Jármű légellenállási együttható

Az aerodinamikai légellenállási együttható egy dimenzió nélküli érték , amely megegyezik a jármű frontális légellenállási erejének a sebességmagasság és a jármű középső területének szorzatával . Általában a következőképpen jelölik : $F$ $K$ $S$ $C_{x}$

C_{x}={\frac {F}{Q\cdot S)).

A sebességnek vagy az aerodinamikai fejnek a nyomás dimenziója van ( SI -ben pascalban mérik ), és a következőképpen definiálható:

Q={\frac {\rho v^{2}}{2)),

hol a sebesség, m/s;

v

\rho

- levegő sűrűsége, kg / m 3 .

Elülső aerodinamikai légellenállás:

F=C_{x}{\frac {\rho v^{2}}{2}}S.

$C_{x}$ csak az autó alakjától és a Reynolds-számtól függ , minden hasonlósági kritérium egyenlősége mellett , ebben az esetben a Reynolds-szám elengedhetetlen, minden geometriailag hasonló karosszéria esetében ugyanaz, függetlenül azok konkrét méreteitől. a Reynolds-számok széles tartományában (Re), ~1000-től ~10 5 -ig megközelítőleg állandó. Alacsony Re értéknél az áramlás lamináris áramlásba való átmenete miatt növekszik , egy autónál ez a Re több tíz centiméteres másodpercenkénti sebességnek felel meg. Re>10 5 -nél a turbulencia teljesen kifejlődik az áramvonalas karosszéria elülső és hátsó oldalán, és csökken. $C_{x}$ $C_{x}$ $C_{x}$

Minél kisebb , annál kisebb az elülső ellenállás az autó mozgásával szemben, és annál alacsonyabb az üzemanyag-fogyasztás, minden más tényező változatlansága mellett. A modern sorozatgyártású személygépkocsik aránya 0,2 és 0,35 között van. Teherautókban és terepjárókban a masszív karosszéria miatt rosszul áramvonalas a levegő - akár 0,5 vagy több. $C_{x}$ $C_{x}$

Egyes gyártók specifikációiban felsorolják az autó effektív légellenállási területét : ${\displaystyle S_{eff))$

S_{eff}=C_{x}\cdot S.

Ez az érték megegyezik egy vékony lapos lemez területével, amely merőleges a szembejövő áramlásra, és amely azonos sebességgel haladó autóval azonos ellenállási erőt fejt ki, mivel a vékony lemez közel 1. A hatásos terület nemcsak attól függ, hogy az autó formájára, de méretére is, pontosabban a középső részének területéről. A modern sorozatgyártású járművek effektív területe a személygépkocsik 0,5 m 2 -től a SUV-k és teherautók 2 vagy több négyzetméterig terjed. $C_{x}$

A légellenállási együtthatót kísérleti úton, autómodellek szélcsatornában történő fújásával , vagy számítógépes szimulációval történő számítással határozzák meg .

A légellenállás leküzdésére fordított motorteljesítmény

A test erővel történő mozgatására fordított teljesítmény egyenlő ennek az erőnek és a sebességnek a szorzatával $F$ $v:$

P_{a}=F\cdot v.

Mivel az aerodinamikai légellenállási erő arányos a sebesség négyzetével, a motorteljesítmény azon része, amely a légellenállás leküzdésére megy, arányos a sebesség kockájával, azaz a sebesség kétszeres növeléséhez nyolcszoros teljesítménynövekedés szükséges. legyőzni az ellenállást:

P_{a}=C_{x}{\frac {\rho v^{3}}{2}}S={\frac {\rho v^{3}}{2}}S_{eff} .

Példa

Egy nyári napon (légsűrűség ~ 1,2 kg / m 3 ), 1 m 2 effektív területű, 10 m / s (36 km / h) sebességgel haladó autóban a motor körülbelül 600 W a légellenállás leküzdésére, és 30 m / s (108 km / h) sebességgel haladva már ~ 16 kW (~ 22 LE).