Коэффициент аэродинамического сопротивления автомобилей ваз

Нас не догонят!

Нас не догонят!

Почти все из нас не задумываясь считают обтекаемым тот кар, который таким смотрится. И ошибаются. У очень оживленного снаружи ВАЗ-2109 коэффициент аэродинамического сопротивления чуток меньше, чем у «Жигулей», и больше, чем у короткой угловатой «Оки». У старой «Победы» таковой же, как у ВАЗ-2106. Даже у быстрого с виду «Святогора» исходя из убеждений аэродинамики очень плохой задок. Срыв потока происходит как раз по нижней кромке двери, наклоненной на 27°. В итоге заднее стекло незапятнанное, но коэффициент сопротивления наихудший из вероятных.

1-ый российский кар, к которому инженеры подошли со всей серьезностью еще на шаге разработки макета — ВАЗ 2110. В итоге на больших скоростях «10-ка» разгоняется еще охотнее «девятки» с таковым же движком, а экономия горючего явна даже на глаз.

Чтоб понизить сопротивление воздуха, нужно свести к минимуму лобовую площадь либо коэффициент обтекаемости. Лобовая площадь уже устоялась и изменяется зависимо от класса машинки приблизительно от 1,5 до 2,5 м2. Уменьшить ее можно, разве что усадив пассажиров в затылок друг дружке. Отлично, если их будет два. А пятерых гуськом? Как ни крути, остается обтекаемость. Существует несколько разновидностей, разбитых по осям координат. Так как кар обычно движется вперед, конструкторов интересует до этого всего та, что идет вдоль оси машинки, по координате «х». Поэтому коэффициент обтекаемости так и именуется — Сх.

Чтоб уяснить, что же все-таки это такое, разберемся, из что складывается действие воздуха на кар. До 13% всех утрат заносит сопротивление выступов. Это неважно какая выступающая часть машинки (зеркало, антенна, брызговики, дверные ручки и т.д.). Конкретно потому на современных машинках нет ни форточек, ни водосточных желобков. Внутреннее сопротивление съедает до 10% всех утрат. Создается при прохождении воздуха через систему остывания и вентиляцию. Понизить его без вреда для мотора и удобства нереально.

«Прилипанию» струй воздуха к поверхности кузова (сопротивление трения) принято отводить до 11% утрат. Действует лишь в весьма узкой, прилежащей к стенам зоне, именуемой пограничным слоем, и поэтому зависит от свойства покраски кара. Сопротивление трения грязной машинки быть может в 2–4 раза больше, чем свежевымытой.

Разность давлений на верхнюю и нижнюю части кузова именуют индуктивным сопротивлением. Это сила, которая стремится оторвать машинку от дороги. Ее толика — около 8%.

Самый большенный вклад (до 58% всех утрат) приходится на профильное сопротивление, задаваемое самой формой кузова. Так как кар движется, воздух перед ним уплотнен. Поток, идущий по высшей части кузова, неоднократно отрывается от него, создавая области пониженного давления. В задней части поток совсем отрывается. Там появляется мощнейший вихревой след и область огромных отрицательных давлений. Конкретно совершенствованием формы кузова и добиваются большего понижения Сх.

К огорчению, обтекаемость формы кузова расчету не поддается. Все познания о воздушном сопротивлении получены экспериментально, обдувом в аэродинамических трубах.

Передняя часть кара обязана быть низкая и широкая, без острых углов, чтоб не было отрыва потоков воздуха. Лучший наклон ветрового стекла 48–55°. Больший угол улучшает аэродинамику некординально.

Наибольшее воздействие на коэффициент обтекаемости оказывает задняя часть кара по той обычный причине, что там поток обрывается и — основное — образуются завихрения. Эти самые завихрения и приносят главные утраты, при этом наибольшее воздействие на Сх оказывает угол наклона задней части. На графике показано воздействие этого угла на коэффициент сопротивления воздуха и положение полосы отрыва. На карах с круто срезанной задней частью, с углом от 40 до 90 градусов, линия отрыва идет по задней кромке крыши, и вихри не появляются.

Если наклон уменьшать, то можно получить граничное значение угла, при котором линия отрыва перебегает с кромки крыши на нижнюю кромку наклонной поверхности задка. Образуются два крутящихся внутрь продольных вихря, которые порождают мощное разрежение.

Предстоящее уменьшение наклона задка вновь понижает аэродинамическое сопротивление, так как продольные вихри ослабляются. При угле в 23° выходит значение Cв=0,40, такое же, как у кара с круто срезанной задней частью. Лучший угол исходя из убеждений аэродинамики близок к 10°, но по суждениям компоновки и сохранности так очень наклонить стекло нереально.

Противотуманки, фартуки, длинноватая антенна, намордники с кокетливыми ушками и багажник на крыше могут поднять Сх обыкновенной «шестерки» с 0,46 до 0,58, а то и больше.

Малосведущий в аэродинамике может поверить, что пластмассовые дефлекторы на фронтальной кромке капота сдувают комаров с ветрового стекла. По сути эта «мухобойка» своими наточенными краями только завихряет воздух, и больше ничего. Иная престижная финтифлюшка — дефлектор на отверстия вентиляции — будет работать лучше, если. его перевернуть задом наперед. Антикрыло почему-либо почаще всего устанавливают в зоне аэродинамической тени. Может быть, так привлекательнее, но толку никакого. За редчайшим исключением, хоть какой обвес несет только одну функцию: не считая расходов за покупку и установку, он принудит раскошелиться за излишние литры бензина.

Источник: www.zr.ru

Аэродинамические свойства (Сх) Калины 2

Ни для кого не тайна, что чем резвее машинка может двигаться — тем приятнее, либо чем меньше шумов в салоне — тем комфортнее. А понимаете ли вы что на скоростные свойства (также на расход горючего) кара влияет не считая мощности мотора к тому же коэффициент аэродинамического сопротивления (Сх)?

Что такое аэродинамическое сопротивление?

Дело в том, что при движении кара впереди происходит сжатие встречного воздуха и тем, создается область с завышенным давлением воздуха. Из-за давления происходит переход потока воздуха в заднюю часть кара, который скользит по контуру. Потому что сзаду воздух сходит с кузова кара, там появляется область с низким давлением, куда повсевременно происходит подсос воздуха от окружающего места. Приятным примером такового образования является пыль, преобладающая в задней части машинки.

Броско то, что чем далее и позднее выходит срыв воздуха с кузова (чем длиннее кузов), тем меньше области пониженного давления.

Увлекательный факт: при езде 2-ух автомобилей (в главном высокоскоростных супер автомобилей) впритирку вереницей происходит уменьшение области пониженного давления воздуха, и составляя одно единое целое, оба кара получают наименьшее лобовое сопротивление, и как следствие могут набрать скорость выше. Наглядно это можно следить в играх Need For Speed и остальных.

Коэффициент аэродинамического сопротивления (Сх)

Коэффициент аэродинамического сопротивления (Сх) проверяется опытным методом в процессе испытаний. Он представляет собой отношение силы сопротивления воздуха движению кара к силе сопротивления этому движению.

Мы уже упомянули, что для уменьшения лобового сопротивления воздуха нужно созодать кузов обтекаемым и не препятствующим движению воздуха. Кроме кузова на это могут влиять такие элементы, как дверные ручки, стеклоочистители, колпаки колес, выпирающие радиоантенны, мухобойники.

Старенькые авто имеют нехорошие характеристики по аэродинамике, что недозволено сказать о современных. Тип кузова также оказывает воздействие на коэффициент аэродинамического сопротивления. Обычно наименьшее значение имеют авто в кузове седан.

Аэродинамика Калины второго поколения

Новейший дизайн Калины вышел наиболее дерзким, но существенных конфигураций в аэродинамику вложено не было.

Приведем сопоставление коэффициента аэродинамического сопротивления Калины 2 с иными авто.

Из таблицы видно, что у универсала коэффициент ниже, потому даже наибольшая скорость у него выше чем у кузова хэтчбек. Также отметим, что эти значения не являются критическими и соответствуют современным требованиям общественности.

Уменьшаем аэродинамическое сопротивление

Мы проявили, что такое аэродинамическое сопротивление, от что он зависит, но не указали, как можно самому влиять на эту характеристику в наилучшую либо худшую сторону.

Кроме дверных ручек, противотуманных фар, радиоантенны и боковых зеркал есть последующие элементы кара, действующие на аэродинамику:

  • открытые окна усугубляют свойства на 5%
  • доп. установленные грязезащитные фартуки колес на 3%
  • багажник на крыше на 10-12%
  • шины с широким профилем на 3%
  • открытый лючок на крыше на 5%
  • выпирающие колпаки колес также усугубляют аэродинамику.

От хорошо равновесной аэродинамики зависят не только лишь скорость и разгон, да и устойчивость кара, плавность движения.

Источник: ladakalina.club

Аэродинамическое сопротивление кара

В процессе проектирования и сотворения конструкторами весьма кропотливо прорабатывается аэродинамика кара, так как она оказывает существенное воздействие на технические характеристики модели.

При движении кара большая часть мощности силовой установки уходит на преодоление сопротивления, создаваемого воздухом. И верно сделанная аэродинамика кара дозволяет уменьшить это сопротивление, а означает на борьбу с противодействием находящего воздушного потока будет нужно затратить меньше мощности, и соответственно – горючего.

Измерение аэродинамики кара проводится для исследования сил, создаваемых воздушным потоком и воздействующих на тс. И таковых сил несколько – подъемные и боковые, также лобовое сопротивление.

Лобовое сопротивление и коэффициент Сх

По большей части все работы с кузовом авто ориентированы на преодоление лобового сопротивления, так как конкретно эта сила самая значимая.

Движение потоков воздуха

За базу при расчетах берется сила сопротивления воздуха. Для вычисления результата употребляются такие данные как плотность воздуха, площадь поперечной проекции авто, коэффициент аэродинамического сопротивления (Сх) — это важный показатель в аэродинамике кара. При всем этом на силу сопротивления в значимой мере влияет также скорость движения. Так, повышение скорости в два раза будет сопровождаться увеличением сопротивлением в 4 раза. Скорость один из массивных причин роста расхода.

К примеру, для отлично обтекаемого авто с площадью проекции 2 м 2 и коэффициентом 0,3 при движении на скорости 60 км/ч для преодоления сопротивления воздуха нужно 2,4 л.с., а при скорости 120 км/ч уже 19,1 л.с. Разница расхода горючего при таковых критериях добивается 30% на 100 км.

Если для вас, на этот момент, требуется наибольшая экономия горючего, нужно придерживаться неизменной скорости около 60 км/ч. В этом режиме движения расход будет наименьшим даже у авто с огромным Cx.

Разглядим все по-простому. У воздуха есть своя плотность, при этом большая. При движении кару приходится проходить через имеющиеся воздушные массы, при всем этом создается поток, который обтекает кузов. И чем легче авто будет «резать» воздушную массу, тем меньше он затратит на это энергии.

Но не все так просто. Во время движения перед авто создается область увеличенного давления (машинка сжимает воздушную массу), другими словами впереди появляется таковой для себя невидимый барьер, осложняющий «разрезание» воздушной массы.

Также опосля обтекания кузова происходит отрыв воздушного потока от поверхности, что становиться предпосылкой возникновения завихрений и разрежения за авто. В сочетании с завышенным давлением возникающее разрежение еще более наращивает сопротивление.

Так как воздействовать на плотность воздуха нереально, то конструкторам остается лишь заносить коррективы в две остальные расчетные составляющие – площадь авто и коэффициент аэродинамического сопротивления.

Но уменьшить проекцию авто не представляется особо вероятным без вреда для нужных пространств кузова (просто нереально создать авто меньше, чем он есть), потому остается лишь изменение коэффициента Сх.

Этот коэффициент устанавливается экспериментальным методом (в аэродинамической трубе) и охарактеризовывает он соотношение лобового сопротивления к высокоскоростному напору и площади поперечного сечения кузова. Величина его безразмерная.

Меньший коэффициент аэродинамического сопротивления имеет каплевидное тело. При движении в воздушной массе такое тело плавненько впереди себя разводит поток, не создавая области завышенного давления, а имеющийся «хвост» дозволяет за собой замкнуть поток без обрывов и завихрений, другими словами разрежение тоже отсутствует. Выходит, что воздух просто обтекает тело, создавая малое сопротивление. Для такового тела коэффициент Сх составляет всего 0,05.

Конструкторам, работая с аэродинамикой кара достигнуть, таковых характеристик пока не удается. И все поэтому, что при движении сопротивление создается несколькими факторами:

  • Формой кузова;
  • Трением потока о поверхности при обтекании;
  • Попаданием потока в подкапотное место и салон.

Потому для современных авто коэффициент аэродинамического сопротивления считается хорошим, если его значение ниже 0,3. Например, у Peugeot 308 коэффициент составляет 0,29, у Ауди A2 он равен 0,25, а у Тоета Prius – 0,26. Но необходимо отметить, что это расчетные характеристики в безупречных критериях. На практике же во время движения на авто действуют огромное количество различных причин, которые нехорошим образом сказываются на сопротивлении кузова.

Броско, что на коэффициент оказывает наибольшее воздействие не передок авто, а его задняя часть. И виной этому становится создание разрежения и завихрений в итоге отрыва потока от кузова. Потому конструкторы по большей части занимаются приданием нужной формы конкретно задней части.

Коэффициент сопротивления Volkswagen XL1 составляет всего 0,19

Понизить коэффициент Сх дозволяет также уменьшение количества выступающих частей, при этом всюду на авто (бока, крыша, днище, передок), а тем элементам, которые не удается убрать с поверхности придается очень вероятная обтекаемая форма.

Подъемная и прижимающая сила

В итоге неравномерного обтекания потоком воздуха кара с различных сторон возникает разница в скорости его движения.

Действующие подъемная и прижимающая силы

Кар движется и рассекает поток воздуха, при всем этом часть этого потока уходит под авто и проходит под днищем, другими словами движется фактически по прямой. А вот высшей части потока приходится повторять форму кузова, и ей приходится проходить большее расстояние. Из-за этого возникает разница в скорости воздуха – высшая часть движется резвее нижней, проходящей под авто. А так как повышение скорости сопровождается понижением давления, то под днищем появляется зона завышенного давления, которая приподнимает машинку.

Заморочек добавляет и лобовое сопротивление. Область завышенного давления воздушной массы перед машинкой придавливает передок к дороге, в то время как разрежение и завихрения сзади напротив – содействуют приподнятию кузова. Подъемная сила, как и лобовое сопротивление, растет при увеличении скорости движения.

Но эта сила может оказывать и положительное действие. При внесении корректив в систему авто может быть преобразование подъемной силы в прижимающую, которая будет обеспечивать наилучшее сцепление с дорогой, устойчивость авто, его маневренность на больших скоростях.

При всем этом для получения прижимающей силы не требуется каких-то отдельных решений. Все разработки, направленные на понижение коэффициента Сх также сказываются и на прижиме. Например, оптимизация формы задней части приводит к уменьшению завихрений и разрежения, из-за что подъемная сила тоже понижается, а прижимающая — увеличивается. Установка заднего спойлера действует таковым же образом.

Уменьшение завихрений при установке спойлера

Боковые же силы при установлении аэродинамики кара, особо в расчет не берутся, в силу того, что они не постоянны, также значимого воздействия на характеристики авто не оказывают.

Но это все теория аэродинамики кара. На практике все можно объяснить одним предложением — чем ужаснее аэродинамика, тем выше расход горючего.

Что ещё влияет на аэродинамику?

Естественно, конструкторы стараются по максимуму понизить сопротивление авто при движении и повысить прижимающую силу. Но индивидуальности эксплуатации авто и собственный взор автовладельцев на наружные индивидуальности машинки заносят свои коррективы, при этом в неких вариантах – значительны.

Аэродинамическое сопротивление различных автомобилей зависимо от скорости

Например, установка багажника на крышу, даже с аэродинамической формой наращивает поперечную проекцию авто и очень влияет на обтекаемость, это сходу сказывается на потреблении горючего.

Также расход увеличивается от езды с открытыми окнами и лючком, внедрение защитных и декоративных обвесов, перевозка негабаритных грузов, выступающих за авто, нарушение положения конструктивных частей, расположенных под днищем, увеличение клиренса.

Но автовладелец также может и внести коррективы, которые положительно воздействую на аэродинамику кара. К ним относится внедрение аэродинамических обвесов, установка спойлера, уменьшение клиренса.

Источник: autoleek.ru

Коэффициент аэродинамического сопротивления автомобилей ваз

Уменьшить расход бензина можно позаботившись о уменьшении работающих на кар сил сопротивления. Поведаем что такое аэродинамика машинки, главные определения и понятия, что на неё влияет сначала.

На огромных скоростях главный вклад заносит сила аэродинамического сопротивления. Аэродинамика имеет непосредственное отношение к маневренности, стойкости и сохранности, в особенности при движении с высочайшей скоростью. Даже способность загрязняться впрямую зависит, как отменно, исходя из убеждений аэродинамики, обмыслен кар. А понимаете, что такое «воздушный мешок» либо «аэродинамическая тень», что такое «граунд-эффект»? Давайте разбираться.

Главные понятия аэродинамики

Чтоб легче разобраться в аэродинамике, определимся с определениями, принятыми в данной для нас науке.

Сила аэродинамического сопротивления (Рх) — сила, с которой поток воздуха «давит» на передвигающийся кар. Постоянно действует в сторону, обратную движению. Чем больше, тем ниже наибольшая скорость и динамика кара при иных равных критериях.

Коэффициент аэродинамического сопротивления (Сх). Безразмерная величина, обычно меньше единицы. Определяется экспериментальным методом в аэродинамической трубе либо с помочью расчетов. Физический смысл — отношение аэродинамической силы к высокоскоростному напору и соответствующей площади. У современных автомобилей значение Сх в районе 0,30. Вседорожники имеют чуток больший коэффициент Сх из-за большей площади кузова.

Подъемная сила (Рz) — ориентирована перпендикулярно к скорости кара. При обтекании кара частички потока, обтекающие днище, проходят наименьший путь, чем частички, обтекающие капот, крышу и крышку багажника, другими словами наиболее выпуклую поверхность. А согласно уравнению Бернулли давление среды больше там, где скорость частиц меньше. Кар преобразуется в крыло. Если ситуацию «запустить», с ростом скорости колеса машинка будет терять контакт с дорогой, что плохо скажется на маневренности и стойкости.

Коэффициент подъемной силы (Су). Тоже безразмерный, определяется аналогично Сх. Зависит от форм кара, его ориентации в пространстве, чисел Рейнольдса и Маха.

Мидель (от middel — средняя) – большая площадь сечения кара, перпендикулярная направлению движения.

Опрокидывающий момент (Му) — описывает перераспределение нагрузок меж фронтальными и задними осями кара. Возникает из-за того, что Рх постоянно действует под углом к продольной оси кара. По Му можно судить о вероятном изменении маневренности на больших скоростях, а нулевое значение гласит о том, что независимо от скорости кара тот будет управляться идиентично, а заложенный производителем баланс нагрузок на колеса не нарушится.

Момент наклона (Мх) и разворачивающий момент (Мz) – охарактеризовывают способность кара противостоять порывам бокового ветра. Чем меньше абсолютные значения, тем меньше шофер ощущает воздействие капризов природы.

Как меняют аэродинамику кара?

Задачка профессионалов по аэродинамике состоит в уменьшении паразитных сил и моментов (Рх, Рz, Му, Мх и Мz). Достигнуть можно при помощи доп аэродинамических частей, что ведет к повышению площади миделя и как следствие – к повышению силы лобового сопротивления. Тупик? Нет, оказывается, хорошо сконструированные и кропотливо продутые в аэродинамической трубе элементы разрешают уменьшить Сх! Что же это все-таки за устройства? Обычно при слове обвес идет речь о бамперах, порогах, спойлерах и антикрыльях.

Антикрыло. Сотворено для борьбы с подъемной силой. Главная задачка – сделать прижимающую силу, чтоб колеса не теряли контакт с дорогой ни при каких критериях. Посмотрите на болиды Ф1. Вот где антикрылья – усилия работы профессионалов по аэродинамике! Но переборщать с размерами недозволено – резко вырастает аэродинамическое сопротивление, а означает – падает скорость, возрастает расход горючего. Фактически на всех спортивных карах рабочая часть крыла выполнена регулируемой для способности конфигурации угла атаки и способности опции.

Спойлер (от spoil — портить). Аэродинамический элемент с одной рабочей поверхностью для конфигурации направления движения воздушного потока. Основная задачка «правильного» спойлера – организация безотрывного и «плавного» обтекания воздушным потоком всей поверхности кара, что увеличивает стойкости при движении с высочайшими скоростями. Спойлер может биться с подъемной силой, отсюда его сложные формы. Но эта деталь постоянно примыкает к кузову кара. По большенному счету, бамперы и пороги это тоже огромные спойлеры.

Диффузор. Далее всех пошли спортсмены – они решили присосать кар к трассе! Возникли болиды с днищем, имитирующим «трубку Вентури» – создающие резкий рост скорости воздушного потока под машинкой. В итоге создавалась мощная прижимающая сила. Плодами этого открытия норовит пользоваться любой автопроизводитель: диффузоры, обеспечивающие убыстрение потока, возникают в задней части штатских машин.

Неувязка, что для очень действенной реализации т.н. «граунд-эффекта» необходимы по способности плоское днище и малый дорожный просвет. Если строители спортивных машин могут это дозволить, то, например, на Evolution диффузор служит быстрее украшением, чем всеполноценным аэродинамическим элементом.

Что влияет на коэффициент Сх?

Один из наилучших способов улучшения динамики машинки – удалить все, что делает избыточное аэродинамическое сопротивление. Это могут быть очевидные вещи. Ах так они наращивают коэффициент Сх:

  • открытые окна + 5%
  • зеркала заднего вида + 5%
  • антенна + 2%
  • открытый лючок + 3%.
  • широкие шины + 3%,
  • умеренные брызговики колес + 3%
  • нескромные брызговики колес + 6%
  • багажник на крыше +10%

Источник: amastercar.com

Аэродинамическое сопротивление кара (стр. 2 из 4)

Коэффициент лобового сопротивления определяют экспериментальным способом методом продувки кара либо его модели в аэродинамических трубах. От величины CX Вашего кара в прямой зависимости находится количество используемого им горючего, а означает и валютная сумма оставляемая Вами у бензоколонки. Потому конструкторы всех фирм авто техники повсевременно пробуют понизить коэффициент лобового сопротивления собственных творений. CX для наилучших образцов современных автомобилей составляет величину порядка 0,28-0,25. Для примера, величина коэффициента лобового сопротивления “седьмого вазовского классического кирпича” составляет 0,46. Комменты излишни. Минимальным же коэффициентом различаются авто, созданные для установления рекордов скорости – CX порядка 0,2-0,15.

Но аэродинамика влияет не только лишь на скоростные свойства кара и расход горючего. В ее компетенцию входят также задачки обеспечения подабающего уровня курсовой стойкости, маневренности кара, понижения шумов при его движении.

Особенное внимание заслуживает воздействие аэродинамики на устойчивость и маневренность каром. Это сначала соединено с появлением подъемной силы, которая серьезно влияет на ходовые свойства машинки – уменьшает силу сцепление колес с дорогой, а в неких вариантах быть может одной из обстоятельств опрокидывания кара. Причина возникновения подъемной силы у кара кроется в форме его профиля. Длины путей движения воздуха под каром и над ним значительно разняться, как следует, обтекаемому сверху воздушному сгустку приходится проходить его с большей скоростью, нежели сгустку передвигающемуся понизу кара. Дальше вступает в действие закон Бернулли, по которому, чем больше скорость, тем меньше давление и напротив. Потому понизу кара создается область завышенного давления, а сверху – пониженного. В итоге получаем подъемную силу. Конструкторы стремятся всякими ухищрениями свести ее к нулю, и часто это им удается. Так, к примеру, у “десятки” нулевая подъемная сила, а у “восьмерки” существует тенденция к подъему. Избавиться от подъемной силы можно установкой антикрыльев. Они делают доп прижимающую силу, хотя несколько и усугубляют общее аэродинамическое сопротивление. Следует увидеть, что употребляются они в главном на гоночных болидах. Не следует путать меж собой антикрыло и спойлер. Любой из их делает свою задачку. Спойлеры, которые инсталлируются на серийные модели легковых автомобилей, предусмотрены в основном для наилучшей организации движения потока воздуха.

На устойчивость кара влияет и нрав обтекания кузова воздушными потоками, направленными под определенным углом к его продольной оси. В этом случае результирующая сила лобового сопротивления, приложенная к его центру парусности, который находится на неком расстоянии от поверхности контакта кара с дорогой, также сдвинут от его центра тяжести, делает разворачивающий момент и наклон кара. Почувствовать всю красота данного явления можно, к примеру, на “Таврии” при движении на высочайшей скорости в момент прохождения рядом “фуры”.

Аэродинамические шумы, возникающие при движении кара, свидетельствуют о нехороший его аэродинамике либо же о ее отсутствии совершенно. Генерируются они за счет вибраций частей кузова в моменты срыва воздушного потока с их поверхности. По наличию либо отсутствию шумов на больших скоростях движения можно найти степень проработки конструкции кара в аэродинамическом смысле.

Как Вы осознаете, просчитать такое большущее количество характеристик аэродинамики кара нереально. Потому ее созданием и доводкой конструкторы занимаются методом бессчетных продувок в аэродинамических трубах, как моделей автомобилей, так и натурных образцов.

Как оценить утраты мощности на качение шин? Если дорога имеет жесткое, ровненькое покрытие, а давление в шинах обычное, то в широком спектре скоростей (приблизительно до 60–70% от наибольшей) сила сопротивления качению шин практически постоянна и, по данным ряда исследовательских работ, составляет 0,013–0,015 полного веса машинки. На скоростях 150–160 км/ч этот коэффициент может возрастать зависимо от особенностей шины, давления в ней, температуры и т. д. до значений 0,019–0,020.

А вот иная составляющая места – это воздух. Чем резвее едешь, тем посильнее его сопротивление. На весьма больших скоростях воздух становится “железным”: так, на неких боевых самолетах при энергичных маневрах один квадратный метр крыла испытывает нагрузку до нескольких тонн! Сопротивление воздуха – основной неприятель больших

Соотношение мощности к скорости

Так меняется нужная для движения мощность зависимо от скорости кара: N – мощность, л.с.;
V – скорость, км/ч (м/с); Cx – коэффициент аэродинамического сопротивления;
S – “лобовая площадь” кара; 1 – расчетная мощность, с учетом конфигурации утрат на качение шин по скорости;
2, 6 – свойства наибольшей (“располагаемой”) мощности движков ВАЗ-2103 и ВАЗ-2101;
3, 4 – результаты расчета для попутного и встречного ветра 5 м/с;
5 – расчетная кривая нужной мощности для современного кара со сниженным аэродинамическим сопротивлением Сх = 0,3.

Этот «неприятель» по-настоящему серьезен, потому что резко возрастает с ростом скорости: прирастили ее в три раза – сила сопротивления подпрыгнула в девять раз! Она пропорциональна квадрату скорости. Но чтоб вычислить аэродинамическое сопротивление кара, довольно знать два принципиальных его показателя. Во-1-х, коэффциент аэродинамического сопротивления Cx . Его именуют коэффициентом формы – полностью справедливо, потому что он показывает конкретно на совершенство формы. “Це-икс” грузовиков и байков может достигать 0,6–1,0, для легковушек типа “жигулей” составляет приблизительно 0,45, у наилучших современных автомобилей – ниже 0,3. Во-2-х, наибольшая площадь поперечного сечения машинки S (лобовая площадь).

Поле потока вокруг легкового кара

Совершенно, оценивая разные тела, которые передвигаются в воздушном пространстве, можно осознать, что «грамотная» форма объекта – это нужное условие, чтоб перемещение было наименее сложным.

На рисунке сравниваются тела с схожим отношением длины к высоте l//h либо длины к поперечнику l//d (это отношение время от времени именуют коэффициентом полноты тела); фактор близости основания (т.е. поверхности дороги) при таком рассмотрении может не учитываться.

Аэродинамическое сопротивление тела вращения (Cx

0,05) состоит в большей степени из сопротивления трения; предельный вариант незапятнанного сопротивления трения имеет пространство при продольном обтекании плоской пластинки. Для этого вида сопротивления имеется не плохая теоретическая база. Воздействие вязкости воздуха приметно лишь в весьма узкой, прилежащей к стенам зоне, именуемой пограничным слоем. Основываясь на экспериментально определенных законах распределения касательных напряжений вдоль стен, можно высчитать свойства этого пограничного слоя, к примеру его толщину, касательное напряжение вдоль стены, пространство отрыва, для этого только нужно, чтоб был за ранее рассчитан наружный поток, который в этом случае рассматривается как безупречный, т.е. не владеющий вязкостью. Таковым образом, можно провести оптимизацию, к примеру, тела вращения, т.е. для тела с за ранее данным отношением l//h и за ранее данным объемом можно высчитать форму, обеспечивающую малое аэродинамическое сопротивление. В предстоящем можно, используя теоретические преобразования, перечесть приобретенные для этого тела результаты применительно к телу, напоминающему кар. Но с уменьшением коэффициента полноты l//d сопоставимость теоретических расчетов с экспериментальными данными усугубляется. Причина этого заключается в отличие давлений, рассчитанных на теоретическом уровне и имеющих пространство в настоящих критериях, в области отрываемого потока (базисное давление, в российскей литературе этот параметр нередко именуют донным давлением).

Аэродинамическое сопротивление прямоугольного параллелепипеда, обтекаемого продольным потоком (Cx

0,9) является в главном сопротивлением давления, в незапятанной форме этот вид сопротивления имеет пространство при обтекании плоской пластинки, расположенной поперечно к сгустку. Но даже в этом ординарном случае – ординарном в смысле того, что пространство отрыва совершенно точно определено наточенными кромками – сопротивление давления в интересующем нас случае турбулентного потока в вихревом следе за пластинкой не подается расчету. Оборотное действие области возмущенного потока, в какой значительно воздействие трения, на безупречный, не владеющий вязкостью наружный поток еще посильнее, чем в случае пограничного слоя. Общепризнанной модели для вихревого следа за телом, невзирая на интенсивные работы по ее созданию, до сего времени нет. Итеративное рассмотрение безупречного, не владеющего вязкостью, а потом настоящего, владеющего вязкостью, потока – как в случае пограничного слоя – нереально. Решение полных уравнений движения, так именуемых уравнений Навье-Стокса, может быть лишь для ламинарного потока, когда закон конфигурации касательных напряжений известен; в случае турбулентного потока из-за отсутствия пригодного закона конфигурации касательных напряжений, не говоря уже о дилеммах вычисления, такового решения нет.

Легковой кар, невзирая на наименьшее по сопоставлению с параллелепипедом аэродинамическое сопротивление, по механике потока поближе к параллелепипеду и очень удален от тела вращения. Как будет показано в 2-ух следующих разделах, обтекание кара сопровождается отрывами, а его аэродинамическое сопротивление является пре-имущественно сопротивлением давления.

Источник: mirznanii.com

Аэродинамика кара – базы

Движение кара сопровождается бессчетными действиями взаимодействия с окружающим его воздухом. Эти процессы можно соединить в три группы:

  • обтекание наружной поверхности кара;
  • потоки снутри кузова;
  • потоки снутри агрегатов.

Процессы, объединенные в 1-ые две группы, тесновато соединены вместе. Так, к примеру, поле скоростей потока в моторном отделе конкретно зависит от поля обтекания наружной поверхности кара. Оба поля должны рассматриваться вместе, оба они являются объектом исследования авто аэродинамики. Потоки снутри мотора и коробки, напротив, не соединены с действием обтекания кара; они соединены только с механикой работы этих агрегатов. Такие потоки не относятся к аэродинамике кара.

Задачки аэродинамики

Обтекание наружным потоком воздуха приводит к появлению сил и моментов, работающих на кар, которые очень значительно влияют на потребляемую мощность и курсовую устойчивость. Длительное время авто аэродинамика занималась только этими 2-мя эффектами обтекания. В крайнее время круг задач расширился, и решается ряд новейших заморочек:

  • исключение загрязнения и скапливания дождевой воды на стеклах и фонарях кара;
  • уменьшение аэродинамического шума ветра;
  • исключение отрыва щеток стеклоочистителя от очищаемой поверхности стекла;
  • организация действенного остывания масляного поддона мотора и колесных тормозных устройств.

Аэродинамические силы

На рисунке 1 наглядно показано поле обтекания кара. Струйки дыма, направленные в плоскости продольного осевого сечения, демонстрируют нрав линий тока в данной для нас плоскости при симметричном обтекании. Такое обтекание имеет пространство при движении кара в критериях отсутствия ветра (штиль) либо когда направление ветра буквально совпадает с линией движения (попутный ветер, встречный ветер). При помощи таковой картины линий тока можно идентифицировать ряд главных действий обтекания.

Набросок 1 – Полосы обтекания в продольном сечении кара “VW Гольф” при испытаниях кара в истинную величину в климатической аэродинамической трубе компании “Фольксваген”

Направляет на себя внимание явление отрыва потока в задней части кара. В то время, как полосы тока для широких участков контура кара даже в областях наиболее резких изломов контура проходят плавненько, от задней кромки крыши поток отрывается. Появляется большая зона вихревого следа, отлично видимая на рисунке 2 благодаря тому, что дым (как и на рисунке 1) не прилегает к контуру кара, а устремляется в оторвавшийся поток.

Набросок 2 – Обтекание кара VW Гольф при движении по инерции (сзаду видна зона вихревого следа)

Сопротивление воздуха W, также остальные составляющие результирующей аэродинамической силы и их моменты растут в квадратичной зависимости от скорости движения кара:

Для легкового кара среднего класса толика сопротивления воздуха в суммарном сопротивлении движению при скорости VF = 100 км/ч составляет уже 75—80 %. Как следует, понижая сопротивление воздуха, можно существенно сделать лучше экономические характеристики кара. Потому, как и до этого, главной задачей аэродинамики кара является уменьшение сопротивления воздуха до мало вероятного значения, независимо от того, является ли целью проектирования увеличение наибольшей скорости либо понижение расхода горючего.

Если записать уравнение (1) для силы сопротивления воздуха в полном виде, имеем:

где cW — коэффициент аэродинамического сопротивления (безразмерная величина); А- площадь проекции кара на плоскость, перпендикулярную к его продольной оси (набросок 3); ρ – плотность окружающего кар воздуха.

Набросок 3 – Определение площади лобового сопротивления А для кара:

1 – параллельные лучи света; 2 – плоскость проецирования; 3 – площадь лобового сопротивления А

Таковым образом, аэродинамическое сопротивление кара W, с одной стороны, определяется габаритными размерами кара, выраженными в виде площади передней проекции А, с иной стороны, его формой, аэродинамическое свойство которой определяется коэффициентом аэродинамического сопротивления cW. Обычно, размеры кара задаются предъявляемыми к нему требованиями, и уменьшение сопротивления воздуха сводится к уменьшению коэффициента cW.

Подъемная сила

Сравнивая (см. набросок 1) расстояние меж линиями тока в сечении, расположенном перед каром, с расстоянием меж линиями тока над крышей кара, можно получить представление о работающей на него подъемной силе. Маленькое расстояние меж линиями тока значит высшую скорость потока; а она, в свою очередь, связана с малым статическим давлением. По разности давления над крышей и под днищем кара можно вычислить приложенную в плоскости симметрии перпендикулярно к направлению движения силу, которая именуется подъемной силой.

Обычно, подъемная сила действует ввысь, т.е. она стремится приподнять кар и тем уменьшить действенные перегрузки на колеса. Эта сила связана с продольным аэродинамическим моментом (именуемым также моментом галопирования), который приводит к тому, что уменьшение нагрузок на колеса фронтальной и задней осей различно. В области скоростей, соответствующих для массового легкового кара, т.е. при VF

Источник: carspec.info