Jízdní odpor

Jízdní odpory je souhrnné označení pro síly, které působí proti pohybu vozidla při jízdě. Výsledný jízdní odpor je dán součtem jednotlivých složek:

• valivý odpor,
• aerodynamický odpor,
• odpor stoupání a
• odpor zrychlení.

Odpory valivé a aerodynamické působí vždy proti pohybu vozidla, odpory stoupání a zrychlení pouze při daném způsobu pohybu. Jejich suma představuje sílu, které musí pro daný režim jízdy dosahovat hnací síla pohonu vozidla.

• Značka: ${\displaystyle F_{k}}$
• Jednotka SI: newton, značka ${\displaystyle \mathrm {N} }$
• Výpočet: ${\displaystyle F_{k}=O_{f}+O_{V}+O_{S}+O_{Z}}$^[1][2]

Valivý odpor vzniká v místě kontaktu kola vozidla s podkladem (kolejnice, vozovka). Jeho velikost je rovna:

${\displaystyle O_{f}=mg\cos(\alpha ){\frac {\xi }{r}}}$, kde

• m – hmotnost vozidla,
• g – gravitační zrychlení (=9,81 m/s²)
• α – úhel sklonu
• ξ – rameno valivého odporu:^[3]
  • 0,4–0,5 mm pro ocelové kolo na ocelové kolejnici
  • 2,5–4,5 mm pro pneumatiku na asfaltové vozovce
• r – poloměr kola

Odpor prostředí, neboli aerodynamický odpor, též vzdušný odpor, je soubor všech sil, kterými plyn nebo kapalina působí proti pohybu těles v něm. Odpor je způsoben třením, které vzniká při kontaktu tělesa a prostředí. Je roven:

${\displaystyle O_{V}={\frac {1}{2}}C_{x}\rho Sv^{2}}$, kde

• Cx – činitel odporu
  • v závislosti na tvaru vozidla cca 0,35 až 0,5^[4]
• ρ – hustota prostředí
  • pro vzduch při standardním tlaku a teplotě cca 1,25 kg/m³
• S – čelní plocha vozidla
  • osobní automobily cca 1,6–2 m²
  • nákladní automobily, autobusy cca 5–8 m²
• v – náporová rychlost (rychlost větru minus rychlost vozidla)

Odpor stoupání se projevuje při překonávání převýšení. Při jízdě vozidla do kopce je kladný a pohon jej musí překonávat, při jízdě z kopce je záporný a vozidlo urychluje. Jeho velikost je dána:^[5]

${\displaystyle O_{s}=mg\sin(\alpha )\thickapprox \pm mgs}$, kde

• m – hmotnost vozidla,
• g – gravitační zrychlení (= 9,81 m/s²),
• α – úhel stoupání, s – sklon
  • pro silnici cca jednotky procent
  • pro železnici cca jednotky promile
  • ${\displaystyle s={\frac {h}{l}}=\tan(\alpha )}$

Odpor zrychlení, neboli setrvačný odpor, působí proti zrychlení tělesa (snaží se jej držet na stejné rychlosti). U automobilů tento zákon platí obzvláště, kvůli velkému množství rotačních částí. Zjednodušený vzorec je:^[1]

${\displaystyle O_{Z}=ma\vartheta }$, kde

• m – hmotnost vozidla,
• a – zrychlení,
• ϑ – součinitel vlivu rotačních součástí:^[2]
  • 4 rychlostní stupeň 𝜗 ≈ 1, 05
  • 3 rychlostní stupeň 𝜗 ≈ 1, 1
  • 2 rychlostní stupeň 𝜗 ≈ 1, 15
  • 1 rychlostní stupeň 𝜗 ≈ 1, 4

• Jízdní odpory: sedm statečných, kteří se obrátili proti nám