汽車運行阻力

簡述

汽車在水平道路上等速行駛時，必須克服來自地面的滾動阻力和來自空氣的空氣阻力。當汽車在坡道上上坡行駛時，還必須克服重力沿坡道的分力，稱為坡度阻力。汽車加速行駛時還需要克服加速阻力。

上述諸阻力中，滾動阻力和空氣阻力是在任何行駛條件下均存在的，坡度阻力和加速阻力僅在一定行駛條件下存在，在水平道路上等速行駛時就沒有坡度阻力和加速阻力。

滾動阻力

成因

車輪滾動時，輪胎與路面的接觸區域產生法向、切向的相互作用力以及相應的輪胎和支承路面的變形，輪胎和支承面的相對剛度決定了變形的特點。當彈性輪胎在硬路面(混凝土路、瀝青路)上滾動時，輪胎的變形是主要的，此時由於輪胎有內部摩擦產生彈性遲滯損失，使輪胎變形時對它作的功不能全部回收。正是輪胎的這種彈性遲滯損失造成了滾動阻力。

影響因素

在實際中，不會直接套用滾動阻力，而是用滾動阻力係數f來表征滾動阻力的大小，在輪胎所受的法向力等條件相等的情況下，滾動阻力係數f越大，則滾動阻力就越大。影響滾動阻力係數f的因素較多，比如：路面的種類、行駛車速以及輪胎的構造、材料、氣壓等。

加速阻力

汽車加速行駛時，克服其質量加速運動時的慣性力，這就是加速阻力Fj。加速阻力包括平移質量的慣性力和旋轉質量的慣性力偶矩，為了便於計算，一般把旋轉質量的慣性力偶矩轉化為平移質量的慣性力。

坡度阻力

汽車重力沿坡道的分力Fi表現為汽車坡度阻力，如圖1所示。

根據我國的公路路線設計規範，高速公路平原微丘區最大縱坡為3%，山嶺重丘區為5%；一級汽車專用公路平原微丘區最大坡度為4%，山嶺重丘區為6%；一般四級公路平原微丘區為5%，山嶺重丘區為9%。所以，一般道路的坡度均較小。

空氣阻力

定義

汽車直線行駛時受到的空氣作用力在行駛方向的分力稱為空氣阻力。

組成

空氣阻力分為壓力阻力與摩擦阻力兩部分。作用在汽車外形表面上的法向壓力的合力在行駛方向的分力，稱為壓力阻力(如圖2所示)；摩擦阻力是由於空氣的粘性在車身表面產生的切向力的合力在行駛方向的分力。

壓力阻力又分為四部分：形狀阻力、干擾阻力、內循環阻力和誘導阻力。形狀阻力占壓力阻力的大部分，與車身主體形狀有很大關係；干擾阻力是車身表面突起物(如後視鏡、門把、引水槽、懸架導向桿、驅動軸等)引起的阻力；發動機冷卻系、車身通風等所需空氣流經車體內部時構成的阻力，即為內循環阻力；誘導阻力是空氣升力在水平方向的投影。

在一般轎車中，這幾部分阻力的大致比例為：形狀阻力占58%，干擾阻力占14%，內循環阻力占12%，誘導阻力占7%，摩擦阻力占9%。

減小空氣阻力的方法

減小空氣阻力對於提高汽車的動力性、燃油經濟性都有重要作用。