Лобовое сопротивление и коэффициент Сх
По большей части все работы с кузовом авто направлены на преодоление лобового сопротивления, поскольку именно эта сила самая значительная.
Движение потоков воздуха
За основу при расчетах берется сила сопротивления воздуха. Для вычисления результата используются такие данные как плотность воздуха, площадь поперечной проекции авто, коэффициент аэродинамического сопротивления (Сх) — это важнейший показатель в аэродинамике автомобиля. При этом на силу сопротивления в значительной мере влияет также скорость движения. Так, увеличение скорости вдвое будет сопровождаться повышением сопротивлением в 4 раза. Скорость один из мощных факторов увеличения расхода.
Например, для хорошо обтекаемого авто с площадью проекции 2 м2 и коэффициентом 0,3 при движении на скорости 60 км/ч для преодоления сопротивления воздуха необходимо 2,4 л.с., а при скорости 120 км/ч уже 19,1 л.с. Разница расхода топлива при таких условиях достигает 30% на 100 км.
Рассмотрим все по-простому. У воздуха есть своя плотность, причем немалая. При движении автомобилю приходится проходить через имеющиеся воздушные массы, при 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 (машина сжимает воздушную массу), то есть спереди образуется такой себе невидимый барьер, осложняющий «разрезание» воздушной массы.
Также после обтекания кузова происходит отрыв воздушного потока от поверхности, что становиться причиной появления завихрений и разрежения за авто. В сочетании с повышенным давлением возникающее разрежение еще больше увеличивает сопротивление.
Поскольку повлиять на плотность воздуха невозможно, то конструкторам остается только вносить коррективы в две другие расчетные составляющие – площадь авто и коэффициент аэродинамического сопротивления.
Но уменьшить проекцию авто не представляется особо возможным без ущерба для полезных пространств кузова (просто невозможно сделать авто меньше, чем он есть), поэтому остается только изменение коэффициента Сх.
Этот коэффициент устанавливается экспериментальным путем (в аэродинамической трубе) и характеризует он соотношение лобового сопротивления к скоростному напору и площади поперечного сечения кузова. Величина его безразмерная.
Аэродинамическая труба
Наименьший коэффициент аэродинамического сопротивления имеет каплевидное тело. При движении в воздушной массе такое тело плавно перед собой разводит поток, не создавая области повышенного давления, а имеющийся «хвост» позволяет за собой сомкнуть поток без обрывов и завихрений, то есть разрежение тоже отсутствует. Получается, что воздух просто обтекает тело, создавая минимальное сопротивление. Для такого тела коэффициент Сх составляет всего 0,05.
Конструкторам, работая с аэродинамикой автомобиля добиться, таких показателей пока не удается. И все потому, что при движении сопротивление создается несколькими факторами:
- Формой кузова;
- Трением потока о поверхности при обтекании;
- Попаданием потока в подкапотное пространство и салон.
Поэтому для современных авто коэффициент аэродинамического сопротивления считается отличным, если его значение ниже 0,3. К примеру, у Peugeot 308 коэффициент составляет 0,29, у Audi A2 он равен 0,25, а у Toyota Prius – 0,26. Но стоит отметить, что это расчетные показатели в идеальных условиях. На практике же во время движения на авто воздействуют множество разнообразных факторов, которые негативным образом сказываются на сопротивлении кузова.
Примечательно, что на коэффициент оказывает наибольшее влияние не передок авто, а его задняя часть. И виной этому становится создание разрежения и завихрений в результате отрыва потока от кузова. Поэтому конструкторы по большей части занимаются приданием необходимой формы именно задней части.
Коэффициент сопротивления Volkswagen XL1 составляет всего 0,19
Снизить коэффициент Сх позволяет также уменьшение количества выступающих частей, причем везде на авто (бока, крыша, днище, передок), а тем элементам, которые не удается убрать с поверхности придается максимально возможная обтекаемая форма.
Аэродинамика автомобиля — Википедия
Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Аэродина́мика автомоби́ля — это раздел аэродинамики, изучающий аэродинамику автомобилей и другого дорожного транспорта. К числу первых автомобилей с кузовами удобообтекаемых форм следует отнести автомобили, построенные Женетти, Бергманом, Альфа-Ромео, Румплером и Яраем, появившиеся не столько в связи с изучением законов аэродинамики, сколько в результате чисто механического заимствования форм, используемых в снарядо-, корабле-, дирижабле- и самолетостроении. Наибольшего внимания заслуживает автомобиль конструкции инженера Ярая, который считал, что для тела, движущегося в непосредственной близости к поверхности дороги, в качестве теоретически наивыгоднейшей формы может служить разделенный пополам корпус дирижабля со слегка выпуклой нижней стороной и тщательно закругленными краями.
Главные цели
Главные цели автомобильной аэродинамики это:
- Уменьшение сопротивления воздуха и, как следствие, увеличение максимальной скорости и снижение расхода топлива.
- Снижение уровня шума.
- Предотвращение появления поднимающих сил (обеспечение прижимной силы) и других проявлений аэродинамической неустойчивости.
- Оптимизация процесса охлаждения некоторых агрегатов автомобиля.
- Уменьшение загрязнения дорожной грязью стёкол, некоторых элементов охлаждения и воздушного фильтра автомобиля.
Особенности
Есть отличия в аэродинамике автомобилей и аэродинамике воздушного транспорта. Во-первых, характерная форма дорожного транспорта намного менее обтекаемая в сравнении с воздушным транспортом. Во-вторых, для автомобилей необходимо учитывать влияние дорожного покрытия на потоки воздуха. В-третьих, скорости наземного транспорта намного меньше. В-четвертых, у наземного транспорта меньше степеней свободы чем у воздушного, и его движение меньше зависит от аэродинамических сил. В-пятых, Наземный транспорт имеет особые ограничения во внешнем виде, связанные с высокими требованиями безопасности. И, наконец, большинство водителей наземного транспорта менее обучены чем пилоты и обычно водят, не стремясь достичь максимальной экономичности.
Сила сопротивления воздуха
Сила сопротивления воздуха вычисляется по формуле:
F=12⋅Cx⋅ρ⋅S⋅V2{\displaystyle F={{1 \over 2}\cdot {C_{x}}\cdot \rho \cdot {S}\cdot {V^{2}}}}
Где ρ{\displaystyle \rho } — плотность воздуха, S —площадь поперечной проекции автомобиля, Cx{\displaystyle C_{x}} — коэффициент аэродинамического сопротивления. Из формулы видно, что сила сопротивления воздуха пропорциональна квадрату скорости. На больших скоростях сила сопротивления воздуха превосходит другие силы сопротивления. Из формулы также видно, что уменьшить силу сопротивления можно путём уменьшения коэффициента Cx и уменьшения площади поперечной проекции. Наличие силы сопротивления воздуха объясняется тем, что при движении автомобиль сжимает воздух, находящийся перед ним, и там образуется область повышенного давления, и разрежает воздух позади себя, где образуется область пониженного давления.
Существует также сила поверхностного трения, возникающая из-за трения между неровностями поверхности автомобиля и воздухом.
Внутренние объемы автомобиля также оказывают влияние на коэффициент сопротивления, и, следовательно, на силу сопротивления воздуха.
Способы изучения аэродинамики автомобиля
Аэродинамика автомобилей изучается двумя основными методами — испытаниями в аэродинамической трубе и компьютерным моделированием. Аэродинамические трубы для испытания автомобилей иногда оснащаются подвижной дорожкой, имитирующей движущееся дорожное полотно. Кроме того, колеса испытываемого автомобиля приводятся во вращение. Эти меры принимаются для того, чтобы учесть влияние дорожного полотна и вращающихся колес на потоки воздуха.
Практическая аэродинамика
Выполнение нескольких несложных правил позволит вам получить экономию из воздуха, снизив расход топлива. Однако эти советы будут полезны только тем, кто часто и много ездит по трассе.
При движении значительная часть мощности двигателя тратится на преодоление сопротивления воздуха. Чем выше скорость, тем выше и сопротивление (а значит и расход топлива). Поэтому если вы снизите скорость даже на 10 км/ч, сэкономите до 1 л на 100 км. При этом потеря времени будет несущественной. Впрочем, эта истина известна большинству водителей. А вот другие «аэродинамические» тонкости известны далеко не всем.
Расход топлива зависит от коэффициента лобового сопротивления и площади поперечного сечения автомобиля. Если вы думаете, что эти параметры заложены на заводе, и автовладельцу изменить их не под силу, то вы ошибаетесь! Изменить их совсем несложно, причем можно добиться как положительного, так и отрицательного эффекта.
Что увеличивает расход? Непомерно «съедает» топливо груз на крыше. И даже бокс обтекаемой формы будет отнимать не менее литра на сотню. Нерационально сжигают топливо открытые во время движения окна и люк. Если перевозите длинномерный груз с приоткрытым багажником — тоже получите перерасход. Различные декоративные элементы типа обтекателя на капоте («мухобойки»), «кенгурятника», антикрыла и других элементов доморощенного тюнинга хоть и принесут эстетическое наслаждение, но заставят вас дополнительно раскошелиться. Загляните под днище — за все, что провисает и выглядывает ниже линии порога, придется доплачивать. Даже такая мелочь, как отсутствие пластиковых колпаков на стальных дисках, повышает расход. Каждый перечисленный фактор или деталь по отдельности увеличивают расход не на много — от 50 до 500 г на 100 км. Но если все суммировать, «набежит» опять же около литра на сотню. Эти расчеты справедливы для малолитражных автомобилей при скорости 90 км/ч. Владельцы больших автомобилей и любители блльших скоростей делайте поправку в сторону увеличения расхода.
Если выполнить все вышеперечисленные условия, мы сможем избежать излишних трат. А можно ли еще снизить потери? Можно! Но это потребует проведения небольшого внешнего тюнинга (речь идет, конечно, о профессионально выполненных элементах). Передний аэродинамический обвес не дает воздушному потоку «врываться» под днище автомобиля, накладки порогов прикрывают выступающую часть колес, спойлер препятствует образованию завихрений за «кормой» автомобиля. Хотя спойлер, как правило, уже включен в конструкцию кузова современного автомобиля.
Так что получать экономию из воздуха – вполне реально.
| Совет | Экономия при 90 км\ч | Экономия при 120км\ч |
|---|---|---|
| Демонтировать верхний бокс | 0,98 | 1,61 |
| Демонтировать крепления для лыж | 0,61 | 1,01 |
| Закрыть окна | 0,27 | 0,44 |
| Установка переднего обтекателя | 0,24 | 0,40 |
| Закрыть люк в крыше | 0,05 | 0,08 |
| Установить колпаки на штампованные колеса | 0,05 | 0,08 |
Основные действующие силы
Если вспомнить законы физики, то можно констатировать – во время движения на машину действует две основные силы – прижимная и подъемная.
При этом многое зависит от формы объекта, сталкиваясь с которым воздух поднимается или опускается к земле.
Сегодня есть множество моделей машин, у которых из-за неправильной формы кузова проявляется дополнительная подъемная сила. Последняя всеми силами пытается оторвать переднюю часть от земли. И чем выше скорость движение, тем мощнее данная сила.
Когда автомобиль сталкивается с потоком воздуха, у последнего есть всего два пути – уйти вверх или отправиться под днище транспортного средства.
Самое интересное, что во время езды давление воздуха под авто зачастую гораздо выше, чем над ним. Здесь проявляется так называемый «эффект Бернулли».
Молекулы воздуха быстрее перемещаются над верхним кузовом авто, поэтому там давление ниже. Под машиной плотность воздуха много больше, поэтому выше и давление.
Какой можно сделать вывод? На большой скорости потоки воздуха стараются оторвать переднюю часть от земли, но этому явлению сопротивляется сила тяжести.
Дело – труба
Как известно нашим читателям, большинство испытаний редакционная тестгруппа проводит на дорогах автополигона ФГУП НИЦИАМТ. Именно здесь находится одна из крупнейших в Европе аэродинамическая труба. Однако этой трубе на подмосковном автополигоне настала «труба» – уже несколько лет не слышно ее работы. Отечественные автопроизводители не работают над исследованиями аэродинамики своей продукции, считая это дорогим удовольствием. Небольшим предприятиям это и вовсе не по карману. А теперь еще раз обратимся к результатам наших испытаний. Тот факт , что установка одного лишь обтекателя на кабину ведет к положительному экономическому эффекту, мы уже установили. А теперь представьте, каким был бы этот эффект, если бы на автомобили устанавливали комплекты аэродинамических элементов, да еще и тщательно просчитанных и «обдутых» в трубе…
Нам бы очень хотелось привлечь внимание российского автопроизводителя к серьезным исследованиям по аэродинамике. Тому же ОАО «КАМАЗ», который уже несколько лет «разрабатывает» очередную кабину, или ОАО «АЗ «Урал» с его новыми дорожными автомобилями неплохо было бы уделить больше внимания аэродинамическим аспектам своей продукции
А пока владельцы отечественных грузовиков, желающие улучшить обтекаемость своих машин, вынуждены приобретать сомнительные поделки на стихийных «развалах» у обочины да авторынках…
А ведь для России снижение расхода жидкого топлива всего на 1% привело бы к его экономии в объеме до 490 тыс. тонн в год. Так что необходимость ведения работ по повышению топливной экономичности скоростных транспортных средств очевидна.
В 1989 г. на Минском автозаводе (МАЗ) был создан уникальный модульный автопоезд МАЗ-2000 «Перестройка». Автомобиль уникален не только своей модульной конструкцией, но и тем, что на момент появления он был самым обтекаемым автопоездом не только в Советском Союзе, но и в Европе. Коэффициент обтекаемости головной части его кабины (Схгч) равен 0,20
Таких впечатляющих результатов белорусским инженерам удалось достигнуть за счет применения целого комплекса аэродинамических элементов… «Перестройка» не пошла в серию, однако подобно настоящей горбачевской перестройке стала важной вехой в истории. Стоит отметить, что в Беларуси и сегодня активно занимаются аэродинамикой автомобилей
В частности, недавно в НЦ ПММ НАН Беларуси совместно с Национальным дизайн-центром был разработан прототип перспективного магистрального автопоезда с высокой кабиной, обладающей отличными аэродинамическими характеристиками.
А российский автопром «выезжает» за счет установки на КамАЗы, «Уралы», ЗИЛы, «ГАЗели» и ВИСы обтекателей с придорожной обочины, в то время как даже изрядно подержанные грузовые иномарки продаются с установленными на них аэродинамическими элементами, в том числе с кабинными обтекателями, боковыми дефлекторами и прочим аэродинамическим обвесом. Про новые импортные грузовики и говорить не приходится.
| Категория обтекаемости | Форма кузова и кабины | Значения параметров обтекаемости | |
|---|---|---|---|
| Схо(β=0°) | Кβ(β=var) | ||
| Легковые автомобили | |||
| Плохо обтекаемый |  |
0,5…0,6 | 0,007 |
| Умеренно обтекаемый |  |
0,4…0,5 | 0,005 |
| Хорошо обтекаемый |  |
0,3…0,4 | 0,003 |
| Обтекаемый |  |
0,2…0,3 | 0,002 |
| Магистральные тягачи | |||
| Плохо обтекаемый |  |
0,5…0,6 | 0,007 |
| Умеренно обтекаемый |  |
0,4…0,5 | 0,005 |
| Хорошо обтекаемый |  |
0,3…0,4 | 0,003 |
| Обтекаемый |  |
0,2…0,3 | 0,002 |
| Конфигурация головной части автопоезда | Краткая характеристика кабины | Коэффициент Схгч головной части автопоезда |
|---|---|---|
 |
низкая безкапотная | 0,0007 |
 |
низкая капотная | 0,0005 |
 |
безкапотная увеличенной высоты | 0,0003 |
 |
увеличенной высоты с наклонной крышей | 0,0002 |
 |
высокая обтекаемая | 0,20 |
Антикрыло
Данный вид аэродинамических обвесов выполняет функции прямо противоположные крыльям самолета. автомобиль с антикрылом не взлетает под действием подъемной силы набегающего потока воздуха как самолет, а наоборот прижимается к полотну дороги
Поэтому по своей конструкции антикрыло представляет собой конструкцию аналогичную обычному авиационному крылу, но в перевернутом виде. Для улучшения характеристик управляемости автомобиля большинство обвесов данного типа имеют небольшой наклон передней кромки к полотну дороги. Это позволяет увеличить прижимную силу в разы и тем самым обеспечить надежное сцепление колес с дорогой. Однако, здесь кроется и существенный недостаток. Если угол наклона антикрыла будет больше, чем необходимо, может возникнуть ситуация, когда одна из осей авто будет нагружена больше чем другая, что вызовет поднятие автомобиля над полотном дороги и далее потерю управления. Кроме этого, сильный наклон плоскости антикрыла приводит к снижению аэродинамического сопротивления и увеличивает затраты на преодоление давления встречного потока воздуха. Антикрыло зачастую устанавливают на крышке багажника или задней части крыши, если авто с кузовом хетчбек или универсал.
Основные элементы аэродинамического обвеса
Комплект аэродинамического обвеса представлен сочетанием нескольких основных элементов. Только при креплении всех элементов обеспечивается высокая прижимная сила. Комплект зачастую представлен:
- Диффузорами – элемент заднего бампера, за счет которого существенно повышается прижимная сила. Они выглядят как выступы на нижней части конструкции. Диффузоры состоят из параллельных каналов, за счет которых существенно повышается скорость прохождения воздушного потока под автомобилем. Кроме этого, подобный элемент может перенаправлять воздушный поток в вакуумную зону.
- Юбка или накладка на задний бампер – еще один элемент, за счет которого повышается обтекаемость задней части. Кроме этого, юбка может существенно снизить степень загрязнения заднего обвеса.
- Юбка на передний бампер устанавливается крайне часто, так как приводит к повышению обтекаемости передней части кузова. За счет установки пластиковой накладки увеличивается прижимная сила спереди, за счет чего повышается степень управления на высокой скорости. Качественная накладка может перенаправлять воздушный поток для охлаждения тормозных дисков.
- Задний спойлер на крыше багажного отделения устанавливается для равномерного распределения нагрузки на оси. При грамотном подборе этого элемента можно существенно повысить прижимную силу задней оси при движении на большой скорости.
- Устанавливается спойлер и для заднего стекла. Чаще всего они встречаются на моделях купе и седан. За счет его установки увеличивается обтекаемость крыши, воздушный поток перенаправляется в нижнюю часть кузова.
- Дефлекторы для заднего стекла напоминают «антикрыло». Характеризуется он относительно невысоким эффектом, также предназначен для обеспечения плавного перехода воздушной массы от крыши к задней части. Формирование подобного воздушного потока существенно снижает степень загрязнения стекла.
- Верхнее антикрыло часто устанавливается на хэтчбеке. Выделяют несколько видов подобной конструкции: стационарные, регулируемые и съемные.
- Обтекатели порогов устанавливаются под боковыми дверьми, также повышают степень обтекаемости кузова.
- Щитки перед колесами требуются для того, чтобы провести рассечение плотной массы воздуха при движении на большой скорости. За счет этого автомобиль не будет притормаживать на момент движения.
Только при установке всех аэродинамических элементов достигается требуемый результат. При этом автомобиль становится весьма привлекательным и интересным. Антикрыло отличается от спойлера тем, что имеет большие размеры и сильно возвышается над крышкой багажного отделения. Задача антикрыла заключается в направлении воздушного потока для формирования прижимной силы, спойлер наоборот рационально распределяет воздушный поток.
Что такое аэродинамика автомобиля
Как бы странно это ни звучало, чем с большей скоростью автомобиль движется по дороге, тем сильнее он будет стремиться оторваться от земли. Причина в том, что поток воздуха, с которым сталкивается транспортное средство, разрезается кузовом авто на две части. Одна проходит между днищем и дорожным покрытием, а вторая – над крышей, и огибает контур машины.
Если посмотреть на кузов автомобиля сбоку, то визуально он будет отдаленно напоминать крыло самолета. Особенность этого элемента летательного аппарата заключается в том, что воздушный поток над изгибом проходит больше пути, чем под прямой частью детали. Из-за этого над крылом создается разряжение, или вакуум. С увеличением скорости эта сила сильнее приподнимает корпус.
Подобный подъемный эффект создается и у автомобиля. Верхний поток огибает капот, крышу и багажник, а нижний – только днище. Еще один элемент, который создает дополнительное сопротивление, это приближенные к вертикали детали кузова (радиаторная решетка или лобовое стекло).
Скорость транспорта напрямую влияет на подъемный эффект. Причем форма кузова с вертикальными панелями создает дополнительное завихрение, которое снижает сцепление транспорта с дорогой. По этой причине владельцы многих классических автомобилей с угловатыми формами при тюнинге обязательно крепят к кузову спойлер и другие элементы, позволяющие увеличивать прижимную силу машины.
Как работает аэродинамика | HowStuffWorks
Вы можете подумать, что коэффициент сопротивления на гоночном автомобиле Формулы-1 будет очень низким — супераэродинамический автомобиль быстрее, верно? Не в этом дело.Типичный автомобиль F1 имеет Cd около 0,70.
Почему этот тип гоночного автомобиля способен двигаться со скоростью более 200 миль в час (321,9 км в час), но не настолько аэродинамически, как вы могли догадаться? Это потому, что машины Формулы-1 созданы для того, чтобы генерировать как можно больше прижимной силы. На скоростях, которые они путешествуют, и с их чрезвычайно легким весом, эти автомобили фактически начинают испытывать подъем на некоторых скоростях — физика заставляет их взлетать, как самолет.Очевидно, что автомобили не предназначены для полета по воздуху, и если машина летит в воздухе, это может означать катастрофическое крушение. По этой причине прижимная сила должна быть максимально увеличена, чтобы держать автомобиль на земле на высоких скоростях, а это означает, что требуется высокий Cd.
В большинстве случаев, однако, прикручивание большого спойлера к задней части обычного автомобиля не поможет в производительности, скорости или управляемости в целом — если вообще.В некоторых случаях это может даже создать дополнительную недостаточную поворачиваемость или нежелание поворачивать. Однако, если вы думаете, что гигантский спойлер отлично смотрится на багажнике вашего Honda Civic, не позволяйте никому говорить вам иначе.
Для получения дополнительной информации об автомобильной аэродинамике и других связанных темах, перейдите на следующую страницу и перейдите по ссылкам.
О теории и практике
Одним из основных технико-экономических показателей колесного транспорта является его производительность. Она определяется количеством перевезенного груза в тоннах или выполненной транспортной работой в тонно-километрах за единицу времени. Таким образом, повышение производительности обеспечивается как увеличением количества (объема) перевезенного груза, так и ростом скорости движения транспортного средства.
Влиянием аэродинамики на скоростные свойства и производительность колесного транспортного средства всерьез заинтересовались в НЦ ПММ НАН Беларуси. В качестве подопытного был выбран автопоезд МАЗ-5432.
Практика подтвердила теорию. Эффективным способом уменьшения аэродинамического сопротивления транспортного средства является оптимизация формы кабины и кузова, а также применение внешних аэродинамических устройств. На графике приведены характеристики разгона автопоезда МАЗ-5432 без комплекта внешней аэродинамической обвески и с ним на прямой передаче с начальной скоростью 60 км/ч. Видно, что снижение сопротивления движению улучшило динамику разгона автопоезда с аэродинамическими устройствами в диапазоне скоростей 60…100 км/ч на 12%, при этом максимальная скорость автопоезда возросла от 105 до 112 км/ч, т. е. на 6,5%.
Таким образом, наряду с экономией топлива снижение аэродинамического сопротивления позволяет повысить скоростные и динамические качества автопоезда, а следовательно, их технико-экономические показатели. Как известно, производительность транспортного средства определяется его грузоподъемностью и средней технической скоростью, которая в свою очередь зависит от максимальной скорости. Снижение аэродинамического сопротивления позволяет существенно повысить максимальную скорость автомобиля, а значит, и его производительность.
Рассмотрим возможность повышения производительности магистрального автопоезда с обтекаемой головной частью и уменьшенным зазором между кабиной и кузовом.
Годовая производительность автопоезда в т·км рассчитывается по следующей формуле:
(см. таблицу «Годовая производительность автопоездов»).
| Параметры, используемые в расчетах | Параметры для седельного автопоезда | |
|---|---|---|
| с низкой кабиной | с кабиной увеличенной высоты | |
| Dх – число календарных дней в году | 365 | 365 |
| αв – коэффициент использования парка | 0,72 | 0,72 |
| Тн – время в наряде, ч | 12,5 | 12,5 |
| Gгр – грузоподъемный, т | 20 | 21,1 |
| γг – коэффициент использования грузоподъемности | 0,85 | 0,85 |
| βп – коэффициент использования пробега | 0,75 | 0,75 |
| Кг – средняя длина грузовой ездки для междугородних перевозок, км | 150 | 150 |
| Vт – средняя или техническая скорость автопоезда, км/ч | 42 | 44,5 |
| Тпр – время простоя под погрузкой и выгрузкой на одну ездку, ч | 0,89 | 0,89 |
| Vэ – эксплуатационная скорость автопоезда, км/ч | 35,38 | 37,15 |
Величина эксплуатационной скорости определяется по формуле:
При проведении расчетов учитывалось, что за счет снижения коэффициента Сх обтекаемого автопоезда на 70% его техническая скорость возросла с 42 до 44,5 км/ч, а удлинение кузова на 0,7 м увеличило грузоподъемность с 20 до 21,1 т. С учетом приведенных данных рассчитываем годовую производительность для автопоездов с низкой кабиной Wгс и обтекаемой кабиной увеличенной высоты Wго:
Таким образом, улучшение обтекаемости головной части автопоезда за счет применения кабины увеличенной высоты и уменьшения зазора между ней и кузовом позволит повысить производительность седельного автопоезда на 10%.
Аналогичные исследования позволили оценить степень повышения скоростных свойств и производительности автопоезда при установке на них внешних аэродинамических устройств. Наличие комплекта аэродинамических элементов позволяет снизить коэффициент Сх автопоезда на 39%, что обеспечивает повышение его скоростных свойств на 8%, а производительности – на 5%. Все эти цифры очень легко перевести в рубли. Так что, как говорится, есть повод для размышлений…
В заключение хотелось бы сказать, что при разработке и эксплуатации автомобиля будь то легкого пикапа или магистрального тягача, пренебрегать аэродинамическими свойствами было бы по крайней мере ошибочно. Недаром зарубежные автопроизводители ежегодно выделяют на аэродинамические исследования огромные средства. Там прекрасно понимают, что в итоге эти затраты окупятся с лихвой. Так не пора ли аэродинамической трубе на автополигоне ФГУП НИЦИАМТ заработать и опровергнуть постулат «Деньги на ветер»? Ведь этот самый ветер может принести отечественным автостроителям и эксплуатационникам немалые деньги.
Как установить обвес из стеклопластика
Для правильной установки обвеса из данного материала, необходимо следовать следующим правилам:
1. Используйте промышленный фен, чтобы подогнать обвес под кузов и придать эластичности в зоне, которая требует корректировки.
Примерка переднего бампера
2. Для укрытия воздушных пузырей и набора толщины можно использовать стекловолокнистую шпатлевку. Сетку для обвеса следует вырезать заранее, также заранее нужно подготовить крепления. Можно крепить на герметик для автостекол, шпаклевку либо проволочку по всему периметру в целях многоразового использования.
Защитные сетки в бампере
3. В процессе покраски температура сушения не должна превышать 35 градусов Цельсия. При более высокой температуре, материал может принять форму того предмета, на который опирается.
4. Пороги крепят после соответствующей подгонки и покраски с помощью того же герметика для автостекол. Пока герметик не приклеил пороги намертво, нужно зафиксировать пороги на несколько часов. Можно также закрепить и на обычные саморезы, если это не покажется не эстетичным.
Крепление порогов
Если по каким-то причинам установка обвеса приостановилась, следует убедиться, что обвес находиться на ровной поверхности и желательно в прохладном месте, как если бы он был установлен на автомобиль. Это продиктовано тем, что детали обвеса могут поменять геометрию под собственным весом или какого-либо другого воздействия.
У многих автолюбителей-меломанов, часто возникает вопрос, как установить акустику для авто.
Хотите отдыхать за рулем? Как это воплотить в жизнь, читайте в статье по http://avtopolza.ru/remont-i-ekspluataciya/avtomobili-s-avtomaticheskoj-korobkoj-peredach/ ссылке.
Из чего делать?
Используются 3 материала: стекловолокно, пластик, металл. Приводим их в порядке увеличения бюджета тюнинга. В каждом случае технология будет существенно отличаться. Чтобы все получилось, придется покорпеть над книжками, статьями и видеороликами.
- Краткое описание поможет вам понять, что вам больше подходит:
- Стекловолокно. Из пенопласта вырезают грубую заготовку, затем доводят ее до ума с помощью пластилина, монтажной пены, канцелярских ножей и других подручных средств. Готовая модель пласт за пластом обклеивается стекловолокном. После застывания вынимают основу, делают крепления, зачищают, устанавливают на кузов, грунтуют и красят.
- Пластик. Болванку под обвес делают из мягкой древесины липы или бальзы (используется в авиамоделировании). Готовят грунт из нитролака и аптечной присыпки (талька). Этот же состав с увеличением процентного содержания талька набирает плотность и становится шпатлевкой. Термопластик берут с запасом, так как после остывания он дает усадку, разогревают над электроплитой или с помощью технического фена и вытягивают под форму болванки.
- Металл. Основой служит прежний бампер. С него снимают все лишнее, а затем приклепывают новые детали, скрепляя их между собой. По окончании работ все грунтуется, шпаклюется и красится.
Чем антикрыло отличается от спойлера?
Спойлер на переднем бампере изменяет направление набегающего воздушного потока.
Эти аэродинамические устройства используются для разных целей.
Антикрыло призвано создавать силу, прижимающую автомобиль к земле. В профиль оно похоже на перевернутое крыло самолета. То есть набегающий поток воздуха стремится не оторвать машину от дороги, а наоборот, сильнее “вдавить” ее в полотно. В результате улучшаются устойчивость и управляемость автомобиля. Но только на высоких скоростях. Если ехать медленнее 90-100 км/ч, антикрыло практически бесполезно.
Также для эффективной работы этого элемента необходимо, чтобы воздух обтекал его с обеих сторон – сверху и снизу. Поэтому антикрыло обычно устанавливается на специальных стойках отдельно от кузова.
Спойлер же лишь меняет направление течения воздушного потока. Например, отсекает его часть для охлаждения тормозов или для снижения завихрений за кормой. Подъемная сила при этом обычно не уменьшается, зато коэффициент аэродинамического сопротивления может упасть очень заметно. А это, в свою очередь, улучшает экономичность машины и повышает максимальную скорость.
В отличие от антикрыла спойлер порой имеет весьма замысловатую форму, но всегда крепится непосредственно к кузову. Частенько он даже изготавливается вместе с каким-либо кузовным элементом. Например, бампером.
Аэродинамика отдельных типов кузовов
Наибольшее влияние на аэродинамические показатели автомобиля оказывает форма задней части.
Поэтому:
• Самыми неэффективными машинами в отношении аэродинамики считаются пикапы и универсалы. Срывающиеся с крыши салона воздушные потоки, образуют разряжённую вихревую зону, из-за чего значительно повышается сопротивление движению. Компенсируют отрицательный эффект производители, путём отсечения части потока воздуха вниз дефлектором, расположенным на крыше.
• Незначительно наклонённая задняя часть, позволяющая плавно стечь воздушным потокам до нижней кромки задней двери, делает значительно лучше аэродинамику хэтчбеков.
• Пологое заднее стекло и наличие крышки багажника, минимизирует вихревой след купе и седанов. Оперируя размерами высоты и длины багажников, конструкторы могут в значительной мере регулировать их аэродинамическое сопротивление.
Передний и задний спойлеры
Передний спойлер, как правило, размещается под передним бампером. В настоящее время такой спойлер и бампер могут поставляться как одно целое. Функция такого спойлера заключается в направлении воздуха вниз и вверх, часто этот поток сознательно направляют в вентиляционные отверстия радиатора и тормозных дисков. Сделать такой спойлер своими руками вряд ли получится, так как велика вероятность изготовления геометрически неправильной формы антикрыла, что повлечет за собой неправильное распределение прижимной силы.
Регулируемые спойлеры
Хорошая компоновка дает возможность авто «присосаться» к дороге, что значительно улучшает управляемость, однако чревато последствиями, если автомобиль подкинет вверх. В мире автоспорта такое явление носит название «groundeffect» («эффект земли»).
Однако не только для спортивных машин применяются устройства для улучшения аэродинамических показателей. Так, например, поставив спойлер на грузовое авто можно добиться лучшей управляемости машины и, к тому же, значительно снизить расход топлива.
Задний спойлер также используется для повышения устойчивости авто на дороге. Но стоит отметить, что ввиду конструктивных особенностей некоторых автомобилей спойлер определенной формы для одного авто может нести положительный результат, а для другого — отрицательный. В любом случае, если вы не собираетесь ставить рекорды по скорости прохождения гоночной трассы и вам не столь важны тонкости распределения прижимной силы, установленное сзади машины антикрыло — это просто крутой тюнинг.
