Het benodigde vermogen Het rijweerstanden programma laat zien hoeveel vermogen de auto nodig heeft om te kunnen functioneren.

Vergelijkbare documenten
Motor- en voertuigprestatie (4)

Transmissietechniek in motorvoertuigen (1)

EMFT-22R Vermogenstestbank

Construeren III: opdracht B Groep B Docent: Bert Broeren

golflengte nm. Fig.1 De gevoeligheidskarakteristiek van het menselijk oog. (1nm = 1 x 10 9 m)

Motor- en voertuigprestatie (3)

Oefenopgaven versnelling, kracht, arbeid. Werk netjes en nauwkeurig. Geef altijd berekeningen met Gegeven Gevraagd Formule Berekening Antwoord

Examen VWO. wiskunde A1 Compex. Vragen 12 tot en met 18. In dit deel van het examen staan de vragen waarbij de computer wel wordt gebruikt.

Rem- en slipgedrag (2)

Space Experience Curaçao

Meten is weten, dat geldt ook voor het vakgebied natuurkunde. Om te meten gebruik je hulpmiddelen, zoals timers, thermometers, linialen en sensoren.

- KLAS 5. a) Bereken de hellingshoek met de horizontaal. (2p) Heb je bij a) geen antwoord gevonden, reken dan verder met een hellingshoek van 15.

2QGHU]RHNGRHQ. VWO-versie Onderzoek doen

Samenvatting snelheden en

Motor- en voertuigprestatie (1)

natuurkunde Compex natuurkunde 1,2 Compex

Eindexamen wiskunde A1-2 compex vwo I

Examen HAVO. Wiskunde B1,2 (nieuwe stijl)

NASK1 - SAMENVATTING KRACHTEN en BEWEGING. Snelheid. De snelheid kun je uitrekenen door de afstand te delen door de tijd.

HOGESCHOOL ROTTERDAM:

natuurkunde havo 2019-II

Examen VWO. wiskunde A1,2 Compex. Vragen 11 tot en met 17. In dit deel van het examen staan de vragen waarbij de computer wel wordt gebruikt.

snelheid in m/s Fig. 2

=0.327W Dit verlies komt overeen met een verlies van ongeveer 6.8%. =0.688W Dit verlies komt overeen met een verlies van ongeveer 14.33%.

Hoofdstuk 3 Kracht en beweging. Gemaakt als toevoeging op methode Natuurkunde Overal

Practicumopdracht: handleiding Fluke123

Eindexamen wiskunde A1-2 compex vwo 2008-I

H2 Waterstofvoertuigen ontwikkelingen

Examen VWO. wiskunde A1,2 Compex. Vragen 10 tot en met 17. In dit deel van het examen staan de vragen waarbij de computer wel wordt gebruikt.

Case 1 en Simulink. 1. Diodefactor bepalen. I = I sc - I s (e!

Naam: examennummer:.

Eindexamen natuurkunde compex havo I

Automotive Center of Expertise. Concept. BMW C 650 GT Plug-in Hybrid

In autotijdschriften staan vaak testrapporten van nieuwe auto s. In de figuur op de bijlage is zo n overzicht afgedrukt.

Auteur(s): Harry Oonk Titel: In de afdaling Jaargang: 10 Jaartal: 1992 Nummer: 2 Oorspronkelijke paginanummers: 67-76

Lessen in Krachten. Door: Gaby Sondagh en Isabel Duin Eckartcollege

Opgaven. Opgave: Polsstokspringen a) m = ρ V

Case 1 en Case simulink

Klassieke autotechniek (1)

6 Ongelijkheden. Verkennen. Uitleg. Theorie en voorbeelden. Los het probleem rond de huur van een kopieermachine op.

Meer verbanden vmbo-kgt34. CC Naamsvermelding 3.0 Nederland licentie.

Leerjaar 1 Periode 2. Grafieken en formules

De hoogte tijd grafiek is ook gegeven. d. Bepaal met deze grafiek de grootste snelheid van de vuurpijl.

H2. Concept keuze Audi A3 Cabriolet Plug-In Hybrid

Bergtrein. Figuur 2 staat ook op de uitwerkbijlage. a. Bepaal de afstand die de trein op t = 20 s heeft afgelegd.

Hoofdstuk 3 Kracht en beweging. Gemaakt als toevoeging op methode Natuurkunde Overal

Leerstof: Hoofdstukken 1, 2, 4, 9 en 10. Hulpmiddelen: Niet grafische rekenmachine, binas 6 de druk. Let op dat je alle vragen beantwoordt.

B = 3. Eenparig vertraagde beweging B = 4. Stilstand C = 3. Eenparig vertraagde beweging

Band plakken. AOC OOST Almelo Groot Obbink

Uitwerkingen van 3 klas NOVA natuurkunde hoofdstuk 6 arbeid en zo

PRACTICUM SPRINGEN, KRACHT EN VERSNELLING

Vraag Antwoord Scores. methode 1 Omdat de luchtweerstand verwaarloosd wordt, geldt: v( t) = gt. ( ) ( ) 2

Nederland 1% 1% 20% 62% 11% 2% 3% Europa 1% 4% 44% 36% 12% 2% 1%

* Bij de laatste deelvraag voeren we een proef uit, waar we het vermogen van een scooter zelf berekenen.

Eindexamen wiskunde B1-2 havo 2001-I

Praktische opdracht Wiskunde A Vergelijking Benzine, LPG en Diesel

Eindexamen natuurkunde 1-2 vwo 2004-II

Theorie: Snelheid (Herhaling klas 2)

! Dit kernbetrekkingenblad heb ik voor eigen gebruik gemaakt en kan dus incompleet zijn en fouten bevatten! Efficiency

Studievoorbereiding. Vak: Natuurkunde voorbeeldexamen. Toegestane hulpmiddelen: Rekenmachine. Het examen bestaat uit: 32 meerkeuzevragen

Vorkheftrucks met verbrandingsmotor t

Samenvatting Wiskunde Hoofdstuk 1 & 2 wisb

NATUURKUNDE KLAS 5. PROEFWERK H8 JUNI 2010 Gebruik eigen rekenmachine en BINAS toegestaan. Totaal 29 p

Extra opdrachten Module: bewegen

Natuurkunde in context 5H. 3 Brandstofverbruik in het verkeer Energie en arbeid

604_38_063 ALFA MITO JTD NL :07 Pagina 1 ALFA MiTo S E R V I C E

Verslag: Case 1 Team: Hyperion

10 m/s = km/h 5 km = m 4 m/s = km/h. 15 m/s = km/h 81 km/h = m/s 25 m/s = km/h. 2,25 h = h min 3 m/s = km/h 6 min = s

No S5 PUBLICATIE VAN DE NEDERLANDSCH-INDISCHE WEGENVEREENIGING TRACTIE-WEERSTANDEN. No. 2

Examen VMBO-GL en TL. wiskunde CSE GL en TL. tijdvak 2 dinsdag 21 juni uur. Bij dit examen hoort een uitwerkbijlage.

de eenheid m/s omrekenen naar km/h en omgekeerd.

3 Bijzondere functies

Eindexamen natuurkunde 1-2 vwo 2007-I

Wortel en Machten vmbo-kgt34. CC Naamsvermelding 3.0 Nederland licentie.

Practicum: Snel, sneller, snelst!

opdracht 1 opdracht 2 opdracht 3 1 Parabolen herkennen Algebra Anders Parabolen 1 Versie DD 2014

Tweedegraads functies. Introductie 89. Leerkern 89

P2 Exponentiële groei

Brochure ALD ELECTRIC PART OF ALD NEWMOBILITY

Energie opslag. Potentiële energie van water HUMSTERLAND ENERGIE. October 29, 2018 Opgesteld door: Walther L. Walraven

Eindexamen natuurkunde 1 havo 2005-I

Compex wiskunde A1-2 vwo 2003-I

Algemene informatie over brandstofverbruik. Overzicht PGRT

Werkblad 3 Bewegen antwoorden- Thema 14 (NIVEAU BETA)

RBEID 16/5/2011. Een rond voorwerp met een massa van 3,5 kg hangt stil aan twee touwtjes (zie bijlage figuur 2).

STADSBOERDERIJ PAARDEN

Prestaties (Quality) De veiligheid van de auto met een hybride aandrijving moet minimaal even goed zijn als de veiligheid van de benzine variant.

Schakel zo vroeg mogelijk op naar een hogere versnelling, tussen 2000 en 2500 toeren.

Oplossing zoeken kwadratisch verband vmbo-kgt34

Examen HAVO. natuurkunde. tijdvak 1 vrijdag 28 mei uur. Bij dit examen hoort een uitwerkbijlage.

Uitwerking examen e tijdvak

Werken met eenheden. Introductie 275. Leerkern 275

Deze les heeft veel oefeningen. Om tijd te besparen kunt u eventueel de herhaling

inschakelstroom lamp

Titel: De titel moet kort zijn en toch aangeven waar het onderzoek over gaat. Een subtitel kan uitkomst bieden. Een bijpassend plaatje is leuk.

Zwaartekrachtenergie contra Bewegingsenergie. Rekenen met de snelste rollercoaster ter wereld de Kingda Ka

Eindexamen natuurkunde havo I

Finnik Autorapport Volkswagen Golf Variant 2.0 TDI Highline

Examen HAVO. natuurkunde 1

Transcriptie:

Toelichting bij het programma rijweerstanden Het benodigde vermogen Het rijweerstanden programma laat zien hoeveel vermogen de auto nodig heeft om te kunnen functioneren. We maken hiervoor onderscheid tussen het: 1. benodigde rolvermogen 2. luchtweerstandsvermogen 3. acceleratievermogen 4. hellingsvermogen Onder eenvoudige rijomstandigheden hebben we alleen te maken met het vermogen dat nodig is om de rolweerstand en de luchtweerstand te overwinnen. Bij een constante rijsnelheid geldt: Het geleverde vermogen = benodigde vermogen. Het benodigde vermogen bestaat dan uit de som van het rol- en luchtweerstandsvermogen. Het benodigde vermogen kan worden berekend. Het rolweerstandsvermogen Het rolvermogen hangt af van : 1. het gewicht van de auto in N 2. de rolweerstandscoëfficient (µ) van de band/wegdek 3. de voertuigsnelheid In formulevorm: P r = F n µrol v (Watt) waarin Pr = rolvermogen in Watt Fn = voertuiggewicht in N µ rol = rolweerstandscoëfficient (gesteld op 0,0125) v = voertuigsnelheid in m/s 1

Het luchtweerstandsvermogen Het luchtweerstandsvermogen hangt af van: de stuwdruk van de lucht ( 1 2 ρv2 ) het doorsnede opp. van het voertuig (A) de luchtweerstandscoëfficient van de auto (cw) de snelheid van de auto (v) In formulevorm: P l = 1 2 ρv2 A cw v (Watt) waarin: Pl = luchtweerstandvermogen in Watt ρ = s.m. van de lucht in kg/m 3 v = voertuigsnelheid in m/s A = doorsnede opp van het voertuig in m 2 cw = luchtweerstandscoëfficient (vormfactor) van de auto (0,2 tot 0,4) Het totaal benodigde vermogen op de rechte weg is Pr + Pl. We kunnen dan voor elke snelheid het benodigde vermogen uitrekenen. We geven een voorbeeld: Ons standaard voertuig bezit de volgende gegevens: voertuiggewicht = 10.000 N rolweerstand = 0,0125 s.m lucht = 1,2 kg/m 3 doorsnede opp. (A) van auto = 2 m 2 cw factor = 0,35 Om met de auto 200 km/h (200/3, 6 = 55, 6m/s) te rijden hebben we een vermogen nodig van: P r = F n µrol v of 10.000 0, 0125 55, 6 = 6944W att P l = 1 2 ρv2 A cw v (Watt) of 0, 5 1, 2 2 0, 35 55, 63 = 72189 Watt Opgeteld: P r + P l = 79133W att = 79 kwatt 2

Wanneer we dit voor snelheden van 1 t/m 200 km/h uitrekenen dan ontstaat een grafiek volgens fig. 2.2.1 berekening rijweerstanden luchtdichtheid CW oppervlak urol gewicht 1.20 kg/m2 0,65 2.20 0.0125 17093 N P wielen 200km 160 kw 1.20 kg/m3 0.35 2.20m2 0.0125 13969 N P motor 200km 208 kw bereken wis standaard close Fig. 2.2.1 Het benodigde vermogen (P r + P l)als functie van de rijsnelheid. De luchtweerstand nader beschouwd. De luchtweerstand ontstaat door het omstromen van de lucht bij een bewegend voertuig. De grootte van de luchtweerstand hangt -zo hebben we inmiddels gezien- af van : W l = cw A q waarin: Wl = luchtweerstand in N cw = luchtweerstandcoëfficient van de auto A = doorsnede-oppervlak van de auto q = stuwdruk = 1 2 ρv2 Copyright (c) 2002. This material may be distributed only to the terms and conditions set forth in the Open Publication License, v1.0 or later.the latest version is presently available at :http://www.opencontent.org/openpub/ 3

Nu zijn cw A auto constanten die soms als n getal worden vermeld. De cw factor, de stromingsfactor, vermenigvuldigt met de werkelijke doorsnede van de auto (A) geeft de effectieve doorsnede voor de bepaling van de luchtweerstand. Dit noemt men wel het luchtweerstands-oppervlak. We geven enige voorbeelden: Opel Vectra : cw A = 0, 28 1, 99 = 0, 557m 2 BMW 528i : cw A = 0, 28 2, 12 = 0, 594m 2 VW caddy : (klein bestel)cw A = 0, 32 2, 71 = 0, 867m 2 Audi A6 : cw A = 0, 32 2, 12 = 0, 678m 2 Audi A8 : cw A = 0, 28 2, 25 = 0, 630m 2 Lancia Y10 : cw A = 0, 31 1, 78 = 0, 552m 2 VW Golf Variant TDI : cw A = 0, 35 2, 00 = 0, 70m 2 Als vergelijk, de oude VW kever had een cw waarde van 0,49. De bestuurder van de auto kan ook de luchtweerstand beinvloeden. Open ramen beinvloeden de cw factor met 2 % negatief. Een (leeg) imperial geeft een verhoging van 10 tot 15%. In beladen toestand kan dat oplopen tot 50%. Wanneer we de formule van het benodigde vermogen om de luchtweerstand te overwinnen bekijken dan valt op dat de snelheid in de 3e macht staat. Dit betekent dat voor 2x zo snel rijden 2 3 = 8 maal zoveel vermogen nodig is. Wanneer we stellen dat we voor 100 km/h 12 kw nodig hebben dan hebben we voor 200 km/h 8 12kW = 96kW nodig. Minder snel rijden betekent dus -behalve minder ongelukken- ook de grootste besparing van het brandstofverbruik. Transmissieverliezen De berekende waarden stellen het benodigde vermogen aan de aangedreven wielen voor. Het motorvermogen moet groter zijn omdat in de aandrijving verliezen optreden. Deze transmissieverliezen zijn fors. In de praktijk dient men rekening te houden met 20 tot 30% transmissie-verliezen. 4

2.2.1 Opdrachten bij het programma Rijweerstanden We starten het programma op met:...]$ rijweerstanden.py onder Linux of klikken vanuit de CD op Rijweerstanden. Op het scherm verschijnen dan een vijftal meters. De meters staan ingesteld op onze standaard auto onder standaard omstandigheden nl: Luchtdichtheid 1,20 kg/m 3 Cw waarde 0,35 Doorsnede opp. 2 m 2 Rolweerstandscofficient µ rol 0,0125 Gewicht 10.000 N Wanneer we op de knop bereken drukken worden de rijweerstanden (pr+pl) uitgerekend en als grafiek getekend. Het benodigde vermogen aan de aangedreven wielen bij 200 km/h komt in een teksthokje te staan. Het motorvermogen dat nodig is om het benodigde vermogen aan de aangedreven wielen te krijgen wordt in het andere teksthokje gezet. Op het tekst scherm van de computer (alleen onder Linux) vindt men de tevens de volledige berekening. Met de muis kunnen de wijzers van de meters worden ingesteld waardoor de gegevens naar wens kunnen worden veranderd. Met een druk op bereken wordt de nieuwe situatie in tabel en als grafiek weergegeven. Met het wisknopje kan de grafiek worden gewist. Vragen en opgaven bij het rijweerstanden programma. 1. Met hoeveel procent transmissieverliezen houdt dit programma rekening? Haal de gegevens uit het programma. 2. Op het tekst scherm (console) worden 3 kolommen afgebeeld. Wat stellen deze kolommen voor? kolom 1 =... kolom 2 =... kolom 3 =... 3. We gaan uit van de gegevens van onze opstart auto (1,2-0,35-2.00-0,0125-10000). Noteer nu het benodige vermogen aan de aangedreven wielen bij 100 en 200 km/h. P 100 =...kw P 200=...kW 4. Hoeveel keer meer vermogen hebben we nodig om 2 x zo snel te rijden? Maak gebruik van de gegevens uit vraag 3. 5

5. Hoeveel keer meer vermogen hebben we nu nodig om 1,5 x zo snel te rijden? 6. Verander nu (alleen) µrol (rolwrijvingscofficient van de banden) naar de maximale waarde. Hoeveel verschil maakt dit uit in het benodigde vermogen t.o.v. de standaard instellingen? 7. Geef een praktisch voorbeeld wanneer de /murol zal veranderen. 8. Zet µrol weer terug op 0,0125 en verander de luchtdichtheid. Hoeveel verschil maakt dit bij 200 km/h t.o.v. de standaard instellingen? 9. Waar is de luchtdichtheid in de praktijk van afhankelijk? 10. Ga weer uit van onze standaard auto. (1,2-0,35-2.00-0,0125-10000) en maak nu de cw waarde 1.00. Laat het programma de berekening uitvoeren. Vraag: Hoeveel kw verschil maakt dit uit met onze standaard auto? 11. Bij welk type voertuigen vindt men een dergelijke hoge cw waarde? 12. Ga weer eens uit van onze standaard auto. (1,2-0,35-2.00-0,0125-10000) Verander nu het gewicht van het voertuig. Heeft het gewicht veel invloed op het benodige vermogen? Start nu de bijbehorende vragen-generator van de CD op en vul de onderstaande kolommen in. Resultaat-formulier bij de rijweerstand-vragengenerator Naam cursist:... Klas:... Vraag Antwoord resultaat ronde 1 resultaat ronde 2 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 6