자동차의 저항력

소개글

자동차의 저항력에 대한 보고서 자료입니다.

목차

- 공기저항

- 관성저항

- 등가질량

- 동력손실

- 동력성능

- 저항력의 특성

본문내용

다음 세 가지 요소를 근거로 하여 자동차에 작용하는 공기역학의 물리적 기초를 유추해 볼 수 있다.
1. 항력(抗力;drag resistance) - 차체외부의 공기역학적 형상에 따라 그 정도가 결정된다. 후사경, 소음기, 번호판 등, 외부로 돌출된 형상은 차속이 증가할수록 항력을 심각할 정도로 증폭시킨다. 차량 뒷부분도 주행궤적을 따라 난류(亂流;turbulence)를 일으키므로 그 형태가 매우 중요하다.
2. 차체 표면과 공기와의 마찰. 표면가공 정도에 따라 전체 공기저항의 10%에 이르기도 한다.
3. 냉각과 공기순환을 목적으로 차체를 관통하는 공기 흐름. 장치의 기능이나 위치, 순환통로의 공기역학적 완성도에 따라 항력을 오히려 감소시키기도 한다.
항력계수가 차체의 공기역학적 완성도에 결정적인 영향을 받지만 차량 비교시의 기준은 항력계수와 전방 투영면적의 적(積), 즉 이다. 투영면적이 커졌음에도 그 결과로 인하여 항력계수가 줄어드는 바람에 전체 저항이 감소하는 경우도 있다. 예를 들자면 돌출부를 유선형의 커버로 감쌌을 경우이다.
관성저항: 운동하는 모든 물체의 속도변화는 그 물체의 질량과 속도 변화율(가속도)의 곱에 비례하는 관성력의 저항을 수반한다. 자동차에 있어서 이 힘은 관성저항 로 표시하며 항상 가속도 벡터의 반대방향 (제동시에는 감가속도의 반대방향)으로 작용한다. 이 힘의 작용점은 그림 2의 차량 무게중심이다.
등가질량(equivalent mass): 타이어 원주상의 한점의 선속도는 차속과 같다(슬립을 무시하면)는 사실을 이용하면 여러 회전체의 효과를 종합하여 단일한 관성저항으로 단순화 시켜서 계산할 수 있다. 각각의 회전체의 관성토크를 이와 동일한 효력을 가지도록 반경 , 등가질량 인 이론적 회전체에 집결시켜서 등가질량을 다음과 같이 구할 수 있다.
동력손실(Transmission Resistance): 동력전달저항은 운동을 방해하는 여타의 저항력과는 그 성질이 다르다. 전달저항이란 엔진동력을 구동륜으로 전달하는 과정에서 손실되는 동력을 말하며 주요인은 다음과 같다.
1. 클러치, 변속기, 차동장치, 유니버설 조인트, 각종 베어링 같은 동력 전달계통에서의 동력 손실은 윤활유의 품질과 접촉부위의 가공정도(精度)에 좌우되며 전달되는 동력의 크기에 비례한다.
2. 기어박스내의 오일을 휘젓는데도 동력손실이 발생한다. 이러한 손실은 엔진의 회전속도에 비례하며 오일의 점성과도 밀접한 관계가 있다.
저항력의 특성: 저항력을 비교해보면 다음과 같은 특성을 파악할 수 있다.
1. 구름저항과 공기저항은 운동 중에는 항상 존재한다. 구동력은 주로 이 두 저항력을 극복하는데 소요된다. 이보다 더 큰 구동력이 전달되면 가속도가 붙거나 등판능력이 향상된다.
2. 공기저항을 제외한 모든 저항력은 차량 중량에 비례한다. 그럼에도 불구하고 차량 중량과 전방 투영면적(또는 공기저항계수)간에는 상호관련성이 존재한다. 대형 상용차는 속도보다는 적재중량에 더 큰 비중을 두고 설계하기 때문에 상대적으로 공기역학적 설계에 대한 관심이 적을 수밖에 없기 때문이다.
3. 구름저항과 공기저항은 차속의 함수이다. 그러나 경사저항과 관성저항은 차속에 독립적이다.
4. 그림 6은 차속에 대한 함수로써 공기저항과 구름저항을 두 저항력의 총량에 대한 각각의 백분율로 비교한 것이다.

키워드

자동차,   공기저항,   관성저항,   경사저항,   동력성능