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汽车行驶阻力详解:滚动摩擦与空气阻力的影响分析

分类:汽车知识 发布时间:2024-09-13 17:57:58

上文已经提到,汽车的移动依赖于驱动力,但同时也会受到行驶过程中的各种阻力影响。

当车辆正常行驶时,车轮会遇到滚动摩擦力Ff。无论何时只要车子在动,空气阻力Fw就会出现;加速时,则会有额外的加速度阻力Fj;而坡道上的行驶则会增加倾斜阻力Fi。这四种阻力共同构成了汽车总的运行阻力。

其中,滚动摩擦和空气阻力是恒定存在的因素,只有在特定情况下(如加速或上坡)才会遇到额外的阻力。首先我们来探讨一下滚动摩擦力:当车辆行进于软质路面时,轮胎与地面都会发生明显的变形;即使是在坚硬的混凝土路面上行驶,轮胎也会有一定的形变。无论在哪种路面上,轮胎和地面之间的接触都会造成一定程度的能量损耗,这种损耗会导致轮胎发热。

这是由于轮胎在加载过程中的力大于卸载过程中力的现象造成的弹性迟滞损失产生的滚动摩擦阻力。

接下来,我们以从动轮为例详细解析滚动摩擦的作用机制:

假设车轮向左滚动,在受到垂直于地面的重力W的同时也会向前移动。此时,车轮左侧存在加载变形区域d,右侧则有卸载变形区d'。通过分析可以绘制出弹性迟滞损失图。

在每一个微小圆形区域上都会作用着一系列力:

这些力的合力并不位于圆心位置,而是偏向于运动方向,这个力就是轮胎对地面施加的垂直力Fz,它的大小与重力W相等。为了简化计算和理解,我们引入滚动摩擦阻力矩来抵消两者之间的距离a。

经过上述分析后,可以得出结论:车轮在一定条件下的滚动所需推力与其负荷之比,也就是说,在研究行驶阻力时,主要关注的是滚动摩擦力的影响,而无需过多考虑滚动摩擦阻力矩的作用。

未来的文章中,我们将通过科学的方法来评估哪种轮胎更适合日常使用。汽车行驶阻力详解:滚动摩擦与空气阻力的影响分析汽车行驶阻力详解:滚动摩擦与空气阻力的影响分析汽车行驶阻力详解:滚动摩擦与空气阻力的影响分析