Што е автомобилска аеродинамика?

Гледајќи ги историските фотографии на легендарните модели на автомобили, секој веднаш ќе забележи дека како што се приближуваме до нашите денови, телото на возилото станува се помалку аголно.

Ова се должи на аеродинамиката. Да разгледаме која е посебноста на овој ефект, зошто е важно да се земат предвид аеродинамичките закони, а исто така и кои автомобили имаат лош коефициент на рационализирање и кои се добри.

Што е автомобилска аеродинамика

Колку и да звучи чудно, колку побрзо се движи автомобилот покрај патот, толку повеќе ќе има тенденција да се симнува од земјата. Причината е што протокот на воздух со кој се судира возилото се сече на два дела од каросеријата на автомобилот. Едниот оди помеѓу дното и површината на патот, а вториот - над покривот, и се врти околу контурата на машината.

Ако го погледнете телото на автомобилот од страна, тогаш визуелно тоа од далечина ќе личи на крило на авион. Особеноста на овој елемент на леталото е дека протокот на воздух преку свиокот поминува повеќе од патот отколку под правиот дел од делот. Поради ова, се создава вакуум или вакуум над крилото. Со зголемување на брзината, оваа сила го крева телото повеќе.

Сличен ефект на кревање е создаден и за автомобилот. Возводниот тек тече околу капакот на моторот, покривот и трупот, додека низводно тече околу дното. Друг елемент што создава дополнителен отпор се деловите на телото близу до вертикалата (решетка за ладилник или ветробранско стакло).

Брзината на транспортот директно влијае на ефектот на кревање. Покрај тоа, обликот на каросеријата со вертикални панели создава дополнителни турбуленции, што ја намалува влечењето на возилото. Поради оваа причина, сопствениците на многу класични автомобили со аголни форми, при подесување, нужно прицврстуваат спојлер и други елементи на каросеријата што овозможуваат зголемување на моќноста на автомобилот.

Зошто е тоа потребно

Рационализацијата овозможува воздухот да тече побрзо по должината на телото без непотребни вртлози. Кога машината е попречена од зголемената отпорност на воздухот, моторот ќе користи повеќе гориво, како машината да носи дополнително оптоварување. Ова ќе влијае не само на економичноста на автомобилот, туку и на тоа колку штетни материи ќе се ослободат преку издувната цевка во животната средина.

При дизајнирање автомобили со подобрена аеродинамика, инженерите од водечките производители на автомобили ги пресметуваат следниве индикатори:

• Колку воздух мора да влезе во моторниот простор за моторот да добие соодветно природно ладење;
• Во кои делови од телото ќе се земе свеж воздух за внатрешноста на автомобилот, како и каде ќе се испушти;
• Што може да се направи за да се направи воздухот помалку врева во автомобилот;
• Силата на подигнување мора да се распредели на секоја оска во согласност со карактеристиките на обликот на каросеријата на возилото.

Сите овие фактори се земени предвид при развој на нови модели на машини. И, ако порано елементите на телото можеа драстично да се променат, денес научниците веќе развија најидеални форми кои обезбедуваат намален коефициент на фронтално подигнување. Поради оваа причина, многу модели од најновата генерација можат надворешно да се разликуваат само со мали промени во обликот на дифузорите или крилото во споредба со претходната генерација.

Покрај стабилноста на патот, аеродинамиката може да придонесе за помало загадување на одредени делови од телото. Значи, во судир со фронтален налет на ветер, вертикално поставените фарови, браникот и шофершајбната ќе станат поважни побрзо од разбиени мали инсекти.

За да се намали негативниот ефект на лифтот, производителите на автомобили имаат за цел да намалат дозвола до максимално дозволената вредност. Сепак, фронталниот ефект не е единствената негативна сила што влијае на стабилноста на машината. Инженерите секогаш „балансираат“ помеѓу фронталното и страничното рационализирање. Невозможно е да се постигне идеален параметар во секоја зона, затоа, при производство на нов тип на тело, специјалистите секогаш прават одреден компромис.

Основни аеродинамички факти

Од каде овој отпор? Сè е многу едноставно. Околу нашата планета има атмосфера која се состои од гасовити соединенија. Во просек, густината на цврстите слоеви на атмосферата (простор од земјата до птичјиот поглед) е околу 1,2 кг / квадратен метар. Кога некој предмет е во движење, тој се судира со молекулите на гасот што го сочинуваат воздухот. Колку е поголема брзината, толку поголема сила овие елементи ќе го погодат објектот. Од оваа причина, влегувајќи во атмосферата на земјата, леталото почнува силно да се загрева од триење.

Првата задача со која се обидуваат да се справат развивачите на новиот дизајн на моделот е како да се намали влечењето. Овој параметар се зголемува за 4 пати ако возилото забрзува во опсегот од 60 км на час до 120 км на час. За да разберете колку е значајно ова, разгледајте мал пример.

Тежината на транспортот е 2 илјади кг. Транспортот забрзува до 36 км на час. Во исто време, се трошат само 600 вати моќност за да се надмине оваа сила. Сè друго е потрошено на оверклокување. Но, веќе со брзина од 108 км / ч. 16 kW моќност веќе се користи за надминување на фронталниот отпор. Кога возите со брзина од 250 км / ч. автомобилот веќе троши дури 180 коњски сили на сила на влечење. Доколку возачот сака да го забрза автомобилот уште повеќе, до 300 километри на час, покрај моќта за зголемување на брзината, моторот ќе треба да потроши 310 коњи за да се справи со фронталниот проток на воздух. Затоа на еден спортски автомобил му е потребен толку моќен погонски систем.

За да развијат најрационален, но истовремено и доста удобен транспорт, инженерите го пресметуваат коефициентот Cx. Овој параметар во описот на моделот е најважен во однос на идеалната форма на тело. Капка вода има идеална големина во оваа област. Таа го има овој коефициент 0,04. Ниту еден производител на автомобили не би се согласил на ваков оригинален дизајн за својот нов модел, иако претходно имало опции во овој дизајн.

Постојат два начина да се намали отпорот на ветерот:

1. Променете го обликот на телото така што протокот на воздух ќе тече околу автомобилот што е можно повеќе;
2. Направете го автомобилот тесен.

Кога машината се движи, на неа дејствува вертикална сила. Може да има ефект на притисок, што позитивно влијае на влечењето. Ако не го зголемите притисокот врз автомобилот, добиениот вртлог ќе обезбеди одвојување на возилото од земјата (секој производител се обидува да го елиминира овој ефект што е можно повеќе).

Од друга страна, додека автомобилот се движи, на него делува трета сила - страничната сила. Оваа област е уште помалку контролирана, бидејќи е под влијание на многу променливи вредности, како што е вкрстен ветер при возење право напред или во свиоци. Јачината на овој фактор не може да се предвиди, па затоа инженерите не ризикуваат и создаваат случаи со ширина што овозможува да се направи одреден компромис во односот Cx.

За да се утврди степенот до кој може да се земат предвид параметрите на вертикалните, фронталните и страничните сили, водечките производители на возила создаваат специјализирани лаборатории кои спроведуваат аеродинамички тестови. Во зависност од материјалните можности, оваа лабораторија може да вклучува тунел за ветер, во кој се проверува ефикасноста на рационализацијата на транспортот под голем проток на воздух.

Идеално, производителите на нови модели на автомобили настојуваат или да ги донесат своите производи до коефициент 0,18 (денес ова е идеален), или да го надминат. Но, никој сè уште не успеал во втората, бидејќи е невозможно да се елиминираат другите сили што дејствуваат на машината.

Сила на стегање и подигнување

Еве уште една нијанса што влијае на управувањето со транспортот. Во некои случаи, влечењето не може да се минимизира. Пример за ова се Ф1 болидите. Иако нивното тело е совршено рационализирано, тркалата се отворени. Оваа зона претставува најмногу проблеми за производителите. За таков транспорт, Cx е во опсег од 1,0 до 0,75.

Ако задниот вртлог не може да се елиминира во овој случај, тогаш протокот може да се искористи за да се зголеми влечењето со патеката. За да го направите ова, на телото се инсталираат дополнителни делови што создаваат моќ. На пример, предниот браник е опремен со спојлер што спречува да се подигне од земјата, што е исклучително важно за спортски автомобил. Слично крило е прикачено на задниот дел од автомобилот.

Предното крило не го насочува протокот под автомобилот, туку кон горниот дел од телото. Поради ова, носот на возилото е секогаш насочен кон патот. Вакуум се формира одоздола, а болидот како да се држи до патеката. Задниот спојлер спречува формирање на вртлог зад автомобилот - делот го прекинува протокот пред да започне да се вшмукува во вакуумската зона зад возилото.

Малите елементи влијаат и на намалувањето на влечењето. На пример, работ на хаубата на скоро сите модерни автомобили ги покрива сечилата на бришачите. Бидејќи предниот дел од автомобилот најмногу се соочува со сообраќај што се приближува, вниманието се посветува дури и на такви мали елементи како дефлектори за внес на воздух.

При инсталирање на комплети за спортско тело, треба да земете предвид дека дополнителната моќност го прави автомобилот посигурен на патот, но во исто време насочениот проток го зголемува влечењето. Поради ова, максималната брзина на ваквиот транспорт ќе биде помала отколку без аеродинамички елементи. Друг негативен ефект е тоа што автомобилот станува се повеќе возвишен. Точно, ефектот на комплетот за спортско тело ќе се почувствува со брзина од 120 километри на час, така што во повеќето ситуации на јавните патишта ваквите детали.

Модели со слаб аеродинамичен влечење:

Ш 0,7 - Катерхам 7

Cx 0,6 - УАЗ (469, Ловец)

0,58 Cx - Jeep Wrangler (TJ)

Cx 0,57 - Хамер (H2)

Cx 0,56 - ВАЗ „класик“ (01, 03, 05, 06, 07)

Сх 0,54-Мерцедес-Бенц (Г-класа)

Cx 0,53 - ВАЗ 2121

Модели со добар аеродинамичен влечење:

Ш 0,18 - VW XL1

Cx 0,19 - ГМ ЕВ1

Cx 0,21 - Tesla (Model3)

Cx 0,23 - Audi A4

Cx 0,23 - Mercedes-Benz CLA

Cx 0,23 - Mercedes-Benz (S 300h)

Cx 0,24 - Tesla Model S

Cx 0,24 - Тесла (модел X)

Cx 0,24 - Hyundai Sonata

Cx 0,24 - Тојота Приус

Cx 0,24 - Mercedes-Benz C класа

Cx 0,25 - Audi A2

Cx 0,25 - Алфа Ромео (ulулија)

Cx 0,25 - Peugeot 508

Cx 0,25 - Хонда Увид

Cx 0,26 - BMW (серија 3 во задниот дел на E90)

Cx 0,26 - BMW i8

Cx 0,26 - Mercedes-Benz (B)

Cx 0,26 - Mercedes-Benz (Е-класа)

Cx 0,26 - Јагуар XE

Cx 0,26-Nissan GT-R

Cx 0,26 - Infiniti Q50

Дополнително, погледнете кратко видео за автомобилската аеродинамика:

Аеродинамика на автомобили, што е тоа? Како да се подобри аеродинамиката? Како НЕ да се направи авион од автомобил?