Mga Paksa:
- Mga resistensya sa pagmamaneho
- Rolling resistance
- Paglaban sa slope
- paglaban sa hangin
- Kabuuang paglaban sa pagmamaneho
Mga pagtutol sa pagmamaneho:
Habang nagmamaneho, ang kotse ay nakatagpo ng iba't ibang mga pagtutol:
- Rolling resistance
- Paglaban sa slope
- paglaban sa hangin
Ang mga paglaban na ito ay dapat malampasan upang mapanatili ang bilis. Tinatawag namin ang puwersa na kinakailangan para sa Frij na ito; ang mga ito ay ang lahat ng pagmamaneho resistances idinagdag magkasama.
Ang rolling resistance ay independiyente sa bilis (ang rolling resistance ay humigit-kumulang pareho sa mababang bilis tulad ng sa mataas na bilis), ang slope resistance ay nalalapat lamang kung mayroong isang slope (sa isang patag na kalsada kaya ito ay 0), ang air resistance ay nasa mababang bilis napakababa. Sa pagtaas ng bilis ng pagmamaneho, ang air resistance ay tumataas nang quadratically.
Sa pahinang ito ang mga paglaban sa pagmamaneho ay kinakalkula hanggang sa kabuuang pagtutol sa pagmamaneho (Frij).
Rolling resistance:
Ang rolling resistance ay sanhi ng iba't ibang mga kadahilanan tulad ng pagpapapangit ng gulong, ang cross-section ng gulong at ang uri ng ibabaw ng kalsada. Ang uri ng ibabaw ng kalsada ay may kinalaman sa driving resistance coefficient. Kung mas "makinis" ang gulong na maaaring gumulong sa ibabaw ng kalsada (ibig sabihin, nakakaranas ng kaunting resistensya hangga't maaari), mas kaunting puwersa ang kinakailangan upang mapanatiling gumagalaw ang gulong at mas mababa ang Pagkonsumo ng gasolina magiging.
Sa talahanayan sa ibaba makikita natin na ang rolling resistance coefficient ay mababa (0,010) para sa tuyong aspalto at mataas (hanggang 0,3) para sa buhangin.
Kapag ang rolling resistance coefficient at ang bigat ng sasakyan ay kilala, ang rolling resistance ay maaaring kalkulahin. Ang sumusunod na impormasyon ay kilala:
- BMW X3 na may mass (m) na 1700 kg;
- Ang gravitational acceleration (g) ay: 9,81 m/s^2;
- Ang koepisyent ng friction (μ) ay: 0,010;
- Pahalang na ibabaw ng kalsada.
Una naming i-multiply ang masa ng sasakyan sa pamamagitan ng acceleration ng gravity (gravitational speed) upang makalkula ang normal na puwersa (Fn):
Pagkatapos ay i-multiply namin ang normal na puwersa sa pamamagitan ng rolling resistance coefficient upang makuha ang rolling resistance:
Paglaban sa slope:
Kapag ang isang sasakyan ay umaakyat sa isang burol, mayroong tinatawag na slope resistance. Ang karagdagang kapangyarihan mula sa makina ay kinakailangan upang mapabilis ang sasakyan. Kapag nagmamaneho pataas, walang puwersang ilalapat patayo sa ibabaw ng kalsada. Kaya dapat nating isaalang-alang ito.
Umakyat ang sasakyan ng 100 metro sa layong 5 metro (tingnan ang larawan). Ibig sabihin ang slope ay 5%. Kinakalkula namin ang anggulo ng pagkahilig sa tanges (tan).
kalkulahin ang tan α:
tan ̄ ¹ (5/100) = 2,86° (Sa calculator, pindutin ang shift at pagkatapos ay ang tan na button para maging tan ̄ ¹, at huwag kalimutang ilagay ang 5/100 sa mga bracket).
Bumababa ang rolling resistance kapag umaakyat ang sasakyan sa isang slope. Sa formula ni Frol, pinarami namin ang anggulo ng pagkahilig sa normal na puwersa at ang koepisyent ng friction. Tinatawag namin ang anggulo na cosine (cos) alpha.
Ang pagkakaiba sa rolling resistance (sa halimbawang ito 0,21 N) ay kadalasang napapabayaan.
Maaari nating kalkulahin ang puwersa ng slope (F slope) sa pamamagitan ng pagpaparami ng normal na puwersa (Fn) sa anggulo ng slope. Tinatawag namin ang anggulo ng sine (sin) alpha.
Kailangan ng puwersa ng higit sa 832 Newton + ang rolling resistance na 166,56 N upang itaboy ang slope. Maaari rin nating pagsamahin ang mga formula para sa rolling at slope resistance. Pakitandaan, hindi pa kasama dito ang air resistance, kaya hindi pa ito ang kabuuang paglaban sa pagmamaneho!
Paglaban sa hangin:
Habang nagmamaneho, nakararanas ng pagtutol ang sasakyan dahil sa headwind. Ito ay tinatawag na air resistance. Habang tumataas ang bilis, tumataas ang resistensya ng hangin nang quadratically. Halimbawa, ang sasakyan ay unti-unting bumibilis habang tumataas ang bilis ng sasakyan.
Kapag nagmamaneho sa isang panlalawigang kalsada, ang pagkakaiba sa pagkonsumo ng gasolina sa pagitan ng 60 at 80 km/h ay magiging minimal. Ang pagkakaiba sa pagkonsumo sa pagitan ng 120 at 140 km/h ay mas malaki dahil sa pagtaas ng air resistance. Ang pagkonsumo ay kadalasang pinakakanais-nais sa paligid ng 90 km/h dahil sa perpektong hanay ng bilis sa pinakamataas na gear, tingnan ang pahina tungkol sa tiyak na pagkonsumo ng gasolina.
Ang formula para kalkulahin ang air resistance ay ganito:
Paliwanag ng formula:
½ = kalahati, na maaaring i-type sa calculator bilang 0,5;
ρ = Rho. Ito ay nagpapahiwatig ng tiyak na masa. Sa kasong ito ang tiyak na masa ng hangin;
Cw = air resistance coefficient;
A = frontal area ng kotse (ito ay tinutukoy sa wind tunnel);
V² = ang bilis ng sasakyan squared (ibig sabihin, bilis x bilis);
Para sa pagkalkulang ito ginagamit namin ang sumusunod na data:
- ρ = 1,28 kg/m³
- Cw = 0,35
- A = 1,8 m²
- V² = 100 km/h = (100 / 3,6) = 27,78 m/s² (mga metro bawat segundo na naka-kuwadrado dahil ito ay isang acceleration):
Ginagamit namin ang kilalang data upang punan ang formula ng Flucht:
Kaya't ang puwersa ng 311,11 N ay kinakailangan upang mapagtagumpayan ang paglaban ng hangin.
Kabuuang paglaban sa pagmamaneho:
Ang kabuuang paglaban sa pagmamaneho (Frij) ay ang lahat ng naunang nabanggit na mga pagtutol na pinagsama-sama. Ang rolling resistance + ang slope resistance + ang air resistance na magkasama ay nagiging Frij:
Upang magmaneho sa isang 5% na dalisdis sa 100 km/h sa pare-parehong bilis kapag walang hangin (0 BFT), kinakailangan ang puwersa na 1.309,78 Newton sa mga gulong.
Hindi lamang ang paglaban sa pagmamaneho, kundi pati na rin ang mga kahusayan at pagbawas sa gearbox ay mahalaga para sa tagagawa upang makalkula nang maaga.
Ang gearbox at transmission ratios ay iniayon sa mga katangian ng engine. Ito ay inilarawan sa pahina mga ratio ng gear.
