Medição Experimental do Coeficiente de Resistência ao Rolamento e do Coeficiente de Arrasto Aerodinâmico de um Veículo Automóvel de Elevada Eficiência Energética

Abstract

Este trabalho visa determinar o coeficiente de resistência ao rolamento e o coeficiente de arrasto aerodinâmico de um veículo de elevada eficiência energética, tendo sido objecto deste estudo o protótipo XC20i do Eco Veículo. O trabalho será abordado através de uma metodologia experimental que permitirá a medição dos coeficientes acima mencionados, através de um balanço energético entre pontos consecutivos de uma pista da qual se elaborou a sua topografia discretizada. O presente trabalho desenvolveu-se essencialmente ao longo de quatro fases. Numa primeira fase foram realizados ensaios em diferentes pistas, com várias pressões de insuflação e com diferentes temperaturas, em cada um dos pavimentos. Na segunda fase foram efetuados os levantamentos topográficos das pistas onde foram realizados os ensaios. Num terceiro passo, foi medida a rugosidade da superfície dos pisos onde foram realizados os ensaios. Por fim foi feito o tratamento de todos os dados obtidos. Ao longo deste trabalho concluiu-se que a temperatura é um factor de grande importância no valor do coeficiente de rolamento, em que quando o primeiro aumenta o segundo diminui. Concluiu-se também que a pressão de insuflação e a rugosidade dos pisos em que o veículo se desloca também têm uma influência importante no valor do coeficiente de rolamento, embora estes dois parâmetros tenham uma importância muito menos significativa do que a temperatura. Conclui-se ainda que o coeficiente de arrasto aerodinâmico não sofre alterações significativas ao longo dos ensaios, embora varie com o número de Reynolds.

Nuno Leitão v Abstract The main goal of the work presented is to make the experimental measurement of the rolling resistance coefficient and the aerodynamic drag coefficient of a high efficient vehicle. The object of this study was the prototype Eco Veículo XC20i. Both coefficients will be measured by an experimental method that is based on an energy balance between consecutive points of a track with a known discretized topography. The present work has been developed essentially in four different phases. The first one was dedicated to experimental tests in different tracks, with different tire inflation pressures and road temperatures. On the second one, it was made the surveying of each track where the experimental tests were held. In a third phase the typical roughness of each track was measured. The last phase was dedicated to the analysis of the all the data obtained during the tests and during the measurements. Throughout this work, it has been concluded that the road temperature is the parameter that has the strongest effect in the rolling resistance coefficient. Apart that, it was concluded too that tire inflation pressure and surface roughness have also important effects in the rolling resistance coefficient. It was also concluded that the drag coefficient remains without relevant changes during the tests, although it is known that it depends on the Reynolds number.