Calcolo delle prestazioni di un autoveicolo nel moto rettilineo

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1 Calcolo delle prestazioni di un autoveicolo nel moto rettilineo Per quanto detto nelle precedenti lezioni, la potenza necessaria al moto su strada piana in condizioni di regime assoluto e in assenza di vento è data da ( 0 + ) + ρ trascurando la portanza aerodinamica La resistenza al rotolamento è preponderante alle basse velocità, mentre la resistenza aerodinamica lo è alle velocità più elevate 0,8 "! 0,6 0,4 Resistenza al rotolamento Resistenza aerodinamica Aerodinamica/rotolamento 0, Diagramma calcolato per una vettura media europea con,,, e Come si nota dal grafico oltre gli 80 km/h le forze preponderanti diventano quelle aerodinamiche, mentre piccola è la variazione della resistenza al rotolamento con la velocità, per valori di quest ultima inferiori alla velocità critica del pneumatico Per le autovetture bisogna altresì notare che la resistenza aerodinamica è, a parità di velocità, tanto più importante quanto più è piccola la vettura: al crescere delle dimensioni la massa aumenta generalmente in modo più rapido della superficie, mentre è difficile realizzare buoni sulle vetture di piccole dimensioni AA 000/00

2 Nel caso di marcia non in piano alla resistenza aerodinamica e a quella al rotolamento deve essere aggiunta quella necessaria al superamento della pendenza α, ovvero cosα ( 0 + ) + ρ + sinα sempre trascurando l effetto della portanza Affinché il moto a regime sia possibile è necessario che la potenza motrice disponibile alle ruote sia almeno pari a La potenza viene trasmessa al suolo tramite il contatto ruota-strada ed è limitata dall aderenza dei pneumatici Ovvero in condizioni di incipiente slittamento di entrambe le ruote della sala motrice e supponendo per esse ugual coefficiente di aderenza avremo che per una vettura a trazione anteriore: per una a trazione posteriore max e per una vettura a quattro ruote motrici max ( ) ( ) max AA 000/00

3 Supponendo che la vettura si muova in piano in condizioni di regime assoluto e senza carico trainato ( e uguali a 0) e sempre trascurando, e misurando le ascisse e le ordinate dal punto O avremo per una trazione posteriore, scrivendo l equilibrio alla rotazione attorno al punto a terra delle ruote anteriori direttrici ( + ) ( + ) ρ 0 da cui, essendo eguali le quattro ruote ( + ) + ρ ( ) mentre per una vettura a trazione anteriore ( + ) ( ) + ρ 0 da cui, essendo eguali le quattro ruote ( ) ρ che, essendo in generale, evidenzia come una vettura a trazione posteriore di ugual massa, dimensioni e resistenze aerodinamiche e al rotolamento di una gemella a trazione anteriore, possa scaricare al suolo una potenza maggiore essendo AA 000/00 3

4 Anche nel moto vario la trazione posteriore mostrerà il suo vantaggio in accelerazione in quanto, trascurando le coppie d inerzia delle ruote ( + ) + ρ + mentre per una trazione anteriore, nelle medesime condizioni ( ) ρ situazione che peggiora ulteriormente se la trazione anteriore ha il motore disposto trasversalmente con il senso di rotazione orario in quanto nell equilibrio alla rotazione compare anche la coppia d inerzia dovuta al motore stesso ( ) ρ ω AA 000/00 4

5 Si noti che se una vettura slitta con velocità del baricentro, per l impronta di ogni singola ruota motrice, avremo, a ruota con velocità angolare nulla: Se acceleriamo, la ruota assumerà una velocità periferica ω e quindi la velocità di strisciamento della ruota diventerà, riducendo la componente della forza d attrito in grado di contrastare la perturbazione che ha provocato lo slittamento ω AA 000/00 5