Экспертная деятельность — Судебная экспертиза Лингвистическая экспертиза Автотехническая экспертиза

• Главная
• Статьи
• Сопротивление дороги

В предыдущей статье рассматривали силу воздуха, которая противостоит движению автомобиля и основы аэродинамических параметров автомобиля, в этой статье рассмотрим силу сопротивления дороги. Так как наш сайт носит не только рекламно информационный, но и специально ориентированный характер, то прежде чем двигаться дальше напомним уравнение силового баланса (1). 

Р_т=Р_д+Р_в+Р_и, (1) 

где: Р_т — сила тяги;

Р_д — сила сопротивления дороги;

Р_в — сила сопротивления воздуха;

Р_и — сила сопротивления инерции.

Сила сопротивления дороги раскладывается на две силы (2) в случае, когда присутствует уклон дороги.

Р_д=Р_к+Р_п, (2)

где: Р_к — сила сопротивления качению;

Р_п — сила сопротивления подъему.

Следует помнить, что сила сопротивления подъему может иметь как отрицательное значение, так и положительное. Это зависит от того, куда движется автомобиль. В случае движения на подъем, эта сила имеет положительное значение, но если автомобиль двигается «под горку», то значение Р_п будет отрицательным, т.к. она помогает силе тяги.

Сила сопротивления подъему Р_п будет выражаться следующим образом (3):

Р_п=G_а * i, (3)

где: G_a — вес автомобиля;

i — уклон дороги.

Уклоном дороги, в данном случае, является его геодезическое значение, т.е. отношение превышения по высоте к ее горизонтальному положению (см. рисунок 1)

Рисунок 1. Уклон дороги.

В данном случае обозначение % следует читать как сотых, а ‰ как тысячных долей.

Теперь вернемся к второй переменной формулы (2). Сила сопротивления качению выражается так (4):

Р_к=G_a * f_к, (4)

где: G_a — вес автомобиля;

f_к — коэффициент сопротивления качению.

i + f_к = ψ, (5)

где: ψ — коэффициент сопротивления дороги. 

Коэффициент сопротивления качению зависит от многочисленных факторов:

Тип и качество дорожного покрытия.

Чем лучше покрытие по качеству, тем меньше. Коэффициент зависит от количества ям и выбоин, и от типа покрытия. При деформируемом покрытии, коэффициент возрастает, появляются усилия на деформацию грунта.

Скорость движения автомобиля.

С ростом скорости движения, растет и коэффициент сопротивления качению.

Давление в шинах.

Оптимальное давление в шинах позволяет достичь самого низкого значения коэффициента сопротивления дороги. Чем выше давление, тем ниже коэффициент сопротивления качению, что особенно проявляется на твердых покрытиях, и наоборот, на деформируемых грунтах практически незаметно.

Конструкционные особенности шины.

В этом пункте имеет значение резина, из которой сделана шина, корд, число слоев корда, материал корда, назначение шины, рисунок протектора. Уменьшение числа слоев корда и улучшение качества покрышки, снижает потери энергии в шине, соответственно и  снижается.

Размеры колес.

С увеличением размеров колес, уменьшается давление в зоне контакта, и на деформируемых грунтах  уменьшается.

Момент, переданный через колесо.

У ведущих колес  на 10-15% выше, чем у ведомых колес.

Вес, приходящийся на колесо.

Чем больше нагрузка на колесо, тем больше деформируется грунт, поэтому этот фактор имеет значительное влияние на деформируемых грунтах.

 

 

 

 

 

как и подробные факты —

By Кирти Мурти

Компания коэффициент трения безразмерная физическая величина, на которую влияют различные параметры, на которые может влиять движение в текучей среде.

При изучении механики жидкости коэффициент сопротивления играет жизненно важную роль, поскольку он сопротивляется движению твердого тела в жидкой среде. Этот коэффициент сопротивления зависит от скорости, площади поперечного сечения объекта и плотности. Является ли коэффициент аэродинамического сопротивления постоянным, если указанный выше параметр изменяется?

Мы пытаемся ответить на приведенное выше уравнение в этом посте. Давайте обсудим, как и когда коэффициент лобового сопротивления является постоянным, а также факты, связанные с постоянным коэффициентом лобового сопротивления, в следующем разделе.

На коэффициент сопротивления напрямую влияет скорость потока объекта в жидкости. Если скорость поддерживается постоянной в течение периода, сопротивление может измениться, но коэффициент сопротивления остается постоянным, поскольку это безразмерная величина.

C_D=2F_D/ρv²A

Из приведенной выше формулы, если мы рассматриваем движение объекта в жидкости, члены F_D, ρ и A постоянны для одного и того же объекта; таким образом, только возможные изменения скорости мы можем записать приведенное выше уравнение как

C_D= Константа/v²

Таким образом, изменение скорости обратно пропорционально коэффициенту сопротивления.

Кредиты изображения: Изображение предоставлено Mylene2401 от Pixaзалив 

Как меняется коэффициент лобового сопротивления?

Некоторые факторы, такие как сопротивление воздуха, форма и геометрия объекта, влияют на коэффициент сопротивления. Но вариация на коэффициент лобового сопротивления полностью зависит от скорости объекта в жидкости.

Квадрат скорости объекта пропорционален коэффициенту сопротивления объекта в жидкой среде. Коэффициент сопротивления зависит от квадрата относительной скорости объекта.

Рассмотрим один пример на платформе аэродинамическое сопротивление; если скорость объекта увеличивается до квадратного значения, коэффициент сопротивления падает до того же значения. Таким образом, при более высокой скорости коэффициент лобового сопротивления меньше, что обеспечивает лучшую производительность. Так что понятно, что с увеличением скорости коэффициент лобового сопротивления уменьшается.Кредиты изображения: Изображение предоставлено Колин Беренс от Pixabay 

Когда изменяется коэффициент лобового сопротивления?

В большинстве случаев коэффициент лобового сопротивления изменяется обратно пропорционально скорости. Но помимо скорости есть несколько факторов, ответственных за изменение коэффициента сопротивления. Некоторые из них перечислены ниже:

• Угол объекта – Фактор угла наклона объекта на поверхности жидкости является одной из причин изменения коэффициента сопротивления. Чем меньше угол атаки, тем меньше коэффициент лобового сопротивления.

Изменение коэффициента лобового сопротивления с углом

• Плотность среды – Если объект находится низко от одной среды к другой среде с разной плотностью, коэффициент сопротивления меняется для одного и того же объекта. Считайте, что объект движется из воздуха в воду; плотность воздуха и воды различна. Таким образом, сила сопротивления, воздействующая на объект, изменяется, что приводит к изменению коэффициента сопротивления.
• Другим необходимым следствием изменения коэффициента лобового сопротивления является тип потока. Когда воздушный поток или гидравлический поток турбулентный с более высокой скоростью, будет происходить изменение коэффициента сопротивления.
• Площадь поперечного сечения –Базовая площадь поперечного сечения объекта влияет на силу сопротивления. Если площадь объекта удваивается, сила сопротивления также удваивается. Таким образом, изменение силы сопротивления вызывает пропорциональное изменение коэффициента сопротивления.

D = А_ссылка× постоянная; где_ссылка является областью отсчета.

Когда коэффициент лобового сопротивления постоянен?

В большинстве случаев постоянный коэффициент сопротивления называется постоянной скоростью — это означает, что если скорость объекта в жидкой среде остается постоянной, коэффициент сопротивления также остается постоянным.

Однако постоянная коэффициент аэродинамического сопротивления зависит от числа Рейнольдса слишком. Пока число Рейнольдса для потока объекта постоянно, коэффициент сопротивления остается постоянным.

Один факт, который мы должны отметить здесь, это число Рейнольдса движение объекта в жидкой среде также зависит от таких объектов, как скорость, плотность и вязкость среды. Таким образом, постоянный коэффициент лобового сопротивления связан с условиями, используемыми для описания движения тела в жидкой среде.

Часто задаваемые вопросы

Что происходит, когда объект обладает высоким коэффициентом сопротивления?

Низкое или высокое значение коэффициента сопротивления напрямую влияет на движение объекта в жидкости.

Если объект обладает более высоким коэффициентом сопротивления, объект может быть плоской пластиной, чья способность двигаться в поверхности жидкости относительно медленная. Объект с высоким коэффициентом сопротивления оказывает значительное сопротивление движению.

Что понимают под числом Рейнольдса?

В гидромеханике число Рейнольдса описывает схему течения объекта в различных жидкостях.

Число Рейнольдса можно определить как безразмерное число, определяемое отношением силы инерции к силе вязкости жидкости. Число Рейнольдса помогает классифицировать поток жидкости в системе как турбулентный, обтекаемый или ламинарный поток.

Может ли коэффициент сопротивления тела быть больше 1?

Значение коэффициента лобового сопротивления зависит от характера течения, например, обтекаемого или турбулентного.

Если два объекта одинаковой площади поперечного сечения движутся с одинаковой скоростью, могут иметь разные коэффициенты сопротивления. Коэффициент сопротивления для обтекаемого тела всегда меньше 1, тогда как для необтекаемых тел значение коэффициента сопротивления может быть 1 или больше 1.

Влияет ли размер объекта на коэффициент сопротивления?

Коэффициент сопротивления и размер объекта коррелируют друг с другом. Объекты разных размеров обладают разными вязкими и инерционными силами, определяющими силу сопротивления.

Различные силы вязкости и инерции относятся к разным числам Рейнольдса; это означает, что размер объекта относится к изменению числа Рейнольдса. Таким образом, ясно, что размер объекта в разной степени влияет на коэффициент лобового сопротивления.

Зависит ли коэффициент лобового сопротивления от высоты?

Коэффициент аэродинамического сопротивления не зависит от высоты. Увеличение или уменьшение высоты не влияет на коэффициент лобового сопротивления.

В некоторых случаях с увеличением высоты число Рейнольдса может меняться; таким образом, произойдет изменение коэффициента лобового сопротивления. Но если число Рейнольдса остается неизменным даже при изменении высоты, то высота не влияет на коэффициент лобового сопротивления.

Что такое коэффициент аэродинамического сопротивления? – Журнал Auto Trends Magazine

Аэродинамика является предметом серьезного беспокойства каждого автопроизводителя. Это основной компонент экономии топлива, даже если некоторые люди и производители все еще используют его в качестве мягкой формы рекламы.

Каждый строитель любит демонстрировать, насколько мал его коэффициент аэродинамического сопротивления, но вопрос в том, каков вообще коэффициент аэродинамического сопротивления?

Содержание

Коэффициент сопротивления или Коэффициент сопротивления

EV1 обладал очень низким коэффициентом аэродинамического сопротивления Cd = 0,19.

Чтобы понять, что такое коэффициент лобового сопротивления, нам сначала нужно понять, что такое лобовое сопротивление. Сопротивление воздуха или сопротивление — это сила сопротивления, которая давит на любой объект, движущийся через жидкость, будь то газ или жидкость. Сопротивление воздуха такое же, как сопротивление. Таким образом, сопротивление — это сила, и чем она больше, тем хуже экономия топлива, шум и максимальная скорость.

 

Более того, как и у любой другой силы в физике, у нее есть формула для расчета сопротивления. Не вдаваясь в математику, отметим, что на аэродинамическое сопротивление влияют такие факторы, как скорость, лобовая площадь автомобиля, плотность жидкости и коэффициент аэродинамического сопротивления. Однако скорость имеет гораздо больший вес, чем другие факторы, особенно когда указанные скорости высоки.

The Slicker, The Better

Коэффициент сопротивления — это число, показывающее, насколько легко форма объекта может перемещаться в жидкости. Чем меньше указанное число, тем более гладким или гладким является объект. Коэффициент аэродинамического сопротивления представляет собой множитель со значениями от 0,001 до двух, число, которое вводится в формулу сопротивления воздуха в качестве коэффициента.

Чтобы привести практический пример, представьте, что у вас есть автомобиль, который едет по шоссе со скоростью 60 миль в час с коэффициентом лобового сопротивления 0,5. Если бы вы вдвое уменьшили коэффициент аэродинамического сопротивления до 0,25, общее аэродинамическое сопротивление уменьшилось бы вдвое, что привело бы к лучшей экономии топлива и более высокой максимальной скорости.

Впрочем, особо коэффициент лобового сопротивления на любой сложной форме не подсчитаешь. В связи с этим его необходимо определять экспериментально.

Текущие значения

Коэффициент сопротивления 0,5 немного устарел. В настоящее время значение 0,3 считается нормой, а значение 0,2 — выдающимся. Достичь такого низкого показателя непросто, даже если сама задача может показаться простой на первый взгляд.

Для снижения коэффициента аэродинамического сопротивления воздух, проходящий вокруг автомобиля, должен как можно меньше возмущаться. Этот коэффициент увеличивается, когда воздух попадает в определенные области автомобиля и меняет направление, замедляется или возмущается, заставляя его течь в процессе случайным образом.

В автомобиле много таких мест, как передняя решетка, где она входит в моторный отсек, стеклоочистители, боковые зеркала и другие. Всякий раз, когда воздух попадает, например, на дворники ветрового стекла, он неловко подпрыгивает.

В самом деле, возникло бы нарушение нормального воздушного потока, что увеличило бы коэффициент в процессе. Если инженеры замечают, что в некоторых частях тела поток воздуха затруднен, они могут попытаться заставить его оставаться прямым и правильным, используя ребра, канавки, каналы и подобные конструкции.

Аэродинамические автомобили

Каждый автомобиль в настоящее время аэродинамически доработан. Например, у Honda Civic FK8 Type R на багажнике есть несколько маленьких ребер, чтобы смягчить воздушный поток. У каждого электромобиля низкий коэффициент аэродинамического сопротивления, потому что у них нет моторного отсека или решетки радиатора.

Некоторые производители, такие как Audi, заменили боковые зеркала заднего вида камерами, что значительно устранило проблему. В настоящее время во всех автомобилях стеклоочистители немного спрятаны под капотом, чтобы воздух мог беспрепятственно проходить через них.

Однако, как сказано выше, коэффициент аэродинамического сопротивления — это всего лишь составляющая сопротивления воздуха. Лобовая площадь транспортного средства и, в конечном счете, его скорость также невероятно важны, особенно последняя. Если смотреть на переднюю часть автомобиля, то чем она меньше, тем меньше сопротивление. Таким образом, маленькие, короткие или узкие автомобили будут страдать от значительно меньшего сопротивления воздуха.

Автомобиль типа Mazda MX-5 имеет половину лобовой площади от RAM 1500. Таким образом, сопротивление воздуха, если бы они ехали с одинаковой скоростью и имели одинаковый коэффициент лобового сопротивления, уменьшилось бы вдвое. Вот почему спортивные автомобили, такие как Lamborghini Huracan, такие короткие.

Сопротивление увеличивается со скоростью

Более того, скорость невероятно важна, потому что со скоростью увеличивается сопротивление. Автомобиль, движущийся со скоростью 30 миль в час, потеряет пару лошадиных сил из-за лобового сопротивления. Если бы мы ехали со скоростью 60 миль в час, мы потеряли бы около 20 лошадиных сил только из-за сопротивления.

Если бы мы увеличили скорость еще больше, до 110 миль в час, мы потеряли бы более 60 лошадиных сил на сопротивление. Производители, которые хвалят, что небольшой городской автомобиль имеет коэффициент лобового сопротивления 0,25, делают это исключительно в маркетинговых целях, потому что лобовое сопротивление не имеет значения при медленном движении.

Значение коэффициента аэродинамического сопротивления

Коэффициент аэродинамического сопротивления очень важен для любого автомобиля, особенно для потенциальных покупателей. Несмотря на это, некоторые производители не раскрывают указанный коэффициент, а другие искусственно занижают его в маркетинговых целях.

Тем не менее, в следующий раз, когда вы зададитесь вопросом, почему у автомобиля где-то случайные плавники или странная выпуклость, теперь вы знаете, почему.

---

Ссылки

1. (без даты). Коэффициент сопротивления . НАСА. https://grc.nasa.gov/www/k-12/airplane/dragco.html
2. (2021, 18 октября). Коэффициент аэродинамического сопротивления автомобиля . Драйверский. https://drivertical.com/reviews/the-art-of-automotive-drag-coefficient/
3. (без даты). Коэффициент сопротивления . Инженерный набор инструментов. https://engineeringtoolbox.com/drag-coefficient-d_627.html

См. также — Что такое рекуперативное торможение?

• Автор
• Последние сообщения

Кристиан Пушкашу

Кристиан Пушкашу начал любить автомобили и хотел стать «гонщиком» благодаря какой-то компьютерной игре, которая зажгла огонь почти два десятилетия назад.

С тех пор он пришел в себя и решил, что стать автомобильным инженером более разумно, и получил такое образование в своей родной стране, Румынии. Кристиан решил попробовать написать о том, что он узнал, в попытке исправить некоторые неправильные представления и немного нетрадиционно использовать свою будущую степень.

Последние сообщения от Cristian Puscasu (посмотреть все)

Коэффициент сопротивления — определение, формула, расчет, использование, часто задаваемые вопросы

Сила сопротивления — это сила сопротивления жидкости, сила, которая контратакует или сопротивляется движению тела в жидкости . В этой статье будет подробно рассмотрено понятие коэффициента лобового сопротивления.

Содержание Что такое сила сопротивления? Формула силы сопротивления. Что такое коэффициент лобового сопротивления? Как рассчитываются коэффициенты сопротивления? Как используются коэффициенты сопротивления? Часто задаваемые вопросы

Что такое сила сопротивления?

Сила сопротивления жидкости известна как сила сопротивления; эта сила всегда действует против движения тела, которое движется, погруженное в некоторую жидкость. Следовательно, сила сопротивления также может быть определена как сила, которая противодействует или сопротивляется движению тела в жидкости. Фундаментальная природа силы сопротивления заключается в том, чтобы действовать в направлении, противоположном скорости потока.

Сопротивление воздуха можно рассматривать как пример силы сопротивления, потому что оно всегда сопротивляется конечной скорости объекта, падающего с определенной высоты.

Сила сопротивления также имеет реактивную природу, подобно кинетическому трению, потому что она направлена ​​в направлении, противоположном движению объекта через жидкость, и существует только тогда, когда объект движется.

Силу сопротивления можно разделить на два типа: сопротивление кожи и сопротивление формы. Когда жидкости отталкиваются движущимся объектом, тогда создаваемое сопротивление известно как сопротивление формы через жидкость. Принимая во внимание, что поверхностное сопротивление в основном вызвано скольжением жидкости по поверхности движущегося объекта и представляет собой кинетическую силу трения.

Значение силы сопротивления прямо пропорционально плотности жидкости, квадрату скорости, площади поперечного сечения и коэффициенту сопротивления:

Формула силы сопротивления

Следовательно, математически

\(\begin{array}{l}D = \left ( C_{d}\rho AV \right )/2\end{array} \)

Где D обозначает силу сопротивления, C _d обозначает коэффициент сопротивления, ρ обозначает плотность среды в кгм ⁻³ , V обозначает скорость тела в мс ^-1 и А обозначает площадь поперечного сечения в м ² .

Что такое коэффициент лобового сопротивления?

Когда объект движется через жидкость, то для вычисления его сопротивления используется коэффициент, известный как коэффициент сопротивления, обозначаемый C _d . Коэффициент аэродинамического сопротивления является безразмерным, что полезно при расчете аэродинамического сопротивления и влияния формы, наклона и условий потока в аэродинамике.

В основном, нерезкие и громоздкие объекты будут иметь высокий коэффициент сопротивления, а обтекаемые объекты будут иметь более низкий коэффициент сопротивления.

Чтобы понять это, вы можете визуализировать объект каплевидной формы; объект будет иметь низкое значение C

d , примерно 0,06, из-за чего и при обтекании его воздухом он остается прикрепленным. С другой стороны, большое воздействие турбулентного воздуха будет создавать плоская и плоская поверхность, перпендикулярная воздушному потоку; это приведет к более высокому значению C _d .

Как рассчитываются коэффициенты аэродинамического сопротивления?

Для расчета аэродинамической или гидродинамической силы, действующей на объект, используются коэффициенты аэродинамического сопротивления, которые задаются приведенным ниже уравнением аэродинамического сопротивления: 9{2}C_{d}A\конец{массив} \)

Где:

F _d обозначает силу сопротивления (Н)

ρ обозначает плотность (кг/м³)

v обозначает скорость (м/с²)

C _d обозначает коэффициент аэродинамического сопротивления

А обозначает площадь фасада (м²)

Вы можете реорганизовать уравнение аэродинамического сопротивления, чтобы вычислить коэффициент сопротивления, если вам известна сила сопротивления, действующая на объект при определенной скорости.

Вы можете снова использовать приведенное выше уравнение для пересчета силы сопротивления для различных размеров и скоростей после того, как вы установили коэффициент сопротивления для определенной геометрии. Этот метод можно использовать, в частности, для определения размеров двигателей или аккумуляторов.

Однако важно помнить, что коэффициент аэродинамического сопротивления колеблется в зависимости от числа Рейнольдса. Число Рейнольдса — это доля (отношение) между силами инерции и силами вязкости жидкости, и это еще одна безразмерная величина. Он в основном описывает изменение поведения воздуха в зависимости от давления, скорости, температуры и типа жидкости.

Например, когда вы едете по гоночной машине, число Рейнольдса меняется. Следовательно, число Рейнольдса в задней части автомобиля будет отличаться от числа Рейнольдса в канале радиатора.

Предлагаемые видео

Уравнение непрерывности

Концепция силы сопротивления

Как используются коэффициенты аэродинамического сопротивления?

Независимо от размера или скорости объекта, коэффициенты лобового сопротивления позволяют специалистам по аэродинамике анализировать его аэродинамическую эффективность. Это означает, что вы можете провести сравнение аэродинамики автомобиля-гонщика со зданием. Несмотря на то, что они очень разные, у них обоих есть нормализованный коэффициент аэродинамического сопротивления.

На протяжении всего процесса проектирования коэффициенты аэродинамического сопротивления играют важную роль в определении того, какая конструкция имеет наилучшие характеристики. Вы можете сделать это, ранжируя конструкции в порядке коэффициента сопротивления. Вдохновение можно черпать из других аэродинамических форм с низким коэффициентом аэродинамического сопротивления, независимо от отрасли, в которой они производятся. Вдохновленный гидродинамикой рыбы, Мерседес однажды спроектировал дорожный автомобиль. Итак, помогаете ли вы байкеру разогнаться до максимальной скорости или разрабатываете дрон, способный пролететь как можно дальше на одном заряде, вашей целью будет снижение коэффициента аэродинамического сопротивления.

Часто задаваемые вопросы – Часто задаваемые вопросы

Q1

Что такое коэффициент аэродинамического сопротивления?

Когда объект движется через жидкость, то для вычисления его сопротивления используется коэффициент, известный как коэффициент сопротивления, обозначаемый C _d .