„

Wpływ siły

aerodynamicznej na

właściwości trakcyjne

samochodu osobowego

.”

Promotor:

dr hab. inż. prof.

PRz

Mirosław

Śmieszek

Artur Tomczak

CZĘŚĆ TEORETYCZNA



cel pracy



opory ruchu

działające

pojazd

działające

pojazd

samochodowy,



wpływ zjawisk aerodynamicznych

na osiągi

i zużycie paliwa pojazdów ,



rodzaje

nadwozi

stosowanych

rodzaje

nadwozi

stosowanych

samochodach osobowych:

- nadwozia trójbryłowe,

- nadwozia dwubryłowe,

- nadwozia jednobryłowe,

- nadwozia otwarte.

CZĘŚĆ PRAKTYCZNA

•

obliczenia

charakterystyka dynamiczna

wykresy przyspieszeń

czas rozpędzania samochodu

•

dane pojazdu

•

analiza wyników:
-

porównanie wskaźników dynamicznych

dla

poszczególnych biegów,
-

zależność wskaźnika dynamicznego

D od

współczynnika Cx

zmiana wskaźnika dynamicznego ΔD/D

w zależności od

prędkości jazdy v,

porównanie przyspieszeń

dla poszczególnych biegów,

zależność przyspieszeń od współczynnika Cx

- zmian wartości

a/a

w funkcji prędkości v dla

poszczególnych biegów.

•

podsumowanie.

Celem pracy

jest ukazanie jaki wpływ mają siły

aerodynamiczne na właściwości trakcyjne

samochodu (charakterystyka dynamiczna,

przyspieszanie).

Wielkością charakterystyczną dla aerodynamiki jest

współczynnik oporu powietrza

Cx, który zależy

głównie od geometrii bryły samochodu. Najlepszy

aerodynamiczny kształt powinien przypominać

spadającą kroplę wody, gdyż opory powietrza są

wtedy najmniejsze (zaledwie 0,05).

Kształt bryły

to podstawa, jednak duży wpływ na wielkość oporu

powietrza ma również

długość bryły

odpowiednio ukształtowane podwozie

, którego

specjalnie dobrane elementy redukują opory

w przepływie powietrza i zmniejszają niepotrzebną

siłę nośną (odwrotność siły docisku).

Opory ruchu działające na

pojazd samochodowy



opór aerodynamiczny

- współczynnik oporu powietrza,

- opory dodatkowe,



opór toczenia



opór wzniesienia



opór bezwładności

Opór aerodynamiczny

–

jest

definiowany jako siła przeciwdziałająca

ruchowi, zatem dla oporu naturalnym

układem odniesienia jest układ ruchu

pojazdu. Poza współczynnikiem oporu

powietrza Cx zależy również od

powierzchni czołowej pojazdu, gęstości

powietrza oraz kwadratu względnej

prędkości powietrza.

Współczynnik oporu powietrza Cx

liczba mówiąca nam o tym jak duży opór

aerodynamiczny stawia dany obiekt. Zależy od

kształtu pojazdu i mierzona jest w tunelu

aerodynamicznym.

Opór tarcia

powierzchniowego

konwencjonalnych pojazdów drogowych

jest względnie mały. Może jednak

czasami osiągać 30% całkowitego opory

współczesnego samochodu, przy

znacznie obniżonym oporze

ciśnieniowym nadwozia.

Opór ciśnieniowy

(kształtu, profilowy)

- ma największy wpływ na całkowity

opór aerodynamiczny. Powstaje na

skutek tego, że ciśnienie na

powierzchniach skierowanych do tyłu

jest niższe niż na skierowanych do

przodu.

Opór indukowany

Jeżeli poruszające się ciało

wytwarza siłę nośną, powstaje

dodatkowo opór związany z

wytwarzaniem siły nośnej, zwany

oporem indukowanym. Jest to opór

powstający w wyniku zawirowań

na końcach płata spowodowany

wyrównywaniem się ciśnień na

górnej i dolnej powierzchni płata.

Siła nośna

– siła działająca na ciało

poruszające się w płynie (gazie lub

cieczy), prostopadła do kierunku

ruchu.

Z jednej strony siła nośna pośrednio

wpływa na zwiększenia oporu, lecz z

drugiej strony – co jest bardziej ważne

– przez zmniejszenie siły nośnej, a

nawet generowanie siły dociskowej

można osiągnąć poprawienie własności

jezdnych, jak też stabilności pojazdu.

Opór toczenia

Opory toczenia pojawiają się w wyniku

współpracy ogumionych kół pojazdu

z nawierzchnią drogi. Z wyjątkiem

niektórych samochodów o

zróżnicowanej szerokości ogumienia

kół osi przedniej i osi tylnej, przyjmuje

się jednakową wartość współczynnika

oporu toczenia dla wszystkich kół.

Opór wzniesienia

- jest to opór

drogowy, który występuje podczas, gdy
urządzenie wznosi się po płaszczyźnie do
góry. Siłę ciężkości G można rozłożyć na
składową normalną do powierzchni drogi
Fz oraz składową równoległą do
powierzchni drogi, która jest nazywana
siłą oporu wzniesienia.

Opór bezwładności

- działają na

samochód wówczas, gdy porusza się on ru
chem niejednostajnym. Siła oporów
bezwładności różni się od innych oporów
ruchu tym, że kierunek jej działania nie
zawsze jest przeciwny kierunkowi ruchu,
gdyż siła ta przeciwstawia się nie samemu
ruchowi, lecz zmianom jego prędkości.

Opływ nadwozia powoduje powstanie sił
aerodynamicznych, które wpływają na:

• zużycie paliwa,

• własności dynamiczne pojazdu,

• prędkość maksymalną,

• stabilność ruchu,

• zdolność szybkiego pokonywania
zakrętów.

Wpływ zjawisk

aerodynamicznych na osiągi i

zużycie paliwa pojazdów

Dane pojazdu

Marka

Nissan Primera

Typ silnika

2.0 dCi

Moc maksymalna (N

)

110 kW ≈ 150 KM

Moment maksymalny (M

)

340 Nm

Prędkość obrotowa silnika odpowiadająca

mocy maksymalnej (n

)

4000 obr/min

Prędkość obrotowa silnika odpowiadająca

momentowi maksymalnemu (n

)

2000 obr/min

Masa całkowita (z pełnym obciążeniem) (m)

2040 kg

Masa własna (m

)

1500 kg

Nacisk osi przedniej (m

)

1155 kg (11,7 kN)

Nacisk osi tylnej (m

)

885 kg (10,1 kN)

Ogumienie

205/55 R16

Promień dynamiczny opony (r

)

0,316

Rozstaw osi (l

)

2,740 m

Obrys nadwozia:



długość (l)



szerokość (b)



wysokość (h)

4,576 m
1,772 m
1,429 m

Współczynnik oporu powietrza (c

)

0,30

Obliczenia

W celu maksymalnego zbliżenia się do

rzeczywistych warunków ruchu drogowego
w badaniach symulacyjnych, a w zasadzie w
modelu wykorzystano dane
charakterystyczne dla samochodu Nissan
Primera. W procesie obliczeniowym
symulacji, poza parametrami ruchu,
zmieniano tylko współczynnik cx.
Współczynnik ten przyjmował następujące
wartości:
cx = 0,28
cx = 0,30
cx = 0,32

100

150

200

250

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

V [km/h]

WSKAZNIK DYNAMICZNY DLA Cx=0,28

bieg III

bieg V

bieg VI

bieg I

bieg IV

bieg II

100

150

200

250

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

V [km/h]

WSKAZNIK DYNAMICZNY DLA Cx=0,30

bieg II

bieg III

bieg IV

bieg V

bieg VI

bieg I

100

150

200

250

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

V [km/h]

WSKAZNIK DYNAMICZNY DLA Cx=0,32

bieg II

bieg III

bieg IV

bieg V

bieg VI

bieg I

Charakterystyka dynamiczna dla
c

=0,28

Charakterystyka dynamiczna dla
c

=0,32

Charakterystyka dynamiczna dla
c

=0,30

100

150

200

250

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

V [km/h]

WSKAZNIK DYNAMICZNY DLA Cx=0,28

bieg III

bieg V

bieg VI

bieg I

bieg IV

bieg II

Charakterystyka dynamiczna dla c

=0,28

100

150

200

250

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

V [km/h]

WSKAZNIK DYNAMICZNY DLA Cx=0,30

bieg II

bieg III

bieg IV

bieg V

bieg VI

bieg I

Charakterystyka dynamiczna dla c

=0,30

100

150

200

250

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

V [km/h]

WSKAZNIK DYNAMICZNY DLA Cx=0,32

bieg II

bieg III

bieg IV

bieg V

bieg VI

bieg I

Charakterystyka dynamiczna dla c

=0,32

100

120

140

160

180

200

V [km/h]

WYKRES PRZYSPIESZEN DLA Cx=0,28

bieg I

bieg II

bieg III

bieg IV

bieg V

bieg VI

100

120

140

160

180

200

V [km/h]

WYKRES PRZYSPIESZEN DLA Cx=0,30

bieg I

bieg II

bieg III

bieg IV

bieg V

bieg VI

100

120

140

160

180

200

V [km/h]

WYKRES PRZYSPIESZEN DLA Cx=0,32

bieg I

bieg II

bieg III

bieg IV

bieg V

bieg VI

Wykres przyspieszeń dla
cx=0,28

Wykres przyspieszeń dla
cx=0,32

Wykres przyspieszeń dla
cx=0,30

100

120

140

160

180

200

V [km/h]

WYKRES PRZYSPIESZEN DLA Cx=0,28

bieg I

bieg II

bieg III

bieg IV

bieg V

bieg VI

Wykres przyspieszeń dla cx=0,28

100

120

140

160

180

200

V [km/h]

WYKRES PRZYSPIESZEN DLA Cx=0,30

bieg I

bieg II

bieg III

bieg IV

bieg V

bieg VI

Wykres przyspieszeń dla cx=0,30

100

120

140

160

180

200

V [km/h]

WYKRES PRZYSPIESZEN DLA Cx=0,32

bieg I

bieg II

bieg III

bieg IV

bieg V

bieg VI

Wykres przyspieszeń dla cx=0,32

100

120

140

160

180

200

X: 11.76
Y : 100

t [s]

[

]

ROZPEDZANIE SAMOCHODU DLA Cx=0,28

100

120

140

160

180

200

X: 11.85
Y : 100

t [s]

[

]

ROZPEDZANIE SAMOCHODU DLA Cx=0,30

100

120

140

160

180

200

X: 11.85
Y: 100

t [s]

[

]

ROZPEDZANIE SAMOCHODU DLA Cx=0,32

Rozpędzanie samochodu przez biegi dla cx =
0,32

Rozpędzanie samochodu przez biegi dla cx =
0,30

Rozpędzanie samochodu przez biegi dla cx =
0,28

100

120

140

160

180

200

X: 11.76
Y: 100

t [s]

[

]

ROZPEDZANIE SAMOCHODU DLA Cx=0,28

Rozpędzanie samochodu przez biegi dla
cx = 0,28

100

120

140

160

180

200

X: 11.85
Y: 100

t [s]

[

]

ROZPEDZANIE SAMOCHODU DLA Cx=0,30

Rozpędzanie samochodu przez biegi dla cx = 0,30

100

120

140

160

180

200

X: 11.85
Y : 100

t [s]

[

]

ROZPEDZANIE SAMOCHODU DLA Cx=0,32

Rozpędzanie samochodu przez biegi dla cx =
0,32

100

150

200

250

0.02

0.04

0.06

0.08

0.1

0.12

0.14

0.16

0.18

V [km/h]

WSKAZNIK DYNAMICZNY

bieg V

bieg IV

bieg VI

Porównanie wskaźników dynamicznych dla poszczególnych biegów:

- bieg IV – kolor czarny → cx=0,28, kolor zielony → cx=0,30, kolor czerwony → cx=0,32,
- bieg V – kolor zielony → cx=0,28, kolor różowy → cx=0,30, kolor granatowy → cx=0,32,
- bieg VI – kolor czerwony → cx=0,28, kolor żółty → cx=0,30, kolor zielony → cx=0,32.

Zależność wskaźnika dynamicznego D od
współczynnika Cx dla biegu IV przy prędkości
v = 141,62 km/h.

Zależność wskaźnika dynamicznego D od
współczynnika Cx dla biegu V przy prędkości
v = 140,49 km/h.

Zależność wskaźnika dynamicznego D od
współczynnika Cx dla biegu VI przy prędkości
v = 140,06 km/h.

Zależność wskaźnika dynamicznego D od współczynnika Cx dla
biegu IV przy prędkości v = 141,62 km/h.

Zależność wskaźnika dynamicznego D od współczynnika Cx
dla biegu V przy prędkości v = 140,49 km/h.

Zależność wskaźnika dynamicznego D od współczynnika
Cx dla biegu VI przy prędkości v = 140,06 km/h.

Zmiana wskaźnika dynamicznego ΔD/D w
zależności od prędkości jazdy V [km/h] dla
biegu IV

Zmiana wskaźnika dynamicznego ΔD/D w
zależności od prędkości jazdy V [km/h] dla
biegu VI

Zmiana wskaźnika dynamicznego ΔD/D w
zależności od prędkości jazdy V [km/h] dla
biegu V

Zmiana wskaźnika dynamicznego ΔD/D w zależności od
prędkości jazdy V [km/h] dla biegu IV

Zmiana wskaźnika dynamicznego ΔD/D w zależności
od prędkości jazdy V [km/h] dla biegu V

Zmiana wskaźnika dynamicznego ΔD/D w zależności od
prędkości jazdy V [km/h] dla biegu VI

100

120

140

160

180

200

0.5

1.5

v [km/h]

PRZYSPIESZENIE

bieg IV

bieg V

bieg VI

Porównanie przyspieszeń dla poszczególnych biegów:

Zależność przyspieszeń od
współczynnika Cx dla biegu IV przy
prędkości v = 141,62 km/h

Zależność przyspieszeń od
współczynnika Cx dla biegu VI przy
prędkości v = 140,06 km/h

Zależność przyspieszeń od
współczynnika Cx dla biegu V przy
prędkości v = 140,49 km/h

Zależność przyspieszeń od współczynnika Cx dla biegu
IV przy prędkości v = 141,62 km/h

Zależność przyspieszeń od współczynnika Cx dla biegu
V przy prędkości v = 140,49 km/h

Zależność przyspieszeń od współczynnika Cx dla
biegu VI przy prędkości v = 140,06 km/h

Przebieg zmian wartości Δa/a w
funkcji prędkości v dla biegu IV

Przebieg zmian wartości Δa/a w
funkcji prędkości v dla biegu V

Przebieg zmian wartości Δa/a w
funkcji prędkości v dla biegu VI

Przebieg zmian wartości Δa/a w funkcji prędkości v dla
biegu IV

Przebieg zmian wartości Δa/a w funkcji prędkości v dla
biegu V

Przebieg zmian wartości Δa/a w funkcji prędkości v dla
biegu VI

Podsumowanie

Znaczenie właściwości aerodynamicznych rośnie wraz ze

wzrostem prędkości osiąganych przez samochody osobowe.

Dopracowane aerodynamicznie nadwozie ma bezpośredni

wpływ na zmniejszenie oporów ruchu pojazdu i tym samym na

poprawę właściwości trakcyjnych samochodu (dynamika jazdy,

przyspieszanie, hamowanie, stateczność kierunkowa jazdy).

Dzięki temu możemy zwiększyć prędkość maksymalną i

zmniejszyć zużycie paliwa, co z kolei prowadzi do obniżenia

kosztów eksploatacji i służy ochronie środowiska naturalnego.

Wpływ wartości Cx (0,28; 0,30; 0,32) na przyśpieszenie i

właściwości trakcyjne badanego pojazdu. Dla założonej

prędkości zmiana Cx z 0,28 na 0,32 powoduje na biegu IV

spadek wskaźnika D o 0,003, a przyśpieszenie o 0,035 m/s2, na

biegu V spadek wskaźnika D o 0,003, a przyśpieszenie o 0,035

m/s2 i na biegu VI spadek wskaźnika D o 0,004, a

przyśpieszenie o 0,034 m/s2. Ze wzrostem prędkości wpływ Cx

na osiąganą wartość D i a wzrasta w widoczny sposób.

Pokazują to wykresy na rysunkach przedstawiających względny

spadek wskaźnika D i przyśpieszenia a. Spadek ten

spowodowany zmianą współczynnika Cx z wartości 0,28 do

0,32 przy dużych prędkościach dochodzi do 30%.

Document Outline

Slide 1
Slide 2
Slide 3
Slide 4
Slide 5
Slide 6
Slide 7
Slide 8
Slide 9
Slide 10
Slide 11
Slide 12
Slide 13
Slide 14
Slide 15
Slide 16
Slide 17
Slide 18
Slide 19
Slide 20
Slide 21
Slide 22
Slide 23
Slide 24
Slide 25
Slide 26
Slide 27
Slide 28
Slide 29
Slide 30
Slide 31
Slide 32
Slide 33
Slide 34
Slide 35
Slide 36
Slide 37
Slide 38
Slide 39
Slide 40
Slide 41
Slide 42
Slide 43
Slide 44
Slide 45

Wyszukiwarka

Podobne podstrony:
Wplyw procesu prazenia na wlasciwosci kawy zbozowej i jej komponentow
5 WPŁYW PARAMETRÓW TECHNOLOGICZNYCH NA WŁAŚCIWOŚCI WYPRASEK WTRYSKOWYCH, Studia, Przetwórstwo Tworzy
52 Wpływ składu chemicznego na właściwości i zastosowanie stali ppt
wpływ zaw. węgla na właściw. stali, Materialoznawstwo
WPŁYW CZASU PRZECHOWYWANIA NA WŁAśCIWOśCI FIZYCZNE I STABILNOŚĆ KAKAO Z DODATKIEM KWASU L ASKORBINOW
wpływ dodatku nanowypełniacza na wlaściwości mechaniczne i tribiologiczne kompozytów do zastosowań s
Wpływ roztworu nawilżającego na właściwości formy drukowej oraz
WPŁYW KSZTAŁTU STATKU POWIETRZNEGO NA WŁAŚCIWOŚCI AERODYNAMICZNE
Wpływ wartości wypiekowej mąki piekarskiej na właściwości pieczywa 16
Koloidy glebowe i ich wpływ na właściwości gleby
Wpływ procesu na właściwości kawy zbożowej i jej komponentów 16
116. Wpływ elem siły obr. na skuteczność obronną państwa, STUDIA EDB, Obrona narodowa i terytorialna
3.Obróbka cieplna stali narzędziowej i jej wpływ na właściwości
Omówić wpływ temperatury na właściwości diody
OKREŚLENIE WŁAŚCIWOŚCI TRAKCYJNYCH POJAZDÓW SAMOCHODOWYCH
Wpływ temperatury hartowania na strukturę i właściwości stali 40H, Nauka o materialach
Struktura-wpływ na właściwości, Studia, Materiały Konstrukcyjne - PNOM
Omówić wpływ temperatury na właściwości BJT
Podstawy ogrodnictwa próchnica glebowa i jej wpływ na właściwości gleby

więcej podobnych podstron

Wpływ siły aerodynamicznej na własciwości trakcyjne samochodu

Document Outline