Buku Panduan Aerodinamika

Faktor sing paling penting sing nyebabake resistensi udara kendharaan

Resistensi hawa sithik mbantu nyuda konsumsi bahan bakar. Nanging, ing babagan iki, ana ruang gedhe kanggo pembangunan. Yen para ahli aerodinamika mesthi setuju karo pendapat para desainer.

"Aerodinamika Kanggo Sing Ora Bisa Nggawe Sepedha Motor." Tembung-tembung kasebut diucapake dening Enzo Ferrari ing taun suwidakan lan kanthi jelas nduduhake sikap para desainer wektu kasebut menyang sisi teknologi mobil iki. Nanging, mung sepuluh taun mengko krisis minyak pertama kedadeyan, sing sacara radikal ngowahi kabeh sistem nilai kasebut. Nalika kabeh kekuwatan resistensi sajrone gerakan mobil, lan utamane sing muncul nalika ngliwati lapisan udara, ditanggulangi solusi teknis sing akeh, kayata nambah pamindahan lan tenaga mesin, tanpa preduli jumlah bahan bakar sing dikonsumsi, dheweke bakal ilang, lan para insinyur wiwit katon cara sing luwih efektif kanggo nggayuh tujuan.

Saiki, faktor teknologi aerodinamika ditutupi lapisan bledug sing dilalekake, nanging kanggo para desainer, iki dudu warta. Sejarah teknologi nuduhake manawa ing taun 77-an, pikiran maju lan inventif kayata Jerman Edmund Rumpler lan Hungaria Paul Zharai (sing nggawe Tatra TXNUMX sing apik) nggawe permukaan sing efisien lan nggawe pondasi pendekatan aerodinamika kanggo desain awak mobil. Dheweke diterusake karo gelombang spesialis aerodinamika nomer loro kayata Baron Reinhard von Könich-Faxenfeld lan Wunibald Kam, sing ngembangake ide ing XNUMXs.

Cetha kanggo saben wong sing karo nambah kacepetan teka watesan, ndhuwur kang resistance online dadi faktor kritis kanggo nyopir mobil. Nggawe wangun aerodynamically optimized bisa push watesan iki munggah banget lan ditulis dening disebut faktor aliran Cx, wiwit Nilai 1,05 wis kubus kuwalik jejeg aliran udara (yen diputer 45 derajat ing sadawane sumbu, supaya hulu pinggiran mudhun dadi 0,80). Nanging, koefisien iki mung siji bagéan saka persamaan resistance online - sampeyan kudu nambah ukuran area frontal mobil (A) minangka unsur penting. Pisanan saka tugas aerodynamicists kanggo nggawe resik, lumahing aerodynamically efisien (faktor kang, kita bakal weruh, akeh ing mobil), kang wekasanipun ndadékaké kanggo koefisien aliran ngisor. Ngukur sing terakhir mbutuhake trowongan angin, yaiku struktur sing larang lan rumit banget - contone yaiku trowongan sing ditugasake ing taun 2009. BMW, sing biaya perusahaan 170 yuta euro. Komponen paling penting ing iku ora penggemar buta, kang migunakaken dadi luwih listrik sing perlu gardu trafo kapisah, nanging roller stand akurat sing ngukur kabeh pasukan lan moments sing jet saka online exerts ing mobil. Tugase yaiku kanggo ngevaluasi kabeh interaksi mobil karo aliran udara lan bantuan spesialis kanggo sinau saben rinci lan ngganti supaya ora mung efektif ing aliran udara, nanging uga sesuai karo wishes saka perancang. . Sejatine, komponen seret utama sing ditemoni mobil teka nalika udhara ing ngarepe kompres lan pindah, lan - sing paling penting - saka turbulensi sing kuat ing mburine. Ana zona tekanan rendah sing cenderung narik mobil, sing banjur dicampur karo efek vortex sing kuat, sing uga diarani aerodinamis "eksitasi mati". Kanggo alasan logis, sawise model wagon stasiun, tingkat vakum luwih dhuwur, minangka asil saka koefisien konsumsi deteriorates.

Faktor seret aerodinamika

Sing terakhir gumantung ora mung ing faktor kayata wangun sakabèhé saka mobil, nanging uga ing bagean tartamtu lan lumahing. Ing laku, wangun sakabèhé lan proporsi saka mobil modern kanggo 40 persen saka total resistance online, seprapat saka kang ditemtokake dening struktur lumahing obyek lan fitur kayata mirrors, lampu, plat nomer, lan antena. 10% saka resistensi udara amarga mili liwat ventilasi menyang rem, mesin lan transmisi. 20% minangka asil vortex ing macem-macem desain lantai lan suspensi, yaiku, kabeh sing kedadeyan ing mobil. Lan sing paling menarik - 30% resistensi udara amarga vorteks sing digawe ing sekitar roda lan swiwi. Demonstrasi praktis saka fenomena iki kanthi jelas nuduhake iki - tingkat aliran saka 0,28 saben kendaraan mudhun dadi 0,18 nalika roda dicopot lan ventilasi fender ditutup. Ora kebeneran yen kabeh mobil jarak tempuh sing nggumunake - kayata Insight Honda pisanan lan mobil listrik GM EV1 - duwe fender mburi sing didhelikake. Wangun aerodinamis sakabèhé lan mburi ngarep ditutup, amarga kasunyatan sing motor listrik ora mbutuhake akèh udhara cooling, diijini perancang GM ngembangaken model EV1 karo faktor aliran mung 0,195. Tesla Model 3 nduweni Cx 0,21. Kanggo ngurangi vorticity roda ing kendaraan kanthi mesin pembakaran internal, sing diarani. "Air curtains" ing wangun aliran udara vertikal lancip diarahake saka bukaan ing bumper ngarep, ndamu watara gembong lan stabil vortex, aliran kanggo engine diwatesi dening shutters aerodinamis, lan ngisor wis rampung ditutup.

Sing luwih murah nilai-nilai pasukan sing diukur dening roller stand, sing luwih cilik Cx. Biasane diukur kanthi kacepetan 140 km / jam - nilai 0,30, contone, tegese 30 persen hawa sing dilewati mobil digawe cepet nganti kacepetan. Minangka kanggo ngarep, maca sawijining mbutuhake prosedur luwih prasaja - iki kontur njaba saka mobil wis mbatesi laser nalika dideleng saka ngarep lan area terlampir ing kothak meter wis diwilang. Banjur dikalikan karo faktor aliran kanggo entuk resistensi udara total mobil ing meter persegi.

Bali menyang garis sejarah narasi aerodinamis kita, kita nemokake manawa nggawe siklus pangukuran konsumsi bahan bakar standar (NEFZ) ing taun 1996 pancen duwe peran negatif ing evolusi aerodinamis mobil (sing maju sacara signifikan ing 7s). ) amarga faktor aerodinamis ora ana pengaruhe amarga wektu cendhak gerakan kacepetan dhuwur. Senadyan nyuda ing koefisien konsumsi liwat taun, Tambah ing dimensi saka kendaraan saben kelas ndadékaké kanggo Tambah ing wilayah frontal lan, Akibate, kanggo Tambah ing resistance online. Mobil kayata VW Golf, Opel The Astra lan BMW 90 Series duwe resistensi udara sing luwih dhuwur tinimbang sadurunge ing taun 90-an. Tren iki difasilitasi dening model SUV nyengsemaken karo area ngarep gedhe lan streamlining rusak. Kendaraan jinis iki wis dikritik utamane amarga bobote sing dhuwur, nanging ing praktik, faktor iki dadi kurang penting kanthi kacepetan tambah - nalika nyopir ing njaba kutha kanthi kecepatan udakara 50 km / jam, proporsi resistensi udara kira-kira. 80 persen, ing kacepetan dalan mundhak kanggo XNUMX persen saka total resistance ngadhepi dening mobil.

Tabung aerodinamik

Conto liyane babagan peran resistensi udara ing kinerja kendaraan yaiku model Smart City sing khas. A loro-seater bisa lincah lan lincah ing lurung-lurung kutha, nanging bodywork cendhak lan proporsional banget ora efisien saka sudut pandang aerodinamis. Ing latar mburi bobote kurang, resistance udhara dadi unsur sing saya penting, lan karo Smart wiwit duwe efek kuwat ing kacepetan 50 km / h. Ora ngagetne sing senadyan desain entheng, iku ora manggon nganti pangarepan. saka biaya relatif kurang.

Nanging, senadyan shortcomings Smart, induk perusahaan Mercedes sikap aerodinamis minangka conto saka pendekatan methodical, konsisten lan proaktif kanggo proses nggawe wangun spektakuler. Bisa diarani yen asil investasi ing terowongan angin lan kerja keras ing wilayah iki utamane katon ing perusahaan iki. Conto utamané striking saka efek saka proses iki kasunyatan sing saiki S-Class (Cx 0,24) wis resistance online kurang saka Golf VII (0,28). Ing panelusuran ruang interior liyane, wangun model kompak wis entuk area frontal sing rada gedhe, lan koefisien aliran luwih elek tinimbang kelas S amarga dawane luwih cendhek, sing ora ngidini lumahing streamlined lan akeh. liyane. - wis amarga transisi sing cetha saka mburi, nyumbang kanggo pembentukan vortices. Nanging, VW yakin manawa Golf generasi sabanjure bakal duwe resistensi udara sing luwih murah lan luwih murah lan luwih ramping. Faktor konsumsi bahan bakar paling murah yaiku 0,22 saben kendaraan ICE yaiku Mercedes CLA 180 BlueEfficiency.

Kauntungan saka kendaraan listrik

Conto liyane pentinge bentuk aerodinamika tinimbang bobot yaiku model hibrida modern lan uga kendaraan listrik. Ing kasus Prius, umpamane, kebutuhan kanggo desain aerodinamika uga diprentahake kanthi kasunyatan manawa mundhak, efisiensi powertrain hibrida mudhun kanthi dramatis. Ing babagan kendaraan listrik, kabeh sing ana gandhengane karo kenaikan jarak tempuh ing mode listrik iku penting banget. Miturut para ahli, nyuda bobot 100 kg bakal nambah jarak tempuh mobil mung sawetara kilometer, nanging ing sisih liya, aerodinamika paling penting kanggo mobil listrik.

Sepisanan, amarga massa dhuwur saka kendaraan iki ngidini kanggo mbalekake sawetara saka energi digunakake kanggo recuperation, lan sareh, amarga torsi dhuwur saka motor listrik ngijini sampeyan kanggo ijol kanggo efek saka bobot ing wiwitan-up, lan efficiency sudo. ing kacepetan dhuwur lan kacepetan dhuwur. Kajaba iku, elektronik daya lan motor listrik mbutuhake hawa adhem sing kurang, sing ngidini bukaan sing luwih cilik ing ngarep mobil, sing, kaya sing wis dingerteni, minangka sebab utama rusak aliran ing awak. Unsur liya saka motivasi desainer kanggo nggawe wujud sing luwih efisien kanthi aerodinamis ing model hibrida plug-in saiki yaiku mode gerakan tanpa akselerasi mung kanthi bantuan motor listrik, utawa sing diarani. lelayaran. Boten kados prau layar, saking pundi asalipun istilah kasebut lan ing pundi angin badhé ngobahaken prau, mobil listrik bakal nambah jarak tempuh menawi mobil punika kirang tahan hawa. Nggawe wangun sing dioptimalake kanthi aerodinamis minangka cara sing paling irit kanggo nyuda konsumsi bahan bakar.

Teks: Georgy Kolev

Koefisien konsumsi sawetara mobil terkenal:

Mercedes Simplex

Produksi 1904, Cx = 1,05

Rumpler Tropfenwagen

Produksi 1921, Cx = 0,28

Model Ford T

Produksi 1927, Cx = 0,70

Model eksperimen Kam

Produksi 1938, Cx = 0,36

Mobil rekaman Mercedes

Produksi 1938, Cx = 0,12

Bis VW

Produksi 1950, Cx = 0,44

VW "penyu"

Produksi 1951, Cx = 0,40

Panhard Dina

Produksi 1954, Cx = 0,26

Porsche 356

Produksi 1957, Cx = 0,36

MG EX 181

Produksi 1957, Cx = 0,15

Citroen DS 19

Produksi 1963, Cx = 0,33

Pangeran Olahraga NSU

Produksi 1966, Cx = 0,38

Mercedes C 111

Produksi 1970, Cx = 0,29

Volvo 245 Van

Produksi 1975, Cx = 0,47

Audi 100

Produksi 1983, Cx = 0,31

Mercedes W 124

Produksi 1985, Cx = 0,29

Toyota Prius 1

Produksi 1997, Cx = 0,29