Предметы:
- Сопротивление вождению
- Сопротивление качению
- Сопротивление наклону
- Сопротивление воздуха
- Общее сопротивление движению
Сопротивление вождению:
Во время движения автомобиль сталкивается с различными сопротивлениями:
- Сопротивление качению
- Сопротивление наклону
- Сопротивление воздуха
Эти сопротивления необходимо преодолевать, чтобы поддерживать скорость. Мы называем силу, необходимую для этого Фриджем; это все сопротивления движению, сложенные вместе.
Сопротивление качению не зависит от скорости (сопротивление качению примерно одинаково на низких скоростях и на высоких скоростях), сопротивление уклону действует только при наличии уклона (поэтому на ровной дороге оно равно 0), сопротивление воздуха равно низкие скорости очень низкие. С увеличением скорости движения сопротивление воздуха увеличивается квадратично.
На этой странице сопротивление движению рассчитывается до общего сопротивления движению (Frij).
Сопротивление качению:
Сопротивление качению вызвано различными факторами, такими как деформация шины, поперечное сечение шины и тип дорожного покрытия. Тип дорожного покрытия влияет на коэффициент сопротивления движению. Чем более «плавно» шина может катиться по поверхности дороги (т.е. встречая минимально возможное сопротивление), тем меньше силы требуется для поддержания движения колеса и тем ниже Потребление топлива будет.
В таблице ниже мы видим, что коэффициент сопротивления качению низкий (0,010) для сухого асфальта и высокий (до 0,3) для песка.
Зная коэффициент сопротивления качению и массу транспортного средства, можно рассчитать сопротивление качению. Известна следующая информация:
- BMW X3 массой (м) 1700 кг;
- Гравитационное ускорение (g): 9,81 м/с^2;
- Коэффициент трения (μ): 0,010;
- Горизонтальное дорожное покрытие.
Сначала мы умножаем массу транспортного средства на ускорение свободного падения (скорость гравитации), чтобы вычислить нормальную силу (Fn):
Затем мы умножаем нормальную силу на коэффициент сопротивления качению, чтобы получить сопротивление качению:
Сопротивление наклону:
При движении автомобиля в гору возникает так называемое сопротивление уклона. Для ускорения автомобиля требуется дополнительная мощность двигателя. При движении в гору никакая сила не прикладывается перпендикулярно дорожному покрытию. Поэтому мы должны это учитывать.
Транспортное средство подъехало на 100 метров на расстояние 5 метров (см. изображение). Это означает, что уклон составляет 5%. Рассчитываем угол наклона с помощью тангенсов (тан).
вычислить tan α:
tan ̄ ¹ (5/100) = 2,86° (на калькуляторе нажмите Shift, а затем кнопку tan, чтобы получить tan ̄ ¹, и не забудьте поставить 5/100 в скобки).
Сопротивление качению уменьшается при движении автомобиля вверх по склону. В формуле Фрола мы умножаем угол наклона на нормальную силу и коэффициент трения. Мы называем угол косинусом (cos) альфа.
Разницей сопротивления качению (в данном примере 0,21 Н) обычно пренебрегают.
Мы можем рассчитать силу наклона (F уклон), умножив нормальную силу (Fn) на угол наклона. Угол синус (синус) мы называем альфа.
Для подъема по склону требуется сила более 832 Ньютон + сопротивление качению 166,56 Н. Мы также можем объединить формулы сопротивления качению и уклону. Обратите внимание: сюда еще не включено сопротивление воздуха, поэтому это еще не общее сопротивление движению!
Сопротивление воздуха:
Во время движения автомобиль испытывает сопротивление из-за встречного ветра. Это называется сопротивлением воздуха. С увеличением скорости сопротивление воздуха увеличивается квадратично. Например, автомобиль будет ускоряться все меньше и меньше по мере увеличения скорости.
При движении по провинциальной дороге разница в расходе топлива между 60 и 80 км/ч будет минимальной. Разница в расходе между 120 и 140 км/ч намного больше из-за возрастающего сопротивления воздуха. Расход часто наиболее благоприятный в районе 90 км/ч из-за идеального диапазона скоростей на самой высокой передаче, см. страницу с описанием. удельный расход топлива.
Формула расчета сопротивления воздуха выглядит следующим образом:
Пояснение формулы:
½ = половина, что можно ввести в калькулятор как 0,5;
ρ = Ро. Это указывает на удельную массу. В данном случае удельная масса воздуха;
Cw = коэффициент сопротивления воздуха;
А = лобовая площадь автомобиля (определяется в аэродинамической трубе);
V² = скорость транспортного средства в квадрате (т. е. скорость х скорость);
Для этого расчета мы используем следующие данные:
- ρ = 1,28 кг/м³
- Св = 0,35
- А = 1,8 м²
- V² = 100 км/ч = (100/3,6) = 27,78 м/с² (метры в секунду в квадрате, потому что это ускорение):
Используем известные данные для заполнения формулы Флюхта:
Значит, для преодоления сопротивления воздуха необходима сила 311,11 Н.
Общее сопротивление движению:
Общее сопротивление движению (Frij) представляет собой сумму всех ранее упомянутых сопротивлений. Сопротивление качению + сопротивление наклону + сопротивление воздуха вместе составляют Frij:
Для движения по уклону 5% со скоростью 100 км/ч с постоянной скоростью при отсутствии ветра (0 BFT) на колеса требуется сила 1.309,78 Ньютона.
Производителю важно заранее рассчитать не только сопротивление движению, но также КПД и понижение коробки передач.
Передаточные числа коробки передач и трансмиссии подобраны с учетом характеристик двигателя. Это описано на странице передаточные числа.
