Автор: Юліюс Мацкерле (Julius Mackerle) Джерело: «Сучасний економічний автомобіль» [1]
На витрата палива, особливо при великих швидкостях руху, значний вплив чинить опір повітря (аеродинамічний опір), сила аеродинамічного опору пропорційна квадрату швидкості і розраховується за формулою
де - площа фронтальної проекції автомобіля, м2; - швидкість руху автомобіля щодо повітря, м / с; - щільність повітря, кг / м3; - коефіцієнт аеродинамічного опору.
Аеродинамічний опір не залежить від маси автомобіля [2] . Площа фронтальної проекції автомобіля визначається формою кузова і вимогам щодо забезпечення комфортного розташування водія і пасажирів на сидіннях. Наприклад, автомобіль великого класу може бути нижче, ніж малого, так як сидіння у нього часто розташовуються нижче. У автомобіля малого класу через його невеликої маси і довжини сидіння розташовані вище над підлогою, і тому відстань між передніми і задніми сидіннями менше. Більш пряме розташування водія і пасажирів в автомобілі малого класу вимагає його більшої висоти, але меншої довжини. Площі фронтальних проекцій обох автомобілів при цьому майже однакові, але низький і довгий кузов автомобіля великого класу аеродинамічний більш вигідний.
Потужність двигуна, необхідна для подолання аеродинамічного опору, пропорційна, отже, кубу швидкості:
де - відносна швидкість руху автомобіля, км / год.
Коефіцієнт аеродинамічного опору, як видно з таблиці, представленої нижче, змінюється в широкому діапазоні в залежності від форми кузова автомобіля.
Аеродинамічний опір різних автомобілів Кузов автомобіля Коефіцієнт опору повітря cx Потужність, необхідна для подолання аеродинамічного опору (кВт), при площі фронтальної проекції 2 м2 і швидкості 40 км / год 80 км / ч 120 км / год Відкритий чотиримісний 0,7 - 0,9 1,18 - 1,47 9,6 - 11,8 31,0 - 40,5 Закритий, з наявністю кутів і граней 0,6 - 0,7 0,96 - 1,18 8,0 - 9,6 26 , 4 - 30,8 Закритий, з заокругленням кутів і граней 0,5 - 0,6 0,80 - 0,96 6,6 - 8,0 22,0 - 26,4 Закритий понтонообразний 0,4 - 0,5 0,66 - 0,80 5,2 - 6,6 17,6 - 22,0 Закритий, добре обтічний 0,3 - 0,4 0,52 - 0,66 3,7 - 5,2 13 , 2 - 17,6 Закритий, аеродинамічний досконалий 0,20 - 0,25 0,33 - 0,44 2,6 - 3,3 9,8 - 11,0 Вантажний автомобіль 0,8 - 1,5 - - - автобус 0,6 - 0,7 - - - автобус з добре обтічним кузовом 0,3 - 0,4 - - - Мотоцикл 0,6 - 0,7 - - -Коефіцієнт аеродинамічного опору встановлюється продувкою автомобіля або його макета в аеродинамічній трубі або наближено в ході експлуатаційних випробувань. При випробуваннях в аеродинамічній трубі на макетах виходять менш точні значення, ніж при тих же випробуваннях на реальних автомобілях. Це викликано тим, що на зміну опору повітря впливають неточності виготовлення деяких вузлів і деталей автомобіля: ручок дверей, днища кузова, бамперів, дзеркал заднього виду і т. Д. Крім того, значний вплив на величину надає повітря, що проходить в кузов для охолодження і вентиляції.
При великих швидкостях руху автомобіля аеродинамічний опір є переважаючим.
На малюнку нижче показано зміна потужностей, необхідних для подолання опору коченню і аеродинамічного опору в залежності від швидкості для автомобіля середнього класу. При швидкості 60 км / ч потужності, необхідні для подолання опору коченню і опору повітря, рівні, що характерно для даного виду автомобілів. За сумою споживаних потужностей можна переконатися у важливості опору повітря. При швидкості 80 км / год потужність, що витрачається на його подолання, в 4 рази більше, ніж при швидкості 40 км / год, а при швидкості вище, ніж 120 км / год, загальна потужність, необхідна для руху, зростає майже пропорційно кубу швидкості автомобіля .
При визначенні потужності двигуна, необхідної для досягнення максимальної швидкості, більшої за ту, яку забезпечує номінальна потужність встановленого на автомобілі двигуна, можна використовувати без значної помилки наступне співвідношення:
де - необхідна потужність, кВт; - досягнута максимальна потужність, кВт; - необхідна швидкість, км / год; - досягнута максимальна швидкість, км / год.
Через точку - максимальна потужність при максимальній швидкості - проведена крива залежності потужності від куба швидкості. Різниця між цією кривою і лінією потужності, необхідної для руху при максимальній швидкості, незначна.
Показана сума потужностей опору коченню і аеродинамічного опору являє собою потужність опору рівномірному руху автомобіля по горизонтальній ділянці дороги при затишності.
Останнє оновлення 02.03.2012Опубліковано 16.03.2011
Читайте також
виноски
- ↺ Мацкерле Ю. Сучасний економічний автомобіль / Пер. з чеськ. В. Б. Іванова; Під ред. А. Р. Бенедиктова. - М .: Машинобудування, 1987. - 320 с .: іл .// Стор. 110 - 114 (книга є в бібліотеці сайту ). - Прим. icarbio.ru