Hva er bilens aerodynamikk?

Når vi ser på historiske fotografier av legendariske bilmodeller, vil alle umiddelbart merke at når vi kommer nærmere våre dager, blir karosseriet mindre og mindre kantet.

Dette skyldes aerodynamikk. La oss vurdere hva som er særegent med denne effekten, hvorfor det er viktig å ta hensyn til de aerodynamiske lovene, og også hvilke biler som har en dårlig effektiviseringskoeffisient, og hvilke som er gode.

Hva er bil aerodynamikk

Så rart det høres ut, jo raskere bilen beveger seg langs veien, jo mer vil den ha en tendens til å komme av bakken. Årsaken er at luftstrømmen som kjøretøyet kolliderer med blir kuttet i to deler av karosseriet. Den ene går mellom bunnen og veidekket, og den andre - over taket og bøyer seg rundt maskinens kontur.

Hvis du ser på karosseriet fra siden, vil det visuelt ligne en flyvinge. Det særegne ved dette elementet i flyet er at luftstrømmen over svingen passerer mer bane enn under den rette delen av delen. På grunn av dette skapes et vakuum eller vakuum over vingen. Med økende hastighet løfter denne kraften kroppen mer.

En lignende løfteeffekt opprettes for bilen. Oppstrømmen flyter rundt panseret, taket og bagasjerommet, mens nedstrømmen flyter rundt bunnen. Et annet element som skaper ytterligere motstand er kroppsdelene nær vertikalen (radiatorgrill eller frontrute).

Transporthastighet påvirker direkte løfteeffekten. Dessuten skaper karosseriformen med vertikale paneler ekstra turbulens, noe som reduserer kjøretøyets trekkraft. Av denne grunn fester eierne av mange klassiske biler med vinkelform, når de stilles inn, nødvendigvis en spoiler og andre elementer til karosseriet som gjør det mulig å øke nedstyrken på bilen.

Hvorfor trenger du det

Effektivisering gjør at luft kan bevege seg raskere langs kroppen uten unødvendige virvler. Når maskinen hindres av den økte luftmotstanden, vil motoren bruke mer drivstoff, som om maskinen bærer ekstra belastning. Dette vil ikke bare påvirke økonomien i bilen, men også hvor mye skadelige stoffer som slippes ut gjennom eksosrøret i miljøet.

Ved utforming av biler med forbedret aerodynamikk beregner ingeniører fra ledende bilprodusenter følgende indikatorer:

• Hvor mye luft må komme inn i motorrommet for at motoren skal få riktig naturlig kjøling;
• I hvilke deler av kroppen den friske luften blir tatt til bilens interiør, samt hvor den vil slippes ut;
• Hva kan gjøres for å gjøre luften mindre støy i bilen;
• Løftekraften må fordeles på hver aksel i samsvar med egenskapene til kjøretøyets kroppsform.

Alle disse faktorene tas i betraktning når vi utvikler nye maskinemodeller. Og hvis tidligere kroppselementene kunne endre seg dramatisk, har forskere i dag allerede utviklet de mest ideelle formene som gir en redusert frontløftkoeffisient. Av denne grunn kan mange modeller av den siste generasjonen skille seg utvendig bare ved mindre endringer i formen på diffusorene eller vingen sammenlignet med forrige generasjon.

I tillegg til veistabilitet, kan aerodynamikk bidra til mindre forurensning av visse kroppsdeler. Så, i en kollisjon med et vindkast, vertikalt plasserte frontlykter, støtfanger og frontrute blir skitne raskere fra knuste små insekter.

For å redusere den negative effekten av heis, tar bilprodusentene sikte på å redusere klarering til den maksimalt tillatte verdien. Frontaleffekten er imidlertid ikke den eneste negative kraften som påvirker maskinens stabilitet. Ingeniører "balanserer" alltid mellom frontal og lateral strømlinjeforming. Det er umulig å oppnå den ideelle parameteren i hver sone, og derfor produserer spesialister alltid et visst kompromiss når de produserer en ny type kropp.

Grunnleggende aerodynamiske fakta

Hvor kommer denne motstanden fra? Alt er veldig enkelt. Rundt planeten vår er det en atmosfære som består av gassforbindelser. I gjennomsnitt er tettheten av faste lag i atmosfæren (rom fra bakken til fugleperspektiv) omtrent 1,2 kg / kvadratmeter. Når et objekt er i bevegelse, kolliderer det med gassmolekyler som utgjør luften. Jo høyere hastighet, desto mer kraft vil disse elementene treffe objektet. Av denne grunn begynner romfartøyet å varme seg kraftig opp av friksjon når du kommer inn i jordens atmosfære.

Den aller første oppgaven som utviklerne av den nye modellutformingen prøver å takle, er hvordan man reduserer drag. Denne parameteren øker med 4 ganger hvis kjøretøyet akselererer i området fra 60 km / t til 120 km / t. For å forstå hvor viktig dette er, kan du vurdere et lite eksempel.

Vekten av transporten er 2 tusen kg. Transport akselererer til 36 km / t. Samtidig brukes bare 600 watt kraft for å overvinne denne kraften. Alt annet blir brukt på overklokking. Men allerede med en hastighet på 108 km / t. 16 kW kraft blir allerede brukt for å overvinne frontmotstand. Når du kjører med en hastighet på 250 km / t. bilen bruker allerede så mye som 180 hestekrefter på dragkraft. Hvis sjåføren vil akselerere bilen enda mer, opptil 300 kilometer i timen, i tillegg til kraften til å øke hastigheten, vil motoren trenge å forbruke 310 hester for å takle frontal luftstrøm. Derfor trenger en sportsbil en så kraftig drivlinje.

For å utvikle den mest strømlinjeformede, men samtidig ganske komfortable transporten, beregner ingeniører koeffisienten Cx. Denne parameteren i beskrivelsen av modellen er den viktigste med hensyn til den ideelle kroppsformen. En dråpe vann har en ideell størrelse i dette området. Hun har denne koeffisienten på 0,04. Ingen bilprodusenter ville godta et slikt originalt design for sin nye bilmodell, selv om det har vært muligheter i dette designet før.

Det er to måter å redusere vindmotstanden på:

1. Endre kroppsformen slik at luftstrømmen strømmer mest mulig rundt bilen;
2. Gjør bilen smal.

Når maskinen beveger seg, virker en vertikal kraft på den. Det kan ha en nedtrykkseffekt som har en positiv effekt på trekkraften. Hvis du ikke øker trykket på bilen, vil den resulterende virvelen sørge for at kjøretøyet skilles fra bakken (hver produsent prøver å eliminere denne effekten så mye som mulig).

På den annen side, mens bilen beveger seg, virker den tredje kraften på den - sidekraften. Dette området er enda mindre kontrollerbart da det påvirkes av mange variable mengder, for eksempel medvind når du kjører rett frem eller svinger. Styrken til denne faktoren er umulig å forutsi, så ingeniører risikerer det ikke og lager saker med en bredde som gjør det mulig å gjøre et visst kompromiss i Cx-forholdet.

For å bestemme i hvilken grad parametrene for vertikale, frontale og laterale krefter kan tas i betraktning, oppretter ledende bilprodusenter spesialiserte laboratorier som utfører aerodynamiske tester. Avhengig av materialmulighetene, kan dette laboratoriet inkludere en vindtunnel, der effektiviteten av transportlinjen kontrolleres under en stor luftstrøm.

Ideelt sett prøver produsenter av nye bilmodeller å enten bringe produktene til en koeffisient på 0,18 (i dag er dette det ideelle), eller overskride det. Men ingen har ennå lyktes i det andre, fordi det er umulig å eliminere andre krefter som virker på maskinen.

Klem- og løftekraft

Her er nok en nyanse som påvirker håndteringen av transport. I noen tilfeller kan ikke dra minimeres. Et eksempel på dette er F1-bilene. Selv om kroppen er perfekt strømlinjeformet, er hjulene åpne. Denne sonen gir produsentene de fleste problemer. For slik transport ligger Cx i området fra 1,0 til 0,75.

Hvis den bakre virvelen ikke kan elimineres i dette tilfellet, kan strømmen brukes til å øke trekkraften med sporet. For å gjøre dette er det installert flere deler på kroppen som skaper downforce. For eksempel er den fremre støtfangeren utstyrt med en spoiler som forhindrer at den løfter seg fra bakken, noe som er ekstremt viktig for en sportsbil. En lignende vinge er festet bak på bilen.

Frontfløyen styrer ikke flyten under bilen, men på den øvre delen av kroppen. På grunn av dette er kjøretøyets nese alltid rettet mot veien. Et vakuum dannes nedenfra, og bilen ser ut til å holde seg til sporet. Den bakre spoileren forhindrer dannelsen av en virvel bak bilen - delen bryter strømmen før den begynner å bli sugd inn i vakuumsonen bak kjøretøyet.

Små elementer påvirker også reduksjonen av drag. For eksempel dekker kanten av panseret på nesten alle moderne biler viskerbladene. Siden fronten på bilen mest av alt møter møtende trafikk, blir oppmerksomhet rettet mot selv små elementer som luftinntaksdeflektorer.

Når du installerer sportslegemsett, må du ta hensyn til at den ekstra nedstyrken gjør bilen mer trygg på veien, men samtidig øker retningsstrømmen motstanden. På grunn av dette vil topphastigheten for slik transport være lavere enn uten aerodynamiske elementer. En annen negativ effekt er at bilen blir mer glupsk. Det er sant at effekten av sportskroppsutstyret vil bli kjent med hastigheter på 120 kilometer i timen, så i de fleste situasjoner på offentlige veier, er slike detaljer.

Modeller med dårlig aerodynamisk luftmotstand:

Sh 0,7 - Caterham 7

Cx 0,6 - UAZ (469, Hunter)

Cx 0,58 - Jeep Wrangler (TJ)

Cx 0,57 - Hummer (H2)

Cx 0,56 - VAZ "classic" (01, 03, 05, 06, 07)

Vekt 0,54-Mercedes-Benz (G-klasse)

Cx 0,53 - VAZ 2121

Modeller med god aerodynamisk luftmotstand:

Sh 0,18 - VW XL1

Cx 0,19 - GM EV1

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 - Tesla (modell X)

Cx 0,24 - Hyundai Sonata

Cx 0,24 - Toyota Prius

Cx 0,24 - Mercedes-Benz C-klasse

Cx 0,25 - Audi A2

Cx 0,25 - Alfa Romeo (Giulia)

Cx 0,25 - Peugeot 508

Cx 0,25 - Honda Insight

Cx 0,26 - BMW (3 -serien på baksiden av E90)

Cx 0,26 - BMW i8

Cx 0,26 - Mercedes-Benz (B)

Cx 0,26 - Mercedes-Benz (E-klasse)

Cx 0,26 - Jaguar XE

Cx 0,26-Nissan GT-R

Cx 0,26 - Infiniti Q50

I tillegg kan du se en kort video om aerodynamikk i bilen:

Bil aerodynamikk, hva er det? Hvordan forbedre aerodynamikk? Hvordan IKKE lage et fly av en bil?