Турбуленттүү агым
ыраазы
Заманбап технологиялар автомобилдердин аэродинамикасын кандайча өзгөртүп жатат
Абанын каршылыгынын төмөндүгү күйүүчү майдын чыгымын азайтууга жардам берет. Бул жагынан алганда, өнүгүү үчүн эбегейсиз зор мүмкүнчүлүктөр бар. Албетте, азырынча аэродинамика боюнча адистер дизайнерлердин пикири менен макул.
"Мотоцикл жасай албагандарга аэродинамика". Бул сөздөрдү Энцо Феррари 60-жылдары айткан жана ошол кездеги көптөгөн дизайнерлердин унаанын ушул технологиялык жагына болгон мамилесин айкын көрсөтүп турат. Бирок, он жылдан кийин гана биринчи мунай кризиси келип, алардын баалуулуктар тутуму түп-тамырынан бери өзгөрдү. Унаанын кыймылындагы, айрыкча аба катмарларынан өткөндөн кийин пайда болгон бардык каршылык күчтөрү, керектелген отундун көлөмүнө карабастан, кыймылдаткычтардын жылышуусун жана кубаттуулугун жогорулатуу сыяктуу кеңири техникалык чечимдер менен жеңилген учурлар, алар кетип, инженерлер башташат. максаттарга жетүүнүн натыйжалуу жолдорун издөө.
Учурда аэродинамиканын технологиялык фактору унутулган чаңдын калың катмары менен капталган, бирок ал дизайнерлер үчүн таптакыр жаңылык эмес. Технологиянын тарыхы көрсөткөндөй, жыйырманчы жылдарда да, немис Эдмунд Румплер жана венгриялык Пол Жарай (Татра Т77 культун жараткан) сыяктуу өнүккөн жана ойлоп табуучу мээлер жеңилдетилген беттерди калыптандырып, автоунаа кузовунун дизайнына аэродинамикалык ыкманын пайдубалын түптөшкөн. Алардын артынан Барон Рейнхард фон Кенич-Факсенфельд жана Вунибальд Кам сыяктуу аэродинамикалык адистердин экинчи толкуну башталды, алар 1930-жылдары өз идеяларын иштеп чыгышкан.
Ар бир адам үчүн түшүнүктүү, ылдамдыктын жогорулашы менен бир чек бар, андан жогору абанын каршылыгы унааны айдоодо чечүүчү фактор болуп калат. Аэродинамикалык жактан оптималдаштырылган фигураларды түзүү бул чекти кыйла өйдө жылдырышы мүмкүн жана агымдын Cx деп аталган коэффициенти менен туюнтулат, анткени 1,05 мааниси аба агымына перпендикуляр болгон кубга ээ (эгерде ал өз огу боюнча 45 градуска бурулса, анын жогорку жээги 0,80ге чейин кыскарган). Бирок, бул коэффициент аба каршылык теңдемесинин бир гана бөлүгү болуп саналат - маанилүү элемент катары унаанын алдыңкы аянтынын өлчөмүн (A) кошуу керек. Аэродинамиктердин милдеттеринин биринчиси – таза, аэродинамикалык жактан эффективдүү беттерди түзүү (алардын факторлору, биз көрүп тургандай, машинада көп), бул акыр аягында агым коэффициентинин төмөндөшүнө алып келет. Акыркысын өлчөө үчүн шамал туннели керек, бул кымбат жана өтө татаал объект – буга мисал катары BMW компаниясынын 2009-жылы ишке киргизилген 170 миллион евролук туннелин алса болот. Андагы эң негизги компонент өзүнчө трансформатордук станцияга муктаж болгон ушунчалык көп электр энергиясын керектеген гигант желдеткич эмес, аба агымынын машинага тийгизген бардык күчтөрүн жана моменттерин өлчөй турган так ролик стенд. Анын милдети - унаанын аба агымы менен болгон бардык өз ара аракеттенүүсүнө баа берүү жана адистерге ар бир майда-чүйдөсүн изилдеп, аны аба агымында эффективдүү кылып гана тим болбостон, конструкторлордун каалоолоруна ылайык өзгөртүүгө жардам берүү. . Негизинен, унаа жолуккан негизги сүйрөө компоненттери анын алдындагы аба кысылып, жылыганда келип чыгат жана - өтө маанилүү нерсе - анын артындагы катуу турбуленттиктен. Ал жерде машинаны тартууга умтулган төмөнкү басым зонасы пайда болот, ал өз кезегинде куюндун күчтүү таасири менен аралашып, аэродинамисттер аны «өлүү дүүлүгүү» деп да аташат. Логикалык себептерден улам, кыймылсыз мүлк моделдеринин артында төмөндөтүлгөн басымдын деңгээли жогору, натыйжада агым коэффициенти начарлайт.
Аэродинамикалык тоскоолдук факторлору
Акыркысы унаанын жалпы формасы сыяктуу факторлорго гана эмес, ошондой эле белгилүү бир бөлүктөргө жана беттерге да көз каранды. Практикада заманбап унаалардын жалпы формасы жана пропорциялары жалпы аба каршылыгынын 40 пайызын ээлейт, анын төрттөн бир бөлүгү объекттин бетинин түзүлүшү жана күзгү, жарыктар, мамлекеттик номер жана антенна сыяктуу өзгөчөлүктөрү менен аныкталат. Аба каршылыгынын 10% тешиктер аркылуу тормоз, кыймылдаткыч жана редукторго агымдын эсебинен болот. 20% ар кандай полдо жана асма конструкциялардагы куюндун натыйжасы, башкача айтканда, машинанын астында болгон нерселердин баары. Ал эми эң кызыгы, абанын каршылыгынын 30%ке чейинкиси дөңгөлөктөрдүн жана канаттардын айланасында пайда болгон куюндарга байланыштуу. Бул кубулушту практикалык демонстрациялоо мунун ачык-айкын далилин берет — машинанын формасын толуктоо менен дөңгөлөктөр алынып, канаттагы тешиктер жабылганда ар бир машинага 0,28ден керектөө коэффициенти 0,18ге чейин төмөндөйт. Биринчи Honda Insight жана GMдин EV1 электромобилдери сыяктуу таң калыштуу аз пробегдеги бардык унаалардын арткы капталдары жашырылганы кокусунан эмес. Жалпы аэродинамикалык форма жана жабык алдыңкы бөлүк, электр кыймылдаткычы муздаткыч абаны көп талап кылбагандыктан, GM иштеп чыгуучуларына 1 гана агым коэффициенти менен EV0,195 моделин иштеп чыгууга мүмкүндүк берди. Tesla 3 моделинде Cx 0,21 бар. Ичтен күйүүчү кыймылдаткычтары бар унаалардын дөңгөлөктөрүнүн айланасындагы куюнду азайтуу үчүн. Ичке вертикалдуу аба агымы түрүндөгү "аба пардалары" алдыңкы бампердеги тешиктен багытталып, дөңгөлөктөрдү тегерете үйлөп, куюндарды турукташтырат. Мотордун агымы аэродинамикалык жапкычтар менен чектелет, ал эми түбү толугу менен жабылат.
Ролик стенди менен өлчөнгөн күчтөр канчалык төмөн болсо, Сх ошончолук төмөн. Стандартка ылайык, ал 140 км/саат ылдамдыкта өлчөнөт – 0,30 балл, мисалы, унаа өткөн абанын 30 пайызы анын ылдамдыгына чейин тездейт дегенди билдирет. Алдыңкы аймакка келсек, аны окуу бир топ жөнөкөй процедураны талап кылат - бул үчүн лазердин жардамы менен машинанын сырткы контурлары алдыңкы тараптан каралып, ал эми жабык аянт чарчы метр менен эсептелет. Бул кийинчерээк чарчы метрде унаанын жалпы аба каршылыгын алуу үчүн агым коэффициентине көбөйтүлөт.
Биздин аэродинамикалык сыпаттамабыздын тарыхый контуруна кайрылып, биз 1996-жылы стандартташтырылган күйүүчү май керектөөнүн өлчөө циклинин (NEFZ) түзүлүшү чындыгында автомобилдердин аэродинамикалык эволюциясында терс ролду ойногондугун табабыз (ал 1980-жылдары олуттуу өнүккөн). ) анткени жогорку ылдамдыктагы кыймылдын кыска меенетунен улам аэродинамикалык фактор аз таасир этет. Убакыттын өтүшү менен агымдын коэффициенти азайса да, ар бир класстагы унаалардын өлчөмүн көбөйтүү фронталдык аянтты көбөйтүүгө, демек, абанын каршылыгын жогорулатууга алып келет. VW Golf, Opel Astra жана BMW 7 Series сыяктуу унаалар 1990-жылдардагы мурункуларына караганда абага туруктуулукка ээ болгон. Бул тенденция чоң фронталдык аянты жана начарлап бараткан жол кыймылы менен таасирдүү SUV моделдеринин тобу менен шартталган. Автоунаанын бул түрү негизинен анын эбегейсиз салмагы үчүн сынга алынган, бирок иш жүзүндө бул фактор ылдамдыктын жогорулашы менен салыштырмалуу азыраак мааниге ээ болот - шаардын сыртында болжол менен 90 км/саат ылдамдыкта айдаганда, абанын каршылык үлүшү 50 пайызга жакын, трассанын ылдамдыгында, ал унаа жолуккан жалпы сүйрөөлөрдүн 80 пайызына чейин көбөйөт.
Аэродинамикалык түтүк
Унаанын иштешиндеги абага туруштук берүүнүн ролунун дагы бир мисалы - кадимки Smart city модели. Эки орундуу унаа шаардын көчөлөрүндө ыкчам жана ыкчам болушу мүмкүн, бирок кыска жана жакшы пропорциялуу кузов аэродинамикалык көз караштан алганда өтө натыйжасыз. Жеңил салмактын фонунда абанын каршылыгы күндөн-күнгө маанилүү элементке айланууда жана Smart менен ал 50 км / саат ылдамдыкта күчтүү таасирин тийгизе баштайт.Ал таң калыштуу эмес, ал жеңил дизайнына карабастан, арзан баада күтүлгөндөй болбой калган.
Смарттын кемчиликтерине карабастан, башкы компания Мерседестин аэродинамикага болгон мамилеси эффективдүү формаларды түзүү процессине методикалык, ырааттуу жана активдүү мамиленин үлгүсүн көрсөтөт. Айрыкча бул ишканада шамал туннелдерине жумшалган инвестициянын жана бул жааттагы талыкпаган эмгектин натыйжасы көрүнүп турат деп айтууга болот. Бул процесстин эффектинин өзгөчө айкын мисалы - азыркы S-Class (Cx 0,24) Golf VIIге (0,28) караганда шамалга азыраак туруштук бере алат. Көбүрөөк ички мейкиндикти табуу процессинде, компакт моделдин формасы кыйла чоң фронталдык аймакка ээ болду, ал эми агымдын коэффициенти S-классына караганда, узундугунун кыскалыгынан начар, бул узун түздөлгөн беттерге жол бербейт. жана негизинен артка кескин өтүү менен шартталган, куюндардын пайда болушуна көмөктөшөт. VW жаңы сегизинчи муундагы Гольфтун абага туруктуулугу бир топ азыраак жана ыңгайлашкан формага ээ болот деп чечкиндүү болгон, бирок жаңы дизайнга жана тестирлөө мүмкүнчүлүктөрүнө карабастан, бул унаа үчүн өтө оор болуп чыкты. бул формат менен. Бирок, 0,275 фактору менен бул эң аэродинамикалык гольф болуп саналат. Ичтен күйүүчү кыймылдаткычы бар унаага 0,22 күйүүчү май керектөөнүн эң төмөнкү катталган коэффициенти Mercedes CLA 180 BlueEfficiency болуп саналат.
Электромобилдердин артыкчылыгы
Салмактын фонунда аэродинамикалык форманын маанилүүлүгүнүн дагы бир мисалы - заманбап гибриддик моделдер жана андан да көп электромобилдер. Мисалы, Prius үлгүсүндө, жогорку аэродинамикалык формага муктаждык, ылдамдык жогорулаган сайын, гибриддик энергетикалык энергиянын натыйжалуулугу төмөндөйт. Электр унааларында, электр режиминде километрдин көбөйүшүнө байланыштуу нерсе өтө маанилүү. Эксперттердин айтымында, 100 кг салмак жоготуу автоунаанын басып өткөн жолун бир нече чакырымга гана көбөйтөт, бирок экинчи жагынан, электромобил үчүн аэродинамика биринчи орунда турат. Биринчиден, бул транспорттун чоң массасы калыбына келтирүүгө кеткен энергиянын бир бөлүгүн калыбына келтирүүгө мүмкүндүк бергендиктен, экинчиден, электр кыймылдаткычынын чоң моменти аны иштетүү учурунда салмактын таасирин компенсациялоого мүмкүндүк берет жана анын натыйжалуулугу жогорку ылдамдыкта жана жогорку ылдамдыкта төмөндөйт. Мындан тышкары, кубаттуу электроника жана электр кыймылдаткычы муздатуучу абаны аз талап кылат, бул унаанын алды жагын кичине ачууга мүмкүндүк берет, биз белгилегендей, дененин агымынын азайышынын негизги себеби болуп саналат. Заманбап плагин-гибриддик моделдерде аэродинамикалык жактан эффективдүү формаларды түзүүгө түрткү берүүчү дагы бир элемент - бул электр менен ылдамдабоо режими же деп аталган нерсе. парустуу спорт. Бул термин колдонулган жана шамал кайыкты түртүшү керек болгон парустук кемелерден айырмаланып, автоунаалар абага аз каршылык көрсөткөндө, электр кубаты менен жүрүүчү чакырым көбөймөк. Аэродинамикалык оптималдаштырылган форманы түзүү күйүүчү майдын сарпталышын азайтуунун эң натыйжалуу ыкмасы болуп саналат.
Айрым белгилүү унаалардын керектөө факторлору:
Mercedes Simplex
Өндүрүш 1904, Cx = 1,05
Rumpler вагон
Өндүрүш 1921, Cx = 0,28
Форд модели Т.
Өндүрүш 1927, Cx = 0,70
Кама эксперименталдык модели
1938-жылы чыгарылган, Cx = 0,36.
Мерседес автоунаа
Өндүрүш 1938, Cx = 0,12
VW автобус
Өндүрүш 1950, Cx = 0,44
Фольксваген "Ташбака"
Өндүрүш 1951, Cx = 0,40
Panhard Dina
1954-жылы чыгарылган, Cx = 0,26.
Porsche 356 A
1957-жылы чыгарылган, Cx = 0,36.
МГ EX 181
1957 өндүрүш, Cx = 0,15
Citroen DS 19
Өндүрүш 1963, Cx = 0,33
NSU Sport Prince
Өндүрүш 1966, Cx = 0,38
Mercedes S 111
Өндүрүш 1970, Cx = 0,29
Volvo 245 кыймылсыз мүлкү
Өндүрүш 1975, Cx = 0,47
Audi 100
Өндүрүш 1983, Cx = 0,31
Мерседес W 124
Өндүрүш 1985, Cx = 0,29
Lamborghini countach
Өндүрүш 1990, Cx = 0,40
Toyota Prius 1
Өндүрүш 1997, Cx = 0,29
