Предмети:
- Водійські опори
- Опір коченню
- Опір схилу
- Опір повітря
- Загальний опір водіння
Опір руху:
Під час руху автомобіль стикається з різними опорами:
- Опір коченню
- Опір схилу
- Опір повітря
Ці опори необхідно подолати, щоб зберегти швидкість. Ми називаємо силу, необхідну для цього Frij; це всі опори руху, складені разом.
Опір коченню не залежить від швидкості (опір коченню приблизно однаковий на низьких і високих швидкостях), опір нахилу застосовується лише за наявності нахилу (тому на рівній дорозі він дорівнює 0), опір повітря становить низькі швидкості дуже низькі. Зі збільшенням швидкості руху опір повітря зростає квадратично.
На цій сторінці опір руху розраховується до загального опору руху (Frij).
Опір коченню:
Опір коченню зумовлений різними факторами, такими як деформація шини, поперечний переріз шини та тип дорожнього покриття. Тип дорожнього покриття залежить від коефіцієнта опору руху. Чим більш «плавно» шина може котитися поверхнею дороги (тобто зустрічаючи якомога менший опір), тим менша сила потрібна для утримання колеса в русі і тим нижче Витрата палива буде.
У таблиці нижче ми бачимо, що коефіцієнт опору коченню низький (0,010) для сухого асфальту і високий (до 0,3) для піску.
Коли відомі коефіцієнт опору коченню та маса автомобіля, можна розрахувати опір коченню. Відома така інформація:
- BMW X3 масою (м) 1700 кг;
- Гравітаційне прискорення (g): 9,81 м/с^2;
- Коефіцієнт тертя (μ) становить: 0,010;
- Горизонтальне дорожнє покриття.
Спочатку ми множимо масу автомобіля на прискорення сили тяжіння (гравітаційну швидкість), щоб обчислити нормальну силу (Fn):
Потім ми множимо нормальну силу на коефіцієнт опору коченню, щоб отримати опір коченню:
Опір схилу:
Коли автомобіль їде в гору, виникає так званий опір схилу. Для прискорення автомобіля потрібна додаткова потужність від двигуна. Під час руху в гору сила не прикладається перпендикулярно поверхні дороги. Тому ми повинні це враховувати.
Транспортний засіб піднявся на 100 метрів на відстань 5 метрів (див. зображення). Це означає, що нахил становить 5%. Розраховуємо кут нахилу за допомогою тангесу (tan).
обчислити tan α:
tan ̄ ¹ (5/100) = 2,86° (На калькуляторі натисніть shift, а потім кнопку tan, щоб отримати tan ̄ ¹, і не забудьте ввести 5/100 у дужки).
Опір коченню зменшується, коли автомобіль їде на схил. У формулі Фроля ми множимо кут нахилу на нормальну силу і коефіцієнт тертя. Ми називаємо косинус кута (cos) альфа.
Різницею опору коченню (0,21 Н у цьому прикладі) зазвичай нехтують.
Ми можемо обчислити силу нахилу (нахил F), помноживши нормальну силу (Fn) на кут нахилу. Ми називаємо кут синусом (sin) альфа.
Для підйому на схил потрібна сила понад 832 Ньютона + опір коченню 166,56 Н. Ми також можемо комбінувати формули опору коченню та опору схилу. Зверніть увагу, що це ще не включає опір повітря, тому це ще не загальний опір руху!
Опір повітря:
Під час руху автомобіль відчуває опір зустрічного вітру. Це називається опором повітря. Зі збільшенням швидкості опір повітря зростає квадратично. Наприклад, транспортний засіб буде прискорюватися все менше і менше зі збільшенням швидкості автомобіля.
При русі по провінційній дорозі різниця у витраті палива між 60 і 80 км/год буде мінімальною. Різниця у споживанні між 120 і 140 км/год набагато більша через збільшення опору повітря. Витрата часто є найбільш сприятливою в районі 90 км/год завдяки ідеальному діапазону швидкості на найвищій передачі, дивіться сторінку про питомі витрати палива.
Формула для розрахунку опору повітря виглядає так:
Пояснення формули:
½ = половина, яку можна ввести в калькулятор як 0,5;
ρ = Ро. Це вказує на питому вагу. При цьому питома маса повітря;
Cw = коефіцієнт опору повітря;
A = фронтальна площа автомобіля (це визначається в аеродинамічній трубі);
V² = квадрат швидкості транспортного засобу (тобто швидкість х швидкість);
Для цього розрахунку ми використовуємо такі дані:
- ρ = 1,28 кг/м³
- Cw = 0,35
- A = 1,8 м²
- V² = 100 км/год = (100 / 3,6) = 27,78 м/с² (метрів на секунду в квадраті, оскільки це прискорення):
Використовуємо відомі дані для заповнення формули Флюхта:
Отже, щоб подолати опір повітря, потрібна сила 311,11 Н.
Загальний опір водіння:
Загальний опір руху (Frij) — це всі згадані вище опори, складені разом. Опір коченню + опір нахилу + опір повітря разом стають Frij:
Щоб рухатися по схилу 5% зі швидкістю 100 км/год на постійній швидкості без вітру (0 BFT), на колеса потрібна сила 1.309,78 Ньютон.
Для виробника важливі не лише опір їзді, але й ефективність і зниження в коробці передач.
Коробка передач і передавальні числа підбираються відповідно до характеристик двигуна. Це описано на сторінці передавальні числа.
