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行駛阻力

科目:

  • 行駛阻力
  • 滾動阻力
  • 坡度阻力
  • 空氣阻力
  • 總行駛阻力

行駛阻力:
汽車在行駛過程中會遇到各種阻力:

  • 滾動阻力
  • 坡度阻力
  • 空氣阻力

必須克服這些阻力才能保持速度。 我們稱此為 Frij 所需的力量; 這些都是驅動阻力的總和。

滾動阻力與速度無關(低速時的滾動阻力與高速時的滾動阻力大致相同),坡度阻力僅適用於有坡度的情況(因此在平坦的道路上為 0),空氣阻力為低速非常低。 隨著行駛速度的增加,空氣阻力呈現二次方增加。

在此頁面上,行駛阻力的計算結果為總行駛阻力 (Frij)。 

滾動阻力:
滾動阻力是由輪胎變形、輪胎橫截面和路面類型等多種因素引起的。 路面類型與行駛阻力係數有關。 輪胎在路面上滾動得越「平穩」(即遇到盡可能小的阻力),保持車輪移動所需的力量越小,輪胎的壓力也越低。 燃油消耗 將會。

在下表中,我們看到乾瀝青的滾動阻力係數較低(0,010),而沙子的滾動阻力係數較高(高達 0,3)。

當滾動阻力係數和車輛重量已知時,就可以計算出滾動阻力。 已知以下資訊:

  • BMWX3,質量(m)1700 kg;
  • 重力加速度(g)為:9,81 m/s^2;
  • 摩擦係數(μ)為:0,010;
  • 水平路面。

首先我們將車輛質量乘以重力加速度(重力速度)來計算法向力(Fn):

然後我們將法向力乘以滾動阻力係數即可得到滾動阻力:

坡度阻力:
當車輛上坡時,會產生所謂的坡度阻力。 需要來自引擎的額外動力來加速車輛。 上坡行駛時,不會垂直於路面施加力。 所以我們必須考慮到這一點。

車輛行駛了 100 米,行駛了 5 米的距離(見圖)。 這意味著坡度為 5%。 我們用正切 (tan) 計算傾斜角。

計算 tan α:
tan ̄ 5 (100/2,86) = 5°(在計算機上,按 Shift 鍵,然後按 tan 按鈕即可得到 tan ̄ 100,並且不要忘記將 XNUMX/XNUMX 放在括號中)。

當車輛上坡時,滾動阻力會減少。 在弗羅爾公式中,我們將傾角乘以法向力和摩擦係數。 我們將角度餘弦 (cos) 稱為 alpha。

滾動阻力的差異(在本例中為 0,21 N)通常被忽略。
我們可以將法向力 (Fn) 乘以傾斜角度來計算傾斜力 (F 斜率)。 我們將角度稱為正弦 (sin) α。

需要超過832牛頓的力+166,56N的滾動阻力才能驅動上斜坡。 我們也可以將滾動阻力和斜坡阻力的公式結合起來。 請注意,這還不包括空氣阻力,因此這還不是總行駛阻力!

空氣阻力:
行駛時,車輛會因逆風而受到阻力。 這稱為空氣阻力。 隨著速度增加,空氣阻力呈現二次方增加。 例如,隨著車速增加,車輛的加速度將越來越小。
在省道上行駛時,60公里/小時和80公里/小時之間的油耗差異很小。 由於空氣阻力增加,120 公里/小時和 140 公里/小時之間的消耗差異更大。 由於最高檔位的理想速度範圍,油耗通常在 90 公里/小時左右最有利,請參閱有關頁面 具體油耗。

計算空氣阻力的公式如下:

公式解釋:
½ = 一半,可以在計算機中輸入 0,5;
ρ = Rho。 這表示特定品質。 在這種情況下,空氣的具體品質;
Cw=空氣阻力係數;
A = 汽車的正面面積(這是在風洞中確定的);
V² = 車輛速度的平方(即速度 x 速度);

對於此計算,我們使用以下數據:

  • ρ = 1,28 公斤/立方米
  • CW = 0,35
  • A = 1,8 平方米
  • V² = 100 km/h = (100 / 3,6) = 27,78 m/s²(米每秒平方,因為它是加速度):

我們用已知的數據來填入Flucht的公式:

因此需要 311,11 N 的力來克服空氣阻力。

總行駛阻力:
總行駛阻力 (Frij) 是前面提到的所有阻力的總和。 滾動阻力+坡度阻力+空氣阻力合起來成為Frij:

在無風(5 BFT)的情況下以 100 公里/小時的勻速在 0% 的坡度上行駛,車輪需要 1.309,78 牛頓的力道。

製造商事先計算的不僅是行駛阻力,還有變速箱的效率和減少量。
變速箱和傳動比是根據引擎的特性量身定制的。 頁面上有這樣的描述 齒輪比.