Шта је аеродинамика аутомобила?

Гледајући историјске фотографије легендарних модела аутомобила, свако ће одмах приметити да како се приближавамо нашим данима, тело возила постаје све мање углато.

То је због аеродинамике. Размотримо у чему је особина овог ефекта, зашто је важно узети у обзир аеродинамичке законе, као и који аутомобили имају лош коефицијент рационализације, а који добри.

Шта је аеродинамика аутомобила

Колико год чудно звучало, што се брже аутомобил креће дуж пута, то ће више тежити да се дигне са земље. Разлог је тај што је проток ваздуха са којим се возило судара каросерија аутомобила пресекла на два дела. Један иде између дна и површине пута, а други - изнад крова и обилази контуру машине.

Ако каросерију аутомобила погледате са стране, визуелно ће подсећати на крило авиона. Посебност овог елемента летелице лежи у чињеници да проток ваздуха преко завоја пролази више пута него испод правог дела дела. Због тога се преко крила ствара вакуум или вакуум. Са повећањем брзине, ова сила више подиже тело.

Сличан ефекат подизања створен је и за аутомобил. Узводно тече око поклопца мотора, крова и пртљажника, док низводно тече око дна. Још један елемент који ствара додатни отпор су делови тела близу вертикале (решетка хладњака или ветробранско стакло).

Брзина транспорта директно утиче на ефекат дизања. Штавише, облик каросерије са вертикалним плочама ствара додатне турбуленције, што смањује вучу возила. Из тог разлога, власници многих класичних аутомобила угаоних облика, приликом подешавања, нужно причвршћују спојлер и друге елементе на тело који омогућавају повећање потисне силе аутомобила.

Зашто је то потребно

Рационализација омогућава ваздуху да брже струји дуж тела без непотребних вртлога. Када машину омете повећани отпор ваздуха, мотор ће потрошити више горива, као да машина носи додатно оптерећење. То ће утицати не само на економичност аутомобила, већ и на то колико ће штетних материја испуштати кроз издувну цев у животну средину.

При дизајнирању аутомобила са побољшаном аеродинамиком, инжењери водећих произвођача аутомобила израчунавају следеће показатеље:

• Колико ваздуха мора да уђе у моторни простор да би мотор добио правилно природно хлађење;
• У којим деловима тела ће се узимати свеж ваздух за унутрашњост аутомобила, као и где ће се испуштати;
• Шта се може учинити да ваздух има мање буке у аутомобилу;
• Сила подизања мора бити распоређена на сваку осовину у складу са карактеристикама облика каросерије возила.

Сви ови фактори узимају се у обзир при развоју нових модела машина. И ако су се раније елементи тела могли драстично променити, данас су научници већ развили најидеалније облике који пружају смањени коефицијент фронталног подизања. Из тог разлога, многи модели најновије генерације могу се споља разликовати само мањим променама у облику дифузора или крила у поређењу са претходном генерацијом.

Поред стабилности на путу, аеродинамика може допринети и мањој контаминацији одређених делова тела. Дакле, у судару са фронталним налетом ветра, вертикално смештени фарови, браник и ветробранско стакло брже ће се запрљати од разбијених малих инсеката.

Да би умањили негативни ефекат лифта, произвођачи аутомобила желе да смање царињење до највеће дозвољене вредности. Међутим, фронтални ефекат није једина негативна сила која утиче на стабилност машине. Инжењери увек „балансирају“ између фронталног и бочног усмеравања. Немогуће је постићи идеалан параметар у свакој зони, стога, када производе нову врсту тела, стручњаци увек праве одређени компромис.

Основне аеродинамичке чињенице

Одакле долази овај отпор? Све је врло једноставно. Око наше планете постоји атмосфера која се састоји од гасовитих једињења. У просеку, густина чврстих слојева атмосфере (простор од тла до птичје перспективе) износи око 1,2 кг / квадратни метар. Када се објекат креће, он се судара са молекулима гаса који чине ваздух. Што је већа брзина, то ће већи елементи ударити у предмет. Из тог разлога, при уласку у земљину атмосферу, летелица почиње да се снажно загрева од трења.

Први задатак са којим програмери новог дизајна модела покушавају да се носе је како да смање отпор. Овај параметар се повећава за 4 пута ако возило убрзава у опсегу од 60 км / х до 120 км / х. Да бисте разумели колико је ово значајно, размотрите мали пример.

Тежина транспорта је 2 хиљаде кг. Транспорт се убрзава до 36 км / х. Истовремено, за превазилажење ове снаге троши се само 600 вати снаге. Све остало се троши на оверцлоцкинг. Али већ брзином од 108 км / х. За превазилажење фронталног отпора већ се користи 16 кВ снаге. При вожњи брзином од 250 км / х. аутомобил већ троши чак 180 коњских снага на вучну силу. Ако возач жели да убрза аутомобил још више, до 300 километара на сат, поред снаге за повећање брзине, мотор ће морати да потроши и 310 коња да би се изборио са фронталним протоком ваздуха. Зато је спортском аутомобилу потребан тако моћан погонски склоп.

Да би развили најједноставнији, али истовремено прилично удобан транспорт, инжењери израчунавају коефицијент Цк. Овај параметар у опису модела је најважнији с обзиром на идеалан облик тела. Кап воде има идеалну величину на овом подручју. Она има овај коефицијент 0,04. Ниједан произвођач аутомобила не би се сложио са тако оригиналним дизајном за свој нови модел аутомобила, иако је и раније било могућности у овом дизајну.

Постоје два начина за смањење отпора ветру:

1. Промените облик каросерије тако да проток ваздуха тече око аутомобила што је више могуће;
2. Нека ауто буде сужен.

Када се машина креће, на њу делује вертикална сила. Може имати ефекат смањеног притиска који позитивно утиче на вучу. Ако притисак на аутомобил није повећан, настали вртлог ће осигурати одвајање возила од тла (сваки произвођач покушава да елиминише овај ефекат што је више могуће).

С друге стране, док се аутомобил креће, на њега делује трећа сила - бочна сила. Ово подручје је још мање под контролом, јер на њега утичу многе променљиве вредности, попут бочног ветра када возите право напред или у завојима. Снага овог фактора не може се предвидети, тако да инжењери не ризикују и стварају случајеве ширине која омогућава одређени компромис у односу Цк.

Да би утврдили у којој мери се параметри вертикалних, фронталних и бочних сила могу узети у обзир, водећи произвођачи возила успостављају специјализоване лабораторије које спроводе аеродинамичка испитивања. У зависности од материјалних могућности, ова лабораторија може да садржи аеротунел у коме се ефикасност усмеравања транспорта проверава под великим протоком ваздуха.

У идеалном случају, произвођачи нових модела аутомобила теже или да своје производе доведу до коефицијента 0,18 (данас је то идеално), или да га премаше. Али још нико није успео у другом, јер је немогуће елиминисати друге силе које делују на машину.

Сила стезања и подизања

Ево још једне нијансе која утиче на руковање транспортом. У неким случајевима повлачење не може да се смањи. Пример за то су аутомобили Ф1. Иако је њихово тело савршено усмерено, точкови су отворени. Ова зона представља највише проблема за произвођаче. За такав транспорт, Цк је у распону од 1,0 до 0,75.

Ако се у овом случају задњи вртлог не може елиминисати, тада се проток може користити за повећање вуче са колосеком. Да би се то урадило, на тело су инсталирани додатни делови који стварају потисну силу. На пример, предњи браник је опремљен спојлером који спречава његово подизање са земље, што је изузетно важно за спортски аутомобил. Слично крило је причвршћено за задњи део аутомобила.

Предње крило не усмерава ток испод аутомобила, већ на горњи део каросерије. Због тога је нос возила увек усмерен ка путу. Одоздо се ствара усисавач и чини се да се аутомобил држи стазе. Задњи спојлер спречава стварање вртлога иза аутомобила - део прекида проток пре него што почне да се усисава у вакуумску зону иза возила.

Мали елементи такође утичу на смањење отпора. На пример, ивица хаубе скоро свих савремених аутомобила прекрива метлице брисача. Будући да предњи део аутомобила најчешће наилази на долазећи саобраћај, пажња се обраћа чак и на тако мале елементе као што су усмеривачи усиса ваздуха.

Када инсталирате спортске комплете за тело, морате узети у обзир да додатна потисна сила чини аутомобил сигурнијим на путу, али истовремено усмерени проток повећава отпор. Због тога ће вршна брзина таквог транспорта бити нижа него без аеродинамичних елемената. Још један негативан ефекат је тај што аутомобил постаје прождрљивији. Истина, ефекат спортског комплета за тело осетиће се при брзинама од 120 километара на сат, па су у већини ситуација на јавним путевима такви детаљи.

Модели са лошим аеродинамичким отпором:

Cx 0,7 - Caterham 7

Цк 0,6 - УАЗ (469, Ловац)

Ш 0,58 - Јееп Вранглер (ТЈ)

Цк 0,57 - Хуммер (Х2)

Цк 0,56 - ВАЗ "класични" (01, 03, 05, 06, 07)

Тежина 0,54-Мерцедес-Бенз (Г-класа)

Цк 0,53 - ВАЗ 2121

Модели са добрим аеродинамичким отпором:

Сх 0,18 - ВВ КСЛ1

Цк 0,19 - ГМ ЕВ1

Цк 0,21 - Тесла (Модел3)

Цк 0,23 - Ауди А4

Цк 0,23 - Мерцедес-Бенз ЦЛА

Цк 0,23 - Мерцедес-Бенз (С 300х)

Цк 0,24 - Тесла модел С.

Цк 0,24 - Тесла (модел Кс)

Цк 0,24 - Хиундаи Соната

Цк 0,24 - Тоиота Приус

Цк 0,24 - Мерцедес-Бенз Ц класе

Цк 0,25 - Ауди А2

Цк 0,25 - Алфа Ромео (Гиулиа)

Цк 0,25 - Пеугеот 508

Цк 0,25 - Хонда Инсигхт

Цк 0,26 - БМВ (серија 3 са задње стране Е90)

Цк 0,26 - БМВ и8

Цк 0,26 - Мерцедес-Бенз (Б)

Цк 0,26 - Мерцедес-Бенз (Е-класа)

Цк 0,26 - Јагуар КСЕ

Цк 0,26-Ниссан ГТ-Р

Цк 0,26 - Инфинити К50

Поред тога, погледајте кратки видео о аеродинамици аутомобила:

Аеродинамика аутомобила, шта је то? Како побољшати аеродинамику? Како НЕ направити авион од аутомобила?