesség növekedésével a légellenállás négyzetesen növekszik.
Ezen az oldalon a menetellenállásokat a teljes menetellenállásig (Frij) számítjuk.
Gördülési ellenállás:
A gördülési ellenállást különböző tényezők okozzák, mint például a gumiabroncs deformációja, a gumiabroncs keresztmetszete és az útfelület típusa. Az útfelület típusa a menetellenállási együtthatóval függ össze. Minél „simábban” tud az abroncs átgurulni az útfelületen (tehát minél kisebb ellenállásba ütközik), annál kisebb erőre van szükség a kerék mozgásban tartásához, és annál alacsonyabb a Üzemanyag fogyasztás lesz.
Az alábbi táblázatban azt látjuk, hogy a gördülési ellenállási együttható száraz aszfalt esetén alacsony (0,010), homok esetén pedig magas (0,3-ig).
Ha ismert a gördülési ellenállási együttható és a jármű tömege, akkor a gördülési ellenállás kiszámítható. A következő információk ismertek:
- BMW X3 1700 kg tömeggel (m);
- A gravitációs gyorsulás (g): 9,81 m/s^2;
- A súrlódási együttható (μ): 0,010;
- Vízszintes útfelület.
Először megszorozzuk a jármű tömegét a gravitációs gyorsulással (gravitációs sebességgel), hogy kiszámítsuk a normál erőt (Fn):
Ezután megszorozzuk a normál erőt a gördülési ellenállási együtthatóval, hogy megkapjuk a gördülési ellenállást:
Lejtős ellenállás:
Amikor egy jármű felhajt egy dombra, úgynevezett lejtős ellenállás lép fel. A motor további teljesítményére van szükség a jármű felgyorsításához. Felfelé haladva nem fejt ki erőt az útfelületre merőlegesen. Tehát ezt figyelembe kell vennünk.
A jármű 100 métert hajtott fel 5 méteres távon (lásd a képet). Ez azt jelenti, hogy a lejtés 5%. Kiszámoljuk a dőlésszöget az érintőkkel (tan).
a tan α kiszámítása:
tan ̄ ¹ (5/100) = 2,86° (A számológépen nyomja meg a shift, majd a barnulás gombot a barnulás ̄ ¹ értékhez, és ne felejtse el zárójelbe tenni az 5/100-at).
A gördülési ellenállás csökken, ha a jármű lejtőn halad felfelé. Frol képletében a dőlésszöget megszorozzuk a normálerővel és a súrlódási együtthatóval. A szöget koszinusznak (cos) alfa-nak nevezzük.
A gördülési ellenállás különbségét (ebben a példában 0,21 N) általában figyelmen kívül hagyják.
A lejtőerőt (F lejtő) úgy számíthatjuk ki, hogy a normálerőt (Fn) megszorozzuk a lejtőszöggel. A szöget szinusz (sin) alfa-nak nevezzük.
A lejtőn való felhajtáshoz több mint 832 Newton erő + 166,56 N gördülési ellenállás szükséges. Kombinálhatjuk a gördülési és lejtős ellenállás képleteit is. Figyelem, ez még nem tartalmazza a légellenállást, tehát ez még nem a teljes menetellenállás!
Légellenállás:
Menet közben a jármű ellenállást tapasztal a szembeszél miatt. Ezt nevezik légellenállásnak. A sebesség növekedésével a légellenállás négyzetesen növekszik. Például a jármű egyre kevésbé gyorsul, ahogy a jármű sebessége nő.
Tartományi úton haladva minimális lesz az üzemanyag-fogyasztás különbsége 60 és 80 km/h között. A fogyasztáskülönbség 120 és 140 km/h között jóval nagyobb a növekvő légellenállás miatt. A fogyasztás sokszor 90 km/h körül a legkedvezőbb az ideális sebességtartomány miatt a legmagasabb fokozatban, lásd az oldalon fajlagos üzemanyag-fogyasztás.
A légellenállás kiszámításának képlete a következőképpen néz ki:
A képlet magyarázata:
½ = fele, ami 0,5-ként írható be a számológépbe;
ρ = Rho. Ez jelzi a fajlagos tömeget. Ebben az esetben a levegő fajlagos tömege;
Cw = légellenállási együttható;
A = az autó elülső területe (ezt a szélcsatornában határozzák meg);
V² = a jármű sebessége négyzetben (azaz sebesség x sebesség);
Ehhez a számításhoz a következő adatokat használjuk:
- ρ = 1,28 kg/m³
- Cw = 0,35
- A = 1,8 m²
- V² = 100 km/h = (100 / 3,6) = 27,78 m/s² (méter per másodperc négyzetenként, mert ez gyorsulás):
Az ismert adatokat használjuk a Flucht-képlet kitöltéséhez:
Tehát 311,11 N erő szükséges a légellenállás leküzdéséhez.
Teljes vezetési ellenállás:
A teljes vezetési ellenállás (Frij) az összes korábban említett ellenállás összege. A gördülési ellenállás + a lejtős ellenállás + a légellenállás együttesen Frij:
Ahhoz, hogy 5%-os lejtőn 100 km/h-val, állandó sebességgel, szél nélkül (0 BFT) fújjon, 1.309,78 Newton erő szükséges a kerekekre.
Nemcsak a menetellenállást, hanem a váltó hatékonyságát és csökkentéseit is fontos előre kalkulálni a gyártó.
A sebességváltó és a sebességváltó áttételei a motor jellemzőihez igazodnak. Ez az oldalon le van írva áttételi arányok.
