Reklama
Tomcar
A A A

Opory powietrza

Opory powietrza związane są z poruszaniem się pojazdu w środo­wisku gazowym (atmosferze) i wynikają z działania parcia powietrza na powierzchnię czołową, oporów tarcia powietrza o zewnętrzne ściany po­jazdu oraz z oporów wewnętrznego przepływu powietrza przez chłodnicę i urządzenia wentylacyjne. W najogólniejszy sposób opory powietrza można wyrazić wzorem Fp = k-S-v2 (6.16) Oznacza to, że siła oporów powietrza Fp jest proporcjonalna do pola powierzchni czołowej *) pojazdu 5" oraz kwadratu prędkości v. Nato­miast k jest współczynnikiem proporcjonalności, przy czym k = Cx^ (6.17) gdzie: Cx — bezwymiarowy współczynnik oporów powietrza, załeżny od kształtów nad­wozia; P — gęstość powietrza. Dla warunków przyjętych za normalne (ciśnienie atmosferyczne 1013,25 hPa = 760 mm Hg, temperatura + 15°C) gęstość powietrza P = 1,226 kg/m3. Uwzględniając zależność 6.17 można silę oporów powietrza przed­stawić następującym wzorem *,[N] = Cx ^[^] ' S[m2] • = 0,613CX • S • »«[N] (6.18) Jak widać, opory powietrza działające na pojazd zależą od jego kształtów (Cx i S) oraz od warunków ruchu (v i p) W tablicy 6.1 podano orientacyjne wartości współczynnika oporów powietrza Cx dla różnych rodzajów pojazdów. Pola powierzchni czołowej samochodów wynoszą zwykle: samochodów osobowych małych 1,3-f-1,8 m2 samochodów osobowych średnich i dużych 1,8-=-2,8 m2 samochodów ciężarowych 3,0 -f- 6,5 m2 autobusów i dużych furgonów 5,5 -i-7,5 m2 Iloczyn współczynnika oporów powietrza i pola powierzchni Cx • S, nazywany wskaźi' :an oporów powietrza, jest wielkością charakteryzującą dany pojazd. Ponieważ we wzorze 6.18 prędkość samochodu występuje w kwa­dracie, wykres zależności siły oporów powietrza Fp od prędkości jazdy v jest parabolą drugiego stopnia (rys. 6.12). Siła oporów powietrza jest więc mała dla małych prędkości ruchu, natomiast przy większych prędkościach osiąga znaczne wartości i w istotny sposób wpływa na własności ruchowe pojazdu. Czynnikiem wpływają­cym także na wartość siły oporów powietrza są warunki atmosfery­czne. Zależność 6.18 wy­prowadzono przy zało­żeniu tzw. normalnych warunków atmosferycz­nych. Wraz ze zmianą temperatury oraz ciś­nienia atmosferycznego zmienia się gęstość po­wietrza p. Przy dokład­nych obliczeniach należy więc korygować wyprowadzony wzór, uwzględniając odpowiadającą konkret­nym warunkom atmosferycznym rzeczywistą gęstość powietrza. Innym, nie uwzględnianym dotychczas czynnikiem, jest prędkość wiatru. We wzorze określającym siłę oporów powietrza jako prędkość v przyjęto prędkość samochodu względem drogi. W rzeczywistości o sile opo­rów powietrza decyduje prędkość samochodu względem otaczającego go powietrza. Dlatego prędkość wiatru należy dodawać do prędkości samo­chodu (jeżeli jedzie on pod wiatr) lub odejmować od niej (jeżeli jedzie z^wiatrem).