Temos:
- Vairavimo pasipriešinimai
- Pasipriešinimas riedėjimui
- Atsparumas nuolydžiui
- Oro pasipriešinimas
- Bendras pasipriešinimas vairavimui
Vairavimo pasipriešinimas:
Važiuodamas automobilis susiduria su įvairiais pasipriešinimais:
- Pasipriešinimas riedėjimui
- Atsparumas nuolydžiui
- Oro pasipriešinimas
Norint išlaikyti greitį, šiuos pasipriešinimus reikia įveikti. Mes vadiname jėgą, reikalingą šiam Frij; tai visi važiavimo pasipriešinimai sudėjus.
Riedėjimo pasipriešinimas nepriklauso nuo greičio (pasipriešinimas riedėjimui yra maždaug toks pat važiuojant mažu greičiu ir važiuojant dideliu greičiu), pasipriešinimas nuolydžiui taikomas tik tada, kai yra nuolydis (taigi lygiame kelyje jis yra 0), oro pasipriešinimas yra mažas greitis labai mažas. Didėjant važiavimo greičiui, oro pasipriešinimas didėja kvadratiškai.
Šiame puslapyje važiavimo pasipriešinimas skaičiuojamas iki bendro pasipriešinimo važiavimui (Frij).
Pasipriešinimas riedėjimui:
Pasipriešinimą riedėjimui lemia įvairūs veiksniai, tokie kaip padangos deformacija, padangos skerspjūvis ir kelio dangos tipas. Kelio dangos tipas yra susijęs su pasipriešinimo važiavimui koeficientu. Kuo „sklandžiau“ padanga gali riedėti kelio paviršiumi (t. y. patirs kuo mažesnį pasipriešinimą), tuo mažiau jėgos reikia, kad ratas judėtų ir tuo žemesnis Degalų sąnaudos bus.
Žemiau esančioje lentelėje matome, kad pasipriešinimo riedėjimui koeficientas yra mažas (0,010) sausam asfaltui ir didelis (iki 0,3) smėliui.
Kai yra žinomas pasipriešinimo riedėjimui koeficientas ir transporto priemonės svoris, galima apskaičiuoti pasipriešinimą riedėjimui. Yra žinoma ši informacija:
- BMW X3, kurio masė (m) 1700 kg;
- Gravitacijos pagreitis (g) yra: 9,81 m/s^2;
- Trinties koeficientas (μ) yra: 0,010;
- Horizontali kelio danga.
Pirmiausia transporto priemonės masę padauginame iš gravitacijos pagreičio (gravitacijos greičio), kad apskaičiuotume normaliąją jėgą (Fn):
Tada normaliąją jėgą padauginame iš pasipriešinimo riedėjimui koeficiento, kad gautume pasipriešinimą riedėjimui:
Atsparumas nuolydžiui:
Kai transporto priemonė važiuoja į kalną, atsiranda vadinamasis pasipriešinimas nuolydžiui. Norint pagreitinti transporto priemonę, reikalinga papildoma variklio galia. Važiuojant įkalne statmenai kelio dangai neveikiama jokia jėga. Taigi turime į tai atsižvelgti.
Transporto priemonė 100 metrų atstumu pavažiavo 5 metrus (žr. paveikslėlį). Tai reiškia, kad nuolydis yra 5%. Skaičiuojame pasvirimo kampą su liežuviais (tan).
apskaičiuokite tan α:
tan ̄ ¹ (5/100) = 2,86° (Skaičiuoklėje paspauskite Shift ir įdegio mygtuką, kad gautumėte įdegį ̄ ¹, ir nepamirškite skliausteliuose įrašyti 5/100).
Pasipriešinimas riedėjimui sumažėja, kai transporto priemonė važiuoja įkalne. Frol formulėje polinkio kampą padauginame iš normaliosios jėgos ir trinties koeficiento. Kampą vadiname kosinusu (cos) alfa.
Į pasipriešinimo riedėjimui skirtumą (šiame pavyzdyje 0,21 N) paprastai neatsižvelgiama.
Nuolydžio jėgą (F nuolydis) galime apskaičiuoti normaliąją jėgą (Fn) padauginę iš nuolydžio kampo. Kampą vadiname sinuso (sin) alfa.
Norint pakilti šlaitu, reikia daugiau nei 832 niutonų jėgos + 166,56 N pasipriešinimo riedėjimui. Taip pat galime derinti pasipriešinimo riedėjimui ir nuolydžiui formules. Atkreipkite dėmesį, kad tai dar neapima oro pasipriešinimo, todėl tai dar nėra bendras pasipriešinimas važiavimui!
Oro pasipriešinimas:
Važiuojant transporto priemonė patiria pasipriešinimą dėl priešinio vėjo. Tai vadinama oro pasipriešinimu. Didėjant greičiui, oro pasipriešinimas didėja kvadratiškai. Pavyzdžiui, didėjant automobilio greičiui, transporto priemonė įsibėgės vis mažiau.
Važiuojant provincijos keliu kuro sąnaudų skirtumas tarp 60 ir 80 km/val bus minimalus. Sąnaudų skirtumas tarp 120 ir 140 km/h yra daug didesnis dėl didėjančio oro pasipriešinimo. Sąnaudos dažnai yra palankiausios apie 90 km/h dėl idealaus greičio diapazono įjungus aukščiausią pavarą, žr. specifinės degalų sąnaudos.
Oro pasipriešinimo skaičiavimo formulė atrodo taip:
Formulės paaiškinimas:
½ = pusė, kurią galima įvesti į skaičiuotuvą kaip 0,5;
ρ = Rho. Tai rodo specifinę masę. Šiuo atveju savitoji oro masė;
Cw = oro pasipriešinimo koeficientas;
A = automobilio priekinė sritis (ji nustatoma vėjo tunelyje);
V² = transporto priemonės greitis kvadratu (t. y. greitis x greitis);
Šiam skaičiavimui naudojame šiuos duomenis:
- ρ = 1,28 kg/m³
- Cw = 0,35
- A = 1,8 m²
- V² = 100 km/h = (100 / 3,6) = 27,78 m/s² (metrai per sekundę kvadratu, nes tai yra pagreitis):
Fluchto formulei užpildyti naudojame žinomus duomenis:
Taigi oro pasipriešinimui įveikti reikia 311,11 N jėgos.
Bendras pasipriešinimas vairavimui:
Bendras pasipriešinimas važiavimui (Frij) yra visas anksčiau minėtas pasipriešinimas, sudėjus. Pasipriešinimas riedėjimui + pasipriešinimas nuolydžiui + oro pasipriešinimas kartu tampa Frij:
Norint važiuoti 5% nuolydžiu 100 km/h greičiu pastoviu greičiu, kai nėra vėjo (0 BFT), prie ratų reikia 1.309,78 niutono jėgos.
Gamintojui iš anksto paskaičiuoti svarbu ne tik pasipriešinimą vairavimui, bet ir efektyvumą bei pavarų dėžės sumažinimus.
Pavarų dėžės ir transmisijos skaičiai pritaikyti pagal variklio charakteristikas. Tai aprašyta puslapyje pavarų skaičiai.
