När blir luftmotståndet större än rullmotståndet för en modern snittbil?

[blacktriple]

Har sökt lite på frågan utan att egentligen hitta något bra svar.
Rullmotståndet för en bil är ju alltid lika högt under samma yttre förutsättningar (väg, däck o.s.v.) medan luftmotståndet ökar med hastigheten.

Jag har hittat en studie från trafikverket gällande en Renault lastbil där luftmotståndet blev högre än rullmotståndet vid ungefär 75 km/h.

En modern personbil har ju ett c[SUB]v[/SUB]-värde på cirka 0,3 medan en lastbil ligger runt 0,5. Med tanke på personbilens lägre luftmotståndskoefficient borde brytpunkten då luftmotståndet blir högre än rullmotståndet även ligga vid en högre hastighet. Fast, hur högt då? Rullmotståndet borde bli högre på en lastbil än på en personbil då den har bredare och ofta fler hjul. Dock har den större hjulomkrets vilket borde vara till lastbilens fördel.

Vinterdäck eller till och med dubbdäck höjer ju rullmotståndet. Fast hur mycket då? 5%? 10%?

Någon som vet mer ingående?

 

[Steffo_b]

Det där är inte helt enkelt. Det ligger en del grejor bakom.
Det räcker inte med att titta på Cv värden.

En lastbil är kantigare och har därför sämre Cv värde. Men den har också avsevärt större tvärsnittsarea vilket gör det ännu värre ifråga om luftmotståndet. Cv värdet är om jag inte misminner mig ett mått på luftmotståndet för en kvadratmeter tvärsnittsarea.

en bil som är 1,80 bred och 1,60 hög har ju mycket mindre tvärsnittsarea än en lastbil som är 2,5 meter bred och 3 meter hög.

Rullmotståndet är ju proportionellt mot vikten (om man antar att man pumpat däcken till samma deformation mot vägbanan)
Dock är ju en lastbil också avsevärt tyngre vilket gör att den har mer rullmotstånd.
En 12 tons lastbil har ju 6 gånger så högt rullmotstånd som en bil som väger 2 ton. Jämför man med en bil som väger 1500 kg så är det 8 gånger så mycket. Dvs lastbilen skall komma upp i 8 gånger så stort luftmotstånd som personbilen innan luuftmotståndet blir större än rullmotståndet.

Och när det händer beror på då dels tvärsnittsarean, dels Vc värdet och dels vikten på fordonet. Det räcker alltså inte att bara titta på CV värdet och säga att det sker tidigare eller senare. Dom andra faktorerna spelar också in.

 

[ething]

Lite matematik

Luftmotstånd: F = C*p*V^2*A/2

C: Luftmotsåndskoefficient
p: Luftens densitet (1,2 Kg/M^3)
V: Hastighet
A: Frontarea

På en bil kan vi anta frontarea = 2,2 m^2 och C på 0,3 (bra mellanklassbil)

Rullmotstånd: F = C * N

C: Rullmotståndskoefficient
N: Kraft

Antag rullmotstånd till 0,01 och vikten till 1600 Kg

Jämvikt i kraft vid: C*p*V^2*A/2 = C * N

0,396*V^2 = 157

V = 19,9 m/S eller 71 Km/h

Varierar givetvis med typ av bil, däck, underlag så se detta som en grov uppskattning

 

[Randonörd]

Det svåra är att räkna ut rullmotståndet. Det är många parametrar som påverkar
Dessutom är inte luftmotståndet proportionellt , var dessa kurvor skär varandra kan variera mycket.

 

[ething]

Du räknar inte ut rullmotstånd, du provar fram det. Efter många års erfarenhet av certifiering av bilar så kan jag lova att det finns mer parametrar än ni anar när det gäller rullmotstånd på en bil.

 

[blacktriple]

Rullmotståndet är ju proportionellt mot vikten (om man antar att man pumpat däcken till samma deformation mot vägbanan)
Dock är ju en lastbil också avsevärt tyngre vilket gör att den har mer rullmotstånd.
En 12 tons lastbil har ju 6 gånger så högt rullmotstånd som en bil som väger 2 ton. Jämför man med en bil som väger 1500 kg så är det 8 gånger så mycket. Dvs lastbilen skall komma upp i 8 gånger så stort luftmotstånd som personbilen innan luuftmotståndet blir större än rullmotståndet.

Kan man verkligen generalisera så pass att en lastbil som väger 6 gånger en personbil har 6 gånger så högt rullmotstånd?
Det är ju en hel del parametrar som skiljer, en lastbil har ett betydligt högre däckstryck, fler och bredare hjul som gör att marktrycket per ytenhet kanske inte skiljer så mycket, större diameter på hjulen, o.s.v.

- - - Updated - - -

Du räknar inte ut rullmotstånd, du provar fram det. Efter många års erfarenhet av certifiering av bilar så kan jag lova att det finns mer parametrar än ni anar när det gäller rullmotstånd på en bil.

Hur då? Bogsering med dynamometer?

 

[ething]

Hur då? Bogsering med dynamometer?

Finns lite olika sätt.

- Däck mäts normalt i en rigg där en given kraft skickas in i ett hjul som mäts mot en "rulle" (dynamometer) för att mäta fram förlusterna.
- På helbilsnivå jobbar man normalt med utrullning. Du mäter helt enkelt hur långt en bil rullar efter att motorn frikoppltas från en given hastighet. Genom att känna till luftmotstånd, friktion i hjullager etc. kan man då få fram rullmotståndet.
- Eftersom mycket av denna data är känd kan man beräkna både rullmotstånd och totalt energibehov ganska väl idaqg.

 

[Randonörd]

När det gäller rullmotståndet, förändras det även med hastigheten .
Det är deformationerna däcken som kostar energi..
Däcken deformeras där de belastas, när hjulen rullar flyttas deformationen.
Desto fortare hjulen rullar ju snabbare flyttas detta. - rullmotståndet förändras med hastigheten.

 

[Steffo_b]

Kan man verkligen generalisera så pass att en lastbil som väger 6 gånger en personbil har 6 gånger så högt rullmotstånd?
Det är ju en hel del parametrar som skiljer, en lastbil har ett betydligt högre däckstryck, fler och bredare hjul som gör att marktrycket per ytenhet kanske inte skiljer så mycket, större diameter på hjulen, o.s.v.

- - - Updated - - -



Hur då? Bogsering med dynamometer?

I stort sett kan man säga det ja. Visst kan det skilja en del men vid förenklingar så tillåter man sig att räkna på det sättet.

Ska man vara petimeter så är det en hel massa faktorer som påverkar såsom däcktryck, gummiblandning, typ av stomme i däcket etc men allt sammantaget så spelar dom in relativt lite.

Vad gäller däcksbredd så är den större däcksbredden på lastbilar i huvudsak där för att klara av en större last utan att överbelasta däcken.

På samma sätt så är luftmotstånd även det något som påverkas av flera faktorer som man faktiskt inte tar med i beräkningarna då dessa ger så små fel att det kan anses försumbart.

Är man noga så är det mycket som inte stämmer till 100% men vi använder dom ändå. Newtons tyngdlag som han kom på när han fick ett äpple i huvudet är till exempel inte helt korrekt men den ger tillräckligt bra svar för att den mer än väl skall duga för vardagliga beräkningar. Det är först när man kommer till väldigt specialiserade beräkningar som man behöver använda sig av andra mer avancerade beräkningar.