Emner:
- Kjøremotstander
- Rullemotstand
- Bakkemotstand
- Luftmotstand
- Total kjøremotstand
Kjøremotstander:
Under kjøring møter bilen forskjellige motstander:
- Rullemotstand
- Bakkemotstand
- Luftmotstand
Disse motstandene må overvinnes for å opprettholde hastigheten. Vi kaller kraften som kreves for dette Frij; disse er alle kjøremotstander lagt sammen.
Rullemotstanden er uavhengig av hastighet (rullemotstanden er omtrent den samme ved lave hastigheter som ved høye hastigheter), skråningsmotstanden gjelder kun hvis det er helling (så på flat vei er det 0), luftmotstanden er på lave hastigheter veldig lave. Med økende kjørehastighet øker luftmotstanden kvadratisk.
På denne siden beregnes kjøremotstandene opp til total kjøremotstand (Frij).
Rullemotstand:
Rullemotstand er forårsaket av ulike faktorer som dekkdeformasjon, dekkets tverrsnitt og type veidekke. Typen veidekke har med kjøremotstandskoeffisienten å gjøre. Jo mer "jevnere" dekket kan rulle over veibanen (dvs. møte så lite motstand som mulig), jo mindre kraft kreves det for å holde hjulet i bevegelse og jo lavere er Drivstofforbruk vil være.
I tabellen under ser vi at rullemotstandskoeffisienten er lav (0,010) for tørr asfalt og høy (opptil 0,3) for sand.
Når rullemotstandskoeffisienten og kjøretøyets vekt er kjent, kan rullemotstanden beregnes. Følgende informasjon er kjent:
- BMW X3 med en masse (m) på 1700 kg;
- Gravitasjonsakselerasjon (g) er: 9,81 m/s^2;
- Friksjonskoeffisient (μ) er: 0,010;
- Horisontalt veidekke.
Først multipliserer vi kjøretøyets masse med tyngdeakselerasjonen (gravitasjonshastigheten) for å beregne normalkraften (Fn):
Vi multipliserer deretter normalkraften med rullemotstandskoeffisienten for å oppnå rullemotstanden:
Bakkemotstand:
Når et kjøretøy kjører opp en bakke, er det en såkalt skråningsmotstand. Ekstra kraft fra motoren kreves for å akselerere kjøretøyet. Ved kjøring i oppoverbakke påføres ingen kraft vinkelrett på veibanen. Så dette må vi ta hensyn til.
Kjøretøyet kjørte opp 100 meter over en strekning på 5 meter (se bilde). Det betyr at helningen er 5 %. Vi beregner helningsvinkelen med tangene (tan).
beregne tan α:
tan ̄ ¹ (5/100) = 2,86° (På kalkulatoren, trykk shift og deretter tan-knappen for å få tan ̄ ¹, og ikke glem å sette 5/100 i parentes).
Rullemotstanden avtar når kjøretøyet kjører opp en skråning. I Frols formel multipliserer vi helningsvinkelen med normalkraften og friksjonskoeffisienten. Vi kaller vinkelen cosinus (cos) alfa.
Forskjellen i rullemotstand (i dette eksemplet 0,21 N) blir vanligvis neglisjert.
Vi kan beregne stigningskraften (F stigning) ved å multiplisere normalkraften (Fn) med stigningsvinkelen. Vi kaller vinkelen sinus (sin) alfa.
Det kreves en kraft på mer enn 832 Newton + rullemotstanden på 166,56 N for å kjøre opp skråningen. Vi kan også kombinere formlene for rulle- og skråningsmotstand. Vær oppmerksom på at dette ikke inkluderer luftmotstand ennå, så dette er ennå ikke den totale kjøremotstanden!
Luftmotstand:
Under kjøring opplever kjøretøyet motstand på grunn av motvind. Dette kalles luftmotstand. Når hastigheten øker, øker luftmotstanden kvadratisk. For eksempel vil kjøretøyet akselerere mindre og mindre ettersom kjøretøyets hastighet øker.
Ved kjøring på provinsvei vil forskjellen i drivstofforbruk mellom 60 og 80 km/t være minimal. Forskjellen i forbruk mellom 120 og 140 km/t er mye større på grunn av den økende luftmotstanden. Forbruket er ofte mest gunstig rundt 90 km/t på grunn av det ideelle hastighetsområdet på høyeste gir, se siden om spesifikt drivstofforbruk.
Formelen for å beregne luftmotstand ser slik ut:
Forklaring av formelen:
½ = halvparten, som kan skrives inn i kalkulatoren som 0,5;
ρ = Rho. Dette indikerer den spesifikke massen. I dette tilfellet den spesifikke massen av luft;
Cw = luftmotstandskoeffisient;
A = frontområdet til bilen (dette bestemmes i vindtunnelen);
V² = hastigheten til kjøretøyet i kvadrat (dvs. hastighet x hastighet);
For denne beregningen bruker vi følgende data:
- ρ = 1,28 kg/m³
- Cw = 0,35
- A = 1,8 m²
- V² = 100 km/t = (100 / 3,6) = 27,78 m/s² (meter per sekund i kvadrat fordi det er en akselerasjon):
Vi bruker de kjente dataene for å fylle ut Fluchts formel:
Så en kraft på 311,11 N er nødvendig for å overvinne luftmotstanden.
Total kjøremotstand:
Den totale kjøremotstanden (Frij) er alle de tidligere nevnte motstandene lagt sammen. Rullemotstanden + skråningsmotstanden + luftmotstanden blir til sammen Frij:
For å kjøre i 5 % helling i 100 km/t med konstant hastighet når det ikke er vind (0 BFT), kreves det en kraft på 1.309,78 XNUMX Newton ved hjulene.
Ikke bare kjøremotstanden, men også effektivitetene og reduksjonene i girkassen er viktig for produsenten å beregne på forhånd.
Girkassen og girutvekslingene er skreddersydd til motorens egenskaper. Dette er beskrevet på siden girforhold.
