Temat:

Równanie ruchu

pojazdu samochodowego

cel poznawczy: równanie ruchu
pojazdu

samochodowego

oraz

identyfikacja

składowych

oporów

ruchu pojazdu samochodowego,

cel

utylitarny:

umiejętność

obliczania

oporu

ruchu

pojazdu

samochodowego

oraz

ich

interpretacja.

© dr inż. Arkadiusz Rychlik

Równanie ruchu pojazdu

samochodowego

Identyfikacja oporów

ruchu pojazdu

samochodowego

F

RR

– siła oporu toczenia;

F

aero

– siły

aerodynamiczne;

F

wew

– siła tarcia

wewnętrznego

F

g

– siły grawitacji (podczas jazdy po

pochyłościach);

F

bezwł

– siły bezwładności występujące podczas

przyśpieszania.

F

RR

– siła oporu toczenia

Opór toczenia – ilość energii zużytej przez oponę na
jednostkę przebytej drogi [wg ISO 8767]

W przypadki pojazdu samochodowego energia jest
dostarczana przez paliwo. Opór toczenia ma więc
bezpośredni wpływ na zużycie paliwa

Nieodkształcalne koło na twardym gruncie

Nieodkształcalne koło na miękkim gruncie

L

Z

F

f

RR



F

RR

– siła oporu toczenia

F

RR

– siła oporu toczenia

! Współczynnik oporu toczenia f jest
stosunkowo stały do prędkości 100-120 km/h,
potem rośnie wraz z prędkością

F

aero

– siły aerodynamiczne

! Siły aerodynamiczne wynikają z poruszania się
pojazdu w atmosferze powietrza. Zależą one od
rozmiaru i kształtu pojazdu – a ściślej od jego
powierzchni

czołowej

i

współczynnika

oporu

czołowego - oraz od prędkości z jaką się porusza.

F

aero

– siły aerodynamiczne

2

2

1

V

c

A

F

x

aero













gdzie:



- gęstość powietrza (1,3 kg/m^3);

A – powierzchnia czołowa pojazdu [m^2];
c

x

– współczynnika oporu powietrza;

V – prędkość ruchu pojazdu [m/s]

F

aero

– siły aerodynamiczne

F

aero

– siły aerodynamiczne

Kształt a wartość współczynnika c

x

F

aero

– siły aerodynamiczne

F

wew

– siła tarcia wewnętrznego

Siła

tarcia

wewnętrznego

pojazdu

jest

spowodowana występowaniem tarcia w układzie
przeniesienia napędu

Dla uproszczenia można
przyjąć, że tarcie
wewnętrzne jest
niezależne od prędkości
z zależy tylko od
parametrów
wewnętrznych pojazdu

F

wew

zwykle przyjmuje wartość od 50-250 N

F

g

– siły grawitacji

Siły grawitacyjne, dotyczą tylko przypadków gdy
droga po której porusza się pojazd jest nachylona



sin







g

M

F

g

F

bezwł

– siły bezwładności

! Siły bezwładności są to siły, które stawiają opór
przyśpieszeniu lub opóźnienia ruchu pojazdu

Siły bezwładności są wprost proporcjonalne do
masy pojazdu, im pojazd cięższy tym większa jego
bezwładność

gdzie:

M

eg

– masa pojazdu [kg]

V – przyśpieszenie lub opóźnienie jakie chcemy nadać

pojazdowi [m/s^2]

δ – współczynnik mas wirujących silnik i układu

napędowego

.











V

M

F

eg

bezw



F

bezwł

– siły bezwładności

... siły bezwładności a masa równoważna

Równanie oporów ruchu

pojazdu samochodowego

F

R

M

=

Σ

 
 
 

Z

F

f

RR



Z

f

F

RR





2

2

1

V

c

A

F

x

aero















sin







g

M

F

g

F

wew

= 50-250N









V

M

F

eg

bezw



Zadanie Nr 0

Oblicz wartości sił oporu ruchu samochodu
osobowego na płaskiej poziomej nawierzchni drogi
w zakresie prędkości pojazdu v= 0-40 m/s oraz

mając dane:

 

Typ sam. - osobowy

Typ sam. - ciężarowy

Przełożenie –

„bieg”

Wsp. mas
wirującyc

h



Przyśpieszenie

a [m/s^2]

Wsp. mas
wirującyc

h



Przyśpieszeni

e

a [m/s^2]

bieg II

1,4

1

1,6

1

bieg III

1,2

1

1,4

1

bieg IV

1,1

1

1,2

1

ruszanie z

miejsca – bieg I

1,6

2

1,2

2

ORAZ 

Karta danych: data urodzenie np.:
1970-09-21

m – liczba dnia miesiąca urodzenia x 100 [kg]

(

21x100=2100 kg

)

A – numer miesiąca / 3,33 [m^2]  (

9/3,33=2,70 m^2

)

f – numer miesiąca / liczba dnia miesiąca x0,1 

(

9/21x0,1=0,042

)

Cx - numer miesiąca / liczba dnia miesiąca (

9/21=0,42

)

Pozostałe dane wg uznania!

Dla powyższych danych określić:

-siłę oporu toczenia;
-siłę oporu powietrza;
-siłę oporu bezwładności;
-silę oporu wewnętrznego;
-opór w ruchu jednostajnym;
-opór w ruchu przyśpieszonym;
-opór łączny pojazdu.



Dla podstawie obliczonych wartości zamodelować

i określić:

- wpływ wartości jakie osiągają poszczególne siły

oporów ruchu w odniesieniu do całości oporu?

- jakie jest wpływ prędkości jazdy na wartości sił

oporów powietrza?

- określić zakres prędkości przy której występuje

najmniejszy i największy opór ruchu pojazdu.

Miłej pracy!

Zadanie Nr 1

Oblicz wartości sił oporu ruchu samochodu
osobowego na płaskiej poziomej nawierzchni drogi
mając dane:

m=1500 kg; f=0,015, A=2,3m^2, c

x

=0,32 w

zakresie prędkości pojazdu v= 0-40 m/s oraz

 

Typ sam. - osobowy

Typ sam. - ciężarowy

Przełożenie –

„bieg”

Wsp. mas
wirującyc

h



Przyśpieszenie

a [m/s^2]

Wsp. mas
wirującyc

h



Przyśpieszeni

e

a [m/s^2]

bieg II

1,4

1

1,6

1

bieg III

1,2

1

1,4

1

bieg IV

1,1

1

1,2

1

ruszanie z

miejsca – bieg I

1,6

2

1,2

2

Zadanie Nr 2

Oblicz wartości sił oporu ruchu samochodu
ciężarowego na płaskiej poziomej nawierzchni drogi
mając dane:

m=15 000 kg; f=0,015, A=6 m^2, c

x

=0,9 oraz

 

Typ sam. - osobowy

Typ sam. - ciężarowy

Przełożenie –

„bieg”

Wsp. mas

wirującyc

h



Przyśpieszenie

a [m/s^2]

Wsp. mas
wirującyc

h



Przyśpieszeni

e

a [m/s^2]

bieg II

1,4

1

1,6

1

bieg III

1,2

1

1,4

1

bieg IV

1,1

1

1,2

1

ruszanie z

miejsca – bieg I

1,6

2

1,2

2