Təlatümlü axın
Məzmun
Müasir texnologiya avtomobil aerodinamikasını necə dəyişdirir
Aşağı hava müqaviməti yanacaq sərfiyyatını azaltmağa kömək edir. Bununla birlikdə, bu baxımdan inkişaf üçün çox böyük imkanlar var. Əlbəttə ki, hələlik aerodinamik mütəxəssisləri dizaynerlərin fikri ilə razılaşırlar.
"Motosikl edə bilməyənlər üçün aerodinamik." Bu sözlər Enzo Ferrari tərəfindən 60-cı illərdə səsləndirilib və dövrün bir çox dizaynerinin avtomobilin bu texnoloji tərəfinə münasibətini açıq şəkildə nümayiş etdirir. Ancaq yalnız on il sonra ilk neft böhranı gəldi və bütün dəyərlər sistemi kökündən dəyişdi. Avtomobilin hərəkətindəki bütün müqavimət qüvvələrinin, xüsusən də hava qatlarından keçməsi nəticəsində yaranan qüvvələrin istehlak etdiyi yanacaq miqdarından asılı olmayaraq mühərriklərin yerdəyişməsini və gücünü artırmaq kimi geniş texniki həll yolları ilə aşıldığı dövrlər, getdikcə azalır və mühəndislər başlayır məqsədlərinizə çatmaq üçün daha təsirli yollar axtarın.
Bu anda aerodinamikanın texnoloji amili unudulmanın qalın bir toz təbəqəsi ilə örtülmüşdür, lakin dizaynerlər üçün tamamilə yeni deyil. Texnologiya tarixi göstərir ki, iyirminci illərdə də Alman Edmund Rumpler və Macarıstanlı Paul Jaray (Tatra T77 kultunu yaradan) kimi inkişaf etmiş və ixtiraçı beyinlər aerodinamik səthlər formalaşdırdı və avtomobil gövdəsi dizaynına aerodinamik yanaşmanın təməlini qoydu. Onları 1930-cu illərdə fikirlərini inkişaf etdirən Baron Reinhard von Könich-Faxenfeld və Wunibald Kam kimi ikinci bir aerodinamik mütəxəssis dalğası izlədi.
Hər kəsə aydındır ki, artan sürətlə bir hədd gəlir, ondan yuxarı hava müqaviməti avtomobil idarə etmək üçün kritik amil olur. Aerodinamik cəhətdən optimallaşdırılmış formaların yaradılması bu həddi əhəmiyyətli dərəcədə yuxarıya doğru dəyişə bilər və Cx adlanan axın əmsalı ilə ifadə edilir, çünki 1,05 dəyəri hava axınına perpendikulyar çevrilmiş bir kuba malikdir (əgər o, öz oxu boyunca 45 dərəcə fırlanırsa, beləliklə onun yuxarı kənarı 0,80-ə qədər azalır). Bununla belə, bu əmsal hava müqaviməti tənliyinin yalnız bir hissəsidir - avtomobilin ön sahəsinin ölçüsü (A) əsas element kimi əlavə edilməlidir. Aerodinamistlərin vəzifələrindən birincisi təmiz, aerodinamik cəhətdən səmərəli səthlər yaratmaqdır (bunların faktorları, gördüyümüz kimi, avtomobildə çoxlu var), nəticədə axın əmsalının azalmasına səbəb olur. Sonuncunu ölçmək üçün külək tuneli lazımdır ki, bu da bahalı və olduqca mürəkkəb bir obyektdir – buna misal olaraq BMW-nin 2009-cu ildə istismara verdiyi 170 milyon avro dəyərində tunel göstərmək olar. Ondakı ən vacib komponent ayrıca transformator stansiyasına ehtiyac duyacaq qədər çox elektrik istehlak edən nəhəng ventilyator deyil, hava reaktivinin avtomobilə verdiyi bütün qüvvələri və momentləri ölçən dəqiq roller stendidir. Onun işi avtomobilin hava axını ilə bütün qarşılıqlı əlaqəsini qiymətləndirmək və mütəxəssislərə hər bir detalı öyrənmək və onu nəinki hava axınında səmərəli etmək, həm də dizaynerlərin istəklərinə uyğun dəyişməkdə kömək etməkdir. . Əsasən, avtomobilin qarşılaşdığı əsas sürtünmə komponentləri onun qarşısındakı havanın sıxılması və yerdəyişməsi və - son dərəcə vacib bir şey - arxadakı güclü turbulentlikdən qaynaqlanır. Orada avtomobili dartmağa meylli olan aşağı təzyiq zonası yaranır ki, bu da öz növbəsində burulğanın güclü təsiri ilə qarışır, aerodinamistlər bunu da “ölü həyəcan” adlandırırlar. Məntiqi səbəblərə görə, əmlak modellərinin arxasında, azaldılmış təzyiq səviyyəsi daha yüksəkdir, bunun nəticəsində axın əmsalı pisləşir.
Aerodinamik sürükləmə faktorları
Sonuncu yalnız avtomobilin ümumi forması kimi amillərdən deyil, həm də xüsusi hissələrdən və səthlərdən asılıdır. Praktikada müasir avtomobillərin ümumi forması və nisbətləri ümumi hava müqavimətində 40 faiz paya malikdir, bunun dörddə biri obyektin səthinin strukturu və güzgülər, işıqlar, nömrə nişanı və antenna kimi xüsusiyyətlərlə müəyyən edilir. Hava müqavimətinin 10% -i əyləclərə, mühərrikə və sürət qutusuna deşiklər vasitəsilə axınla bağlıdır. 20% müxtəlif mərtəbə və asma konstruksiyalardakı burulğanların, yəni avtomobilin altında baş verən hər şeyin nəticəsidir. Ən maraqlısı isə odur ki, hava müqavimətinin 30%-ə qədəri təkərlər və qanadlar ətrafında yaranan burulğanlar hesabına olur. Bu fenomenin praktiki nümayişi bunun aydın göstəricisini verir - avtomobilin formasının tamamlanması ilə təkərlər çıxarıldıqda və qanaddakı dəliklər örtüldükdə, hər bir avtomobil üçün 0,28-dən istehlak əmsalı 0,18-ə qədər azalır. Təsadüfi deyil ki, ilk Honda Insight və GM-in EV1 elektrik avtomobili kimi təəccüblü dərəcədə aşağı yürüşlü avtomobillərin hamısı gizli arxa qanadlara malikdir. Ümumi aerodinamik forma və qapalı ön hissə, elektrik mühərrikinin çox miqdarda soyuducu hava tələb etməməsi səbəbindən GM tərtibatçılarına yalnız 1 axın əmsalı ilə EV0,195 modelini hazırlamağa imkan verdi. Tesla modeli 3-də Cx 0,21 var. Daxili yanma mühərrikləri olan avtomobillərdə təkərlər ətrafında burulğanı azaltmaq üçün sözdə. İncə şaquli hava axını şəklində olan "hava pərdələri" ön bamperdəki açılışdan yönəldilir, təkərlər ətrafında üfürülür və burulğanları sabitləşdirir. Mühərrikə axın aerodinamik panjurlarla məhdudlaşdırılır, alt hissəsi isə tamamilə bağlıdır.
Rolik dayağı ilə ölçülən qüvvələr nə qədər aşağı olarsa, Cx də bir o qədər aşağıdır. Standarta görə, o, 140 km/saat sürətlə ölçülür - məsələn, 0,30 dəyəri, avtomobilin keçdiyi havanın 30 faizinin onun sürətinə çatması deməkdir. Ön hissəyə gəlincə, onun oxunması daha sadə prosedur tələb edir - bunun üçün lazerin köməyi ilə ön tərəfdən baxdıqda avtomobilin xarici konturları çəkilir və kvadrat metrlə qapalı sahə hesablanır. Avtomobilin kvadrat metrlə ümumi hava müqavimətini əldə etmək üçün daha sonra axın əmsalı ilə vurulur.
Aerodinamik təsvirimizin tarixi konturuna qayıdaraq, 1996-cı ildə standartlaşdırılmış yanacaq sərfiyyatının ölçülməsi dövrünün (NEFZ) yaradılmasının əslində avtomobillərin aerodinamik təkamülündə mənfi rol oynadığını görürük (bu, 1980-ci illərdə əhəmiyyətli dərəcədə irəliləmişdir). ) çünki aerodinamik amil yüksək sürətli hərəkətin qısa müddətinə görə az təsir göstərir. Vaxt keçdikcə axın əmsalı azalsa da, hər bir sinifdə nəqliyyat vasitələrinin ölçülərinin artırılması frontal sahənin artmasına və buna görə də hava müqavimətinin artmasına səbəb olur. VW Golf, Opel Astra və BMW 7 Series kimi avtomobillər 1990-cı illərdəki sələflərindən daha yüksək hava müqavimətinə malik idi. Bu tendensiya geniş ön sahəsi və pisləşən trafikə malik təsir edici SUV modellərinin kohortundan qaynaqlanır. Bu tip avtomobillər əsasən böyük çəkisinə görə tənqid olunurdu, lakin praktikada bu amil sürətin artması ilə daha az nisbi əhəmiyyət kəsb edir - şəhərdən kənarda təxminən 90 km/saat sürətlə sürərkən hava müqavimətinin nisbəti Təxminən yüzdə 50, şose sürətində, avtomobilin qarşılaşdığı ümumi sürüklənmənin yüzdə 80-ə yüksəlir.
Aerodinamik boru
Avtomobil müqavimətindəki hava müqavimətinin roluna başqa bir nümunə tipik Ağıllı şəhər modelidir. İki nəfərlik bir avtomobil şəhər küçələrində çevik və çevik ola bilər, lakin qısa və nisbətli bir bədən aerodinamik baxımdan son dərəcə təsirsizdir. Yüngül çəki fonunda hava müqaviməti getdikcə daha vacib bir elementə çevrilir və Smart ilə 50 km / saat sürətdə güclü bir təsir göstərməyə başlayır.Təəccüblü deyil ki, yüngül dizaynına baxmayaraq ucuz qiymətə gözləntilərdən geri qaldı.
Smart-ın çatışmazlıqlarına baxmayaraq, ana şirkət Mercedes-in aerodinamikaya yanaşması səmərəli formaların yaradılması prosesinə metodik, ardıcıl və proaktiv yanaşma nümunəsidir. İddia etmək olar ki, külək tunellərinə qoyulan sərmayələrin və bu sahədə zəhmətin nəticəsi xüsusilə bu şirkətdə görünür. Bu prosesin təsirinin xüsusilə parlaq nümunəsi hazırkı S-Class-ın (Cx 0,24) Golf VII-dən (0,28) daha az küləyə qarşı müqavimət göstərməsidir. Daha çox daxili məkanın tapılması prosesində kompakt modelin forması kifayət qədər böyük bir cəbhə sahəsi əldə etdi və daha qısa uzunluğa görə axın əmsalı S-sinifindən daha pisdir, bu da uzun düzlənmiş səthlərə imkan vermir. və əsasən arxa tərəfə kəskin keçid səbəbindən burulğanların meydana gəlməsini təşviq edir. VW yeni səkkizinci nəsil Golf-ün əhəmiyyətli dərəcədə daha az hava müqavimətinə və daha aşağı və daha rasional formada olacağına əmin idi, lakin yeni dizayn və sınaq imkanlarına baxmayaraq, bu, avtomobil üçün olduqca çətin oldu. bu formatla. Bununla belə, 0,275 əmsalı ilə bu, indiyə qədər hazırlanmış ən aerodinamik Qolfdur. Daxili yanma mühərriki olan avtomobil üçün qeydə alınmış ən aşağı yanacaq sərfiyyatı əmsalı 0,22 Mercedes CLA 180 BlueEfficiency-dir.
Elektrikli nəqliyyat vasitələrinin üstünlüyü
Aerodinamik formanın ağırlığa qarşı əhəmiyyətinin başqa bir nümunəsi müasir hibrid modellər və daha da çox elektrikli vasitədir. Məsələn, Prius modelində yüksək aerodinamik bir forma ehtiyac sürət artdıqca hibrid güc aqreqatının səmərəliliyinin azalması ilə də şərtlənir. Elektrikli nəqliyyat vasitələrində elektrik rejimində artan kilometrə aid hər hansı bir şey son dərəcə vacibdir. Mütəxəssislərin fikrincə, 100 kiloqram arıqlamaq avtomobilin yürüşünü cəmi bir neçə kilometrə qədər artıracaq, lakin digər tərəfdən elektromobil üçün aerodinamika çox vacibdir. Birincisi, bu nəqliyyat vasitələrinin böyük kütləsi onların bərpa olunmaqla sərf etdikləri enerjinin bir hissəsini bərpa etmələrinə imkan verdiyinə görə, ikincisi, elektrik mühərrikinin yüksək torku işə salma zamanı ağırlığın təsirini kompensasiya etməyə imkan verdiyindən və yüksək sürətlə və yüksək sürətdə səmərəliliyi azalır. Bundan əlavə, güc elektronikası və elektrik mühərriki daha az soyutma havası tələb edir ki, bu da avtomobilin ön hissəsində daha kiçik bir açılışa imkan verir ki, bu da qeyd etdiyimiz kimi azalmış bədən axınının əsas səbəbidir. Müasir plug-in hibrid modellərdə dizaynerləri daha aerodinamik cəhətdən səmərəli formalar yaratmağa təşviq edən başqa bir element, yalnız sürətlənməyən elektrik enerjisi və ya sözdə rejimdir. yelkənli. Terimin işlədildiyi və küləyin qayığı hərəkət etdirməli olduğu yelkənli qayıqlardan fərqli olaraq avtomobillərdə, avtomobildə az hava müqaviməti olsaydı, elektriklə işləyən yürüş artacaqdı. Aerodinamik olaraq optimallaşdırılmış bir forma yaratmaq yanacaq sərfiyyatını azaltmaq üçün ən sərfəli yoldur.
Bəzi məşhur avtomobillərin istehlak əmsalları:
Mercedes Simplex
İstehsal 1904, Cx = 1,05
Rumpler açılan vaqon
İstehsal 1921, Cx = 0,28
Ford Model T
İstehsal 1927, Cx = 0,70
Kama eksperimental modeli
1938-ci ildə istehsal edilmişdir, Cx = 0,36.
Mercedes qeyd maşını
İstehsal 1938, Cx = 0,12
VW avtobusu
İstehsal 1950, Cx = 0,44
Volkswagen "Tısbağa"
İstehsal 1951, Cx = 0,40
Panhard Dina
1954-ci ildə istehsal edilmişdir, Cx = 0,26.
Porsche 356 A
1957-ci ildə istehsal edilmişdir, Cx = 0,36.
MG EX 181
1957 istehsal, Cx = 0,15
Citroen DS 19
İstehsal 1963, Cx = 0,33
NSU İdman Şahzadəsi
İstehsal 1966, Cx = 0,38
Mercedes S 111
İstehsal 1970, Cx = 0,29
Volvo 245 əmlakı
İstehsal 1975, Cx = 0,47
Audi 100
İstehsal 1983, Cx = 0,31
Mercedes W 124
İstehsal 1985, Cx = 0,29
Lamborghini Countach
İstehsal 1990, Cx = 0,40
Toyota Prius 1
İstehsal 1997, Cx = 0,29
