滚动阻力计算器

计算滚动阻力,以及维持车轮或车辆匀速运动所需的功率。

计算滚动阻力
输入滚动阻力系数、运动总质量、重力加速度和速度。

关于滚动阻力

滚动阻力是车轮、轮胎或其他圆形物体在表面滚动时阻碍其运动的力。与空气阻力不同,即使速度很低,它也存在。其来源包括轮胎和路面的反复变形、橡胶内部的滞后损耗、轴承损耗,以及接触区域的细微变化。无量纲的滚动阻力系数通常记为 Crr,用于概括特定轮胎、路面、胎压、载荷及运行条件下的这些影响。 本计算器采用常用工程近似:阻力等于 Crr 乘以法向力。在水平地面上,法向力等于质量乘以重力加速度,因此滚动阻力等于 Crr 乘以质量再乘以重力加速度,结果以牛顿表示。功率表示以恒定速度克服该力所需的做功速率,计算方式为以牛顿计的力乘以米每秒计的速度。结果单位为瓦特,因为一瓦特等于一牛顿米每秒。 典型系数差异很大。胎压充足的自行车轮胎在平整路面上可约为 0.003 至 0.006。乘用车轮胎在沥青路面上通常约为 0.008 至 0.015,而松软地面、砾石、胎压不足或容易变形的轮胎会使系数显著增大。公开数值适合初步分析,但当效率、竞赛表现、电池续航或传动系统选型依赖计算结果时,实测滑行减速数据更合适。 本模型假设水平行驶、系数不变且速度恒定。它不包含空气阻力、坡度阻力、加速、单独建模的轮轴承摩擦、传动损耗或附件负载。在高速公路速度下,由于空气阻力大致随速度平方增长,克服空气阻力的功率可能超过滚动功率。要获得完整的车辆需求,应先将空气阻力与坡度阻力相加,再将总牵引力乘以速度,最后计入传动效率。 请使用包含乘员和货物的运动总质量,而非仅用整备质量。所有输入都应使用显示的国际单位制单位,系数应符合实际胎压和路面条件。重力加速度默认采用地球上的每秒平方 9.81 米,但仍可修改,用于教学或地外环境计算。阻力结果有助于比较轮胎和路面,而功率结果可直观呈现指定速度下的能量消耗。

滚动阻力示例

输入结果说明
Crr 0.012,1,000 kg,20 m/s117.72 N 和 2,354.4 W典型乘用车在水平路面上行驶。
Crr 0.005,80 kg,10 m/s3.92 N 和 39.24 W骑行者与采用低滚阻轮胎的自行车在平整路面上行驶。
Crr 0.03,2,000 kg,5 m/s588.6 N 和 2,943 W较重车辆在变形较大的路面上行驶。

如何计算滚动阻力

  1. 输入适用于轮胎和路面的滚动阻力系数。
  2. 输入运动物体的总质量,单位为千克。
  3. 确认重力加速度,并以米每秒输入速度。
  4. 选择“计算阻力”,查看以牛顿计的阻力和以瓦特计的功率。

滚动阻力常见问题

什么是滚动阻力系数?

Crr 是滚动阻力与法向力的无量纲比值。它将轮胎和路面的特性综合为便于使用的工程参数。

滚动阻力会随速度增大吗?

本基础模型将阻力视为不随速度变化的常量。实际轮胎可能表现出一定的速度相关性,而所需功率仍随速度成正比增加。

滚动阻力与空气阻力有何不同?

滚动阻力主要来自接触区域的变形。空气阻力来自物体穿过空气运动,通常在较高车速下占主导。

车辆质量应包含乘员和货物吗?

是的,请使用车轮承载的运行总质量。不计有效载荷会低估法向力与滚动阻力。

能计算车辆所需的总电机功率吗?

这里只计算克服滚动阻力的功率。估算总电机功率时,还需加入空气阻力、坡度、加速和传动损耗。