Autoturismele si factorul Cx
Dupa cum am spus in articolul precedent, factorul Cx este un coeficient adimensional care ne arata cu ce rezistenta se opune aerul la miscarea unei masini. Cu cat acesta are o valoare mai mica, cu atat rezistenta aerului este mai mica, deci masina se misca mai usor, mai repede si cu un consum mai mic de combustibil. Sa vedem cum se petrec lucrurile. La inaintarea masinii prin patura de aer, aceasta apasa cu partea din fata si astfel ia nastere o presiune dinamica, din cauza aerului comprimat, care se opune inaintarii ei. Rezistenta este. Logic, cu atat mai mare cu cat suprafata cu care masina impinge aerul este mai mare (deci cu cat sectiunea transversala a masinii este mai mare). In acelasi timp, la spatele automobilului se creaza o depresiune, datorita faptului ca „golul”
lasat de masina care a inaintat nu se poate ocupa cu aer in mod instantaneu! De asemenea, cred ca fiecare ne dam seama ca, in afara de marimea masinii, de fapt de marimea sectiunii transversale, dupa cum am spus, cel mai important factor care determina rezistenta aerului la inaintarea masinii este… viteza! Formula – simpla de altfel – ar fi urmatoarea:
Ra = ½ . ρ . Cx . v2 . A in care
Ra – rezistenta aerului
ρ – densitatea aerului
Cx – coeficientul de aerodinamicitate
V – viteza autoturismului
A – aria (suprafata) transversala a autoturismului.
Mai utila de stiut mi se pare formula de calcul a puterii consumate pentru invingerea acestei rezistente a aerului, care este urmatoarea:
Pa = Ra . v, adica, in final:
Pa = ½ . ρ . Cx . v3 . A
De aici se vede clar ca puterea consumata pentru invingerea rezistentei aerului este direct proportionala cu viteza autoturismului la puterea a 3-a! Deci, pentru autoturismul pe care il avem, coeficientul aerodinamic si sectiunea transversala fiind aceleasi – pana schimbam masina – singurul element asupra caruia avem control este viteza! Cu cat mergem mai repede, cu atat puterea de invingere a opozitiei aerului creste, si nu putin ci cu viteza la cub!
Evident ca mai sunt si alte forte care se opun si care cresc consumul de benzina, le-am enumerat in articolul precedent pe cele care tin de forma, dar mai exista, spre de exemplu si forta de frecare care apare intre calea de rulare si pneuri si care este influntata major de gradul de umflare a acestora.
Pentru curiozitatea dumneavoastra, sa spunem ca pentru autoturismele fabricate in serii mari, cele uzuale, „de toate zilele”, coeficientii de aerodinamicitate sunt urmatorii:
- Logan – 0,36;
- Mini Cooper (2008) (au inceput sa apara din ce in ce mai multe si la noi) – 0,35;
- Ford Fusion (2010) – 0,33;
- BMW seria 7 (2009) – 0,31;
- Peugeot 407 (2011) – 0,29;
- Mazda 6 (2009) – 0,27;
- Opel Insignia EcoFlex (2008) – 0,26;
- Toyota Prius (2010) – 0,25.
Pana nu demult, recordul era detinut de automobilul romanesc al lui Aurel PERSU, fabricat in anul 1924, pe care il puteti vedea la Muzeul National Tehnic „Dimitrie Leonida” din Bucuresti, care are un coeficient aerodinamic de exceptie: 0,22!!!
Daca v-am starnit interesul, intr-un articol viitor vom face un calcul pentru Dacia Logan, sa vedem ce putere si cat combustibil trebuie sa consumam pentru a invinge… aerul!