Aerodinamikai rész

Légzés ütközés: az autó aerodinamikája
Vannak sok különböző módon, hogy az autó gyorsabban megy -, hogy növelje a motor teljesítményét, öntsünk benzint magasabb oktánszámú, add „overdrive” a gépen, vagy végül megtanulják sebességváltás a mechanika a „sport” üzemmódban. Ki gondolta volna, hogy a telepítés egy minőségi body kit, eltávolítását a szervezetből mindenféle kiegészítő lámpák, tükrök, „muhoboynikov”, és még banális záró ablakok nem kevésbé befolyásolja.
Először nézzük meg, hogyan mozog a bejövő légáram az autóban. Összesen kétféle aerodinamikai ellenállás létezik: levegő súrlódási ellenállása és nyomásállósága. Általánosságban az autót főként a nyomás súrlódási ereje befolyásolja - ez az oroszlánrésze az autó aerodinamikájának együtthatójának hatásához kötődik.

Egyetlen szuperszámítógép a világon nem számíthat Önnek az autó aerodinamikai pontos együtthatójának. A lényeg az, hogy az a terület, ahol az érdeklődéses nyomásérzékenység felmerül, a bejövő áramlás leválasztásának zónája a síktól és a szétválás után az örvény nyomvonalától. A nyomásállóság kiszámításához ilyen turbulens áramlásban jelenleg lehetetlen.
Mivel az aerodinamikai ellenállás nem számítható ki, az alapvető alakparaméterektől függően kísérleteket tettek annak katalógusára. Azt mondhatjuk, hogy ezek az erőfeszítések eddig sikertelenek voltak.
Ezért az önbecsülõ gyártók kényszerülnek arra, hogy drága teszteket költsenek a szélcsatornákban, és csak teljes méretben. A kocsi körül lévő légáram elkerülhetetlenül összeütközésbe kerül a felületek hibáival, durvaságaival és ízületeivel. Abban az esetben, ha a szétválasztás után az áramlás ismét szétesik a felszínnel, a vortexek a résen jelennek meg.

Ilyen eddiesek a következő helyeken fordulhatnak elő: a motor elülső szélén; a szárny oldalán; A motorháztető és a szélvédő kereszteződésében kialakított zónában; az első légterelő, és esetleg egy törési zóna lépésenkénti képeznek a hátsó. A test hátulsó szélének mögötti vortex nyomvonal a fő. A kapott légáramlás általában dimenziós jellegű, más szóval, az örvények nem véletlenszerűen „düh,” és a mozgó tengely körül párhuzamosan a hátsó éle a jármű vagy merőleges a beeső potoku.Nizhny örvény forog az óramutató járásával ellentétes irányba; ő az, aki átmásolja a szennyeződéseket az autó hátulján. A felső örvény elfordul az ellenkező irányba; óramutató járásával megegyező irányban.

Emiatt a hatchback vagy az állomás kocsija hátsó ajtaja sokkal jobban szennyezett a szedán vagy a kupé hátulján - az elválasztó vonal mögötti nagy, egyenletes terület sokkal erősebb örvényáramot eredményez, ami felemeli a szennyeződést a felszínről. Az örvényáramok nagysága az autó általános aerodinamikáját eredményezi. Mivel a bejövő levegőnek csak az alsó réteg által képzett örvények fölött kell áthaladnia, ez növeli a súrlódási erőt és ennek megfelelően az autó aerodinamikai ellenállásának együtthatóját.
Az angol spoiler szó szó szerint szó szerint lefordítható "portré" -ként. Ha telepítve van a felső széle az ötödik ajtót, osztja a bejövő áramlás két részre - egy nagy része megy a térbe megindítása nélkül örvények, és a kisebb „merülés” a spoiler, ami egy minimális szintű turbulencia és javítására aerodinamika az autó.

Mint korábban említettük, alapvetően az autó aerodinamikus húzása a nyomásállóság. Az autó több felülete merőleges a bejövő légáram irányára - annál nagyobb a húzási együttható - Cx.
Mit csinálnak az autógyártók a Cx csökkentése érdekében? A válasz nyilvánvaló -, hogy csökkentsék a keresztmetszete a jármű, mint amennyire a hely lehetővé teszi és / vagy javítsa jóváhagyott formában az adott járművet. Az autó átlagos húzási együtthatója 0,37-0,34. Kiindulásként felveszünk szempontjából nyomás ellenállás a kör alakú lemez természetesen - merőleges áramlási ez 1 (később kiderült, hogy a turbulencia miatt az áramlási élként, és ennek megfelelően, előfordulása súrlódási ellenállás ez egyenlő 1,2).
Tanulmány az aerodinamikai autótípusok olyan magasak, hogy azok Cx lehet sokkal kisebb - például, hogy a jelenlegi modell Audi A8 ez csak 0,27, míg a Lexus LS 460 és tett egy rekordot a sorozat négy ajtós szedán - 0,26.

Logikus feltételezni, hogy a szuperkocsi aerodinamikája még tökéletesebb. Ez azonban nem teljesen igaz. Példaként illusztrálhatja a Porsche 911 Turbo 997-es sorozatát. Az arány 0,31. Sokat? A cég mérnökei örömmel boldogulnak abban, hogy sikerült ilyen alacsony árat elérniük, és büszkék rá, az egész lényege, hogy a hagyományos autókkal ellentétben az átlagos méretű szuperkocsi motorját sokkal nagyobb mennyiségű levegővel kell hűteni. Azonban ezek a kötetek, furcsa módon, nem származnak ... igen, igen, maga. További köbméterek lépnek be a motortérből a nagyméretű további radiátorokból, amelyek (helyesen!) Jelentősen növelik az autó keresztmetszetét, és ennek eredményeként - Cx. Ugyanez a hatás kiterjedt szárnyakkal, hatalmas gumik és hátsó szárnyakkal együtt. A legjobb példákon a superkarostroenija Cx együttható 0,40-0,42 (!) Ezeket a számokat az összes Bugatti Veyron által ismertnek mutatják.
Vannak azonban kivételek. Például, a mérnökök dolgoznak a aerodinamikai az új Nissan GT-R hányados 0,27 sikerült elérni - és ez annak ellenére, hogy még nagy sebességnél a jármű nyomódik az úton, és az első és hátsó tengely, illetve turbina intercooler hűti elég bejövő légáramot. Imennl optimalizálásával aerodinamika szerint a tervezők, hogy sikerült úgy érjük el ezeket a lenyűgöző eredményeket a pályán Nyuburgring - a világhírű „benchamarke” sportkocsik számára.
És mi ad egy kis keresztmetszetet és egy fejlett formát a hagyományos autóknak, amelyek nem rögzítik a rekordokat? A válasz egyszerű és nyilvánvaló - az üzemanyag-fogyasztás. A vezető autóipari vállalatok mérnökei küzdenek a rekordmegtakarító autók megteremtésében, amelyek könnyen beilleszkedhetnek a szigorúbb környezetvédelmi előírásokba és vonzzák a több százezer vásárlót, akik nem akarnak pénzt dobni a csőbe. Például a Volkswagen által kifejlesztett VW 1-L prototípus, amely meghódítja az "liter" 100 km-es áramlási határt, Cx értéke 0,153. A jövőben az ilyen autók széles körben elterjednek, de mostanra több "népi" módszert lehet használni az aerodinamika javítására.
Az aerodinamikai mérés fenti alapelveit alkalmazzuk. Először megpróbálhatja csökkenteni a keresztmetszetet. Kiegészítő tükrök, lendkerék, testködök, számos antennák, sárban lévő szárnyak - mindezt eltávolítjuk, és 100 kilométerenkénti extra literet garantálunk 150 km / h sebességgel. Nem akadály és mérsékelt ablaknyílás, mert a nagy sebességű gépkocsiba futva a levegő áramlik felesleges vortexeket, melyeket az áramlás későbbi "része" követ.

Bõvítse a polcokon
Most meg kell vizsgálni az alak a kocsi, mint mondják, „honnan lökhárító lökhárító.” Melyik alkatrész és elem nagyobb hatással van a gép általános aerodinamikájára? A test elülső része. Szélcsatorna kísérletek azt találták, hogy a jobb aerodinamikai kezelőfelületen alacsonynak kell lennie, széles, és nincs éles sarkok. Ebben az esetben a levegő áramlása nem szűnik meg, ami nagyon előnyös az autó racionalizálása szempontjából. A radiátor rács egy olyan elem, amely gyakran nem csak funkcionális, hanem dekoratív is. Végül is a radiátornak és a motornak hatékony légárammal kell rendelkeznie, ezért ez az elem nagyon fontos. Egyes autógyártók ergonómiát tanulnak és a motorterekben lévő levegőáramlást olyan komolyan, mint a gépkocsi általános aerodinamikája. A szélvédő lejtése nagyon élénk példája az egyszerűsítésnek, ergonómia és teljesítmény kompromisszumának. Elégtelen meredeksége teremt a túlzott ellenállás, és a túlzott - növeli porosságát a Üvegmassza alkonyatkor esik meredeken láthatóságot kell növelni a méretét az ablaktörlő, stb Az átmenet a pohár az oldalán kell végezni, simán ... De az üveg túlzott görbületét nem tudja elviselni - ez fokozhatja a torzulást és rontaná a láthatóságot. Hatása a szélvédő pillérből a légellenállás nagymértékben függ a helyzete és alakja a szélvédő, és a forma válaszfal. Azonban dolgozik az alak a rack, lehetetlen elfelejteni a védelem az első oldalablakok csapadékvíz és a szennyeződéseket a szélvédő szerződött, elfogadható szinten tartása a külső aerodinamikai zaj és mások.
A tető. A tető konvexitásának növekedése az aerodinamikai húzás együtthatójának csökkenéséhez vezethet. De a konvexitás jelentős növekedése ellentétes lehet az autó általános kialakításával. Ezenkívül, ha a konvexitás növekedését egyidejűleg növeli a húzás területe, akkor a légellenállási erő növekszik. Másrészt, ha megpróbálja tartani az eredeti magassága a szélvédő és a hátsó ablak kell végrehajtani a tető, mert a láthatóság nem romlik. Ez az üveg költségének növekedéséhez vezet, a légellenállás erősségének csökkenése ebben az esetben nem annyira jelentős.
Oldalsó felületek. Az autó aerodinamikája szempontjából az oldalsó felületek kevéssé hatnak az irrotációs áramlás kialakítására. De kerekíteni is lehetetlen. Ellenkező esetben nehezen juthat be egy ilyen autóba. Az üvegt lehetőség szerint az oldalsó felülethez kell illeszteni, és az autó külső kontúrjához kell igazítani. Minden lépcső és hidak további akadályokat okoznak a levegő áthaladásához, vannak nemkívánatos örvények. Láthatja, hogy a már szinte minden autóban korábban jelen lévő árokban már nem használják. Vannak más konstruktív megoldások is, amelyek nem gyakorolnak ilyen nagy hatást az autó aerodinamikájára.
Az autó hátulján talán a legnagyobb hatást gyakorol a racionalizálás koefficiensére. Ez egyszerűen magyarázható. Hátulról a légáramlás leválik és turbulenciát képez. Az autó hátsó része szinte lehetetlen ugyanazt az áramvonalasítást elvégezni, mint egy léghajó (a szélesség 6-szorosa). Ezért formáját gondosan dolgozták ki. Az egyik fő paraméter - a hátsó szög az autó. Már tankönyv példája az orosz autó "Moskvich-2141", ahol a sikertelen döntés a hátsó rész jelentősen súlyosbította az általános aerodinamika az autó. De a moszkvai hátsó ablak mindig tiszta volt. Megint kompromisszum. Ezért sok további külső egységeken történik a hátsó része az autó: .. kifröccsenő, spoilerek, stb mellett az a szög, a hátsó a légellenállási tényező nagyban befolyásolja a kialakítása és alakja a hátsó pereme. Például, ha megnézi szinte minden modern autó tetején, láthatjuk, hogy a test szélesebb az első, mint a hátsó. Ez aerodinamika is.
Az autó alja. Amint azt először is látni lehet, a test ezen része nem hathat az aerodinamikára. De itt van egy olyan aspektus, mint a szorítóerő. Ez befolyásolja a stabilitást az autó, és hogy a levegő áramlását jól szervezett az alján az autó, attól végül az ereje „ragadt”, hogy az út. Azaz, ha a levegő az autó alatt nem késik, és gyors ütemben, van egy csökkentett nyomás ott lesz, hogy nyomja meg az autót, hogy az útfelület. Ez különösen fontos a hagyományos gépkocsik esetében. Az a tény, hogy a versenyautók versenyeznek a minőség, a sima felületek, így telepíteni egy kis hézag elkezdenek megjelenni a hatása „föld bag”, amelyben a befogó erő megnő, és húzza csökken. Normál járművek esetén az alacsony talajterhelés elfogadhatatlan. Ezért a tervezők nemrégiben próbál, amennyire csak lehetséges, hogy sima az alsó az autó, zárja a szárnyakat az ilyen szabálytalan elemek, mint a kipufogó csövek, a felfüggesztés karok és a hasonlók. D. Mellesleg, a kerék kutak van egy nagyon nagy hatással van a aerodinamikai a jármű. A nem megfelelően kialakított fülkék további emeléseket hozhatnak létre.
És újra a szél
Mondanom sem kell, hogy a motor szükséges teljesítménye az autó racionalizálásától és így az üzemanyag-fogyasztástól (vagyis a pénztárcától) függ. Az aerodinamika azonban nem csak a sebességet és a gazdaságot érinti. Nem az utolsó helyet foglalja el a jó stabilitás, az autó irányíthatósága és a zaj csökkentése során végzett zajvédelem. Mivel a zaj egyértelmű: a jobb ésszerűsítése jármű, felületi minőség, annál kisebb az értéke hiányosságok száma és a kiálló elemek, stb, a kevesebb zaj ... A tervezőknek olyan szempontra kell gondolniuk, mint a kibontakozó pillanat. Ez a hatás a legtöbb járművezető számára jól ismert. Aki nagy sebességgel haladt el a "kocsi" mellett, vagy csak egy erős oldalsó szélen hajtott, meg kellett éreznie a tekercs megjelenését, vagy akár az autó kismértékű kibontakozását. Nincs értelme magyarázni ezt a hatást, de ez pontosan az aerodinamika problémája. Ezért nem az egyetlen Cx együttható. Végül is a levegő nemcsak "a homlokon", hanem különböző szögben és különböző irányban is hatással lehet az autóra. És mindez hatással van a kezelhetőségre és a biztonságra. Ez csak néhány olyan fő szempont, amely befolyásolja a légellenállás általános erejét. Nem lehetséges az összes paraméter kiszámítása. A meglévő képletek nem adnak teljes képet. Ezért a tervezők tanulmányozzák az autó aerodinamikáját, és olyan formában alakítják ki alakját, mint a szélcsatornát. A nyugati cégek nem pénzt takarítanak meg építésükért. Az ilyen kutatóközpontok költsége több millió dollárra becsülhető. Például: A Daimler-Chrysler 37,5 millió dollárt fektetett be egy speciális komplexum létrehozására, hogy javítsák autók aerodinamikáját. Jelenleg a szélcsatorna a legfontosabb eszköz a gépjárműre ható légellenállások vizsgálatához.