자동차 주행저항

자동차가 주행할 때 받는 저항을 주행저항 이라 한다.

주행저항 중 대표적으로 많이 언급 되는 구름저항, 공기저항, 등판저항에 대해 간단하게 정리 한다.

 

구름저항

구름저항이란 자동차가 수평 노면상을 굴러 이동할 때 받는 저항을 총괄한다.

구름저항의 대부분은 평지 주행시 회전하는 타이어의 형태를 변화시키는데 소요되는 일에 의해 발생된다.

노면이 연약할 경우 또는 수막현상과 같은 타이어 외의 변형에 소요되는 일은 무시하도록 하자.

위 그림은 노면이 변형되지 않는다는 가정하에 타이어 변형과 구름저항의 상관관계를 나타낸다.

타이어의 접지면의 압력분포는 그림과 같이 비대칭이고, 총 반력은 중심으로부터의 거리 ε에 작용한다.

토크 평형식은 생략하도록 하고, ε을 타이어의 동하중 반경으로 나눈 값을 구름저항계수로 대체 할 수 있다.

정리하면 다음과 같다.

구름저항 = 구름저항계수 x 반력

구름저항은 수직력 또는 반력에 비례하고, 구름저항계수는 타이어의 동하중 반경이 작을수록, ε이 클수록 커진다.

높은 속도에서의 구름저항계수는 고차항을, 젖은 노면일 경우 물의 비산저항, 선회시에는 선회저항을 고려한다.

 

공기저항

자동차의 진행방향에 반대방향으로 작용하는 공기력을 공기저항이라 한다.

공기저항은 공기밀도, 앞 투영면적, 주행속도, 자동차 형상의 영향을 크게 받는다.

공기 밀도는 공기압력과 공기온도에 따라 변화 한다.

ρ[ ㎏/㎥ ] = 348.7 x p / 233.2 + t

앞 투영면적은 자동차 전면에서 연직면에 자동차를 투영했을 때의 단면적으로 설계도면으로부터 구할 수 있다.

근사적으로는 아래와 같이 구할 수 있다.

A[ ㎡ ] = 0.8 x b x h

주행풍의 합성속도에서의 바람의 속도, 차체 길이 방향축에 대한 유입각은 무시한다.

공기저항계수는 자동차의 공기역학적 형상에 의한 영향을 총체적으로 고려하여 정의한다.

( ex. 라디에어터 그릴 크기, 전면 유리 경사도, 자동차 표면과 공기 마찰 등 )

공기역학적 상관관계의 복잡성 때문에 풍동에서 실측한다.

정리하면 다음과 같다.

공기저항 = 공기저항계수 x 앞 투영면적 x 공기밀도/2 x 합성속도^2 [ ㎧ ]

속도가 증가함에 따라 공기저항은 급격히 증가하며, 고속에서 주행저항의 대부분은 공기저항임을 알 수 있다.

 

등판저항

등판저항이란 자동차가 비탈진 길을 오를 때, 중력의 진행 반대방향 분력에 의해,

자동차의 중심 뒤쪽 방향으로 작용하는 일종의 저항을 말한다.

정리하면 다음과 같다.

등판저항 = 자동차의 질량 x 중력 x sinα

일반적으로 기울기는 각도로 표시하지 않고, 백분율로 표시한다.

( ex. 10% = 수평거리 100m에 높이 10m일 경우의 값 )

등판저항은 자동차의 질량과 노면의 기울기에 따라 변한다.

 

구동력/주행속도 선도

주행저항을 이용하여 구동력/주행속도 선도를 작성하였다.

이를 통해 최고속도, 최대 등판각, 여유구동력을 판독 할 수 있다.

 

 

 

 

 

 

 

 

(http://imadrug.tistory.com)