Magulong daloy
nilalaman
Kung paano binabago ng modernong teknolohiya ang car aerodynamics
Ang mababang paglaban sa hangin ay nakakatulong upang mabawasan ang pagkonsumo ng gasolina. Sa paggalang na ito, gayunpaman, mayroong napakalaking mga pagkakataon para sa kaunlaran. Sa ngayon, syempre, ang mga eksperto sa aerodynamics ay sumasang-ayon sa opinyon ng mga tagadisenyo.
"Aerodynamics para sa Mga Hindi Makagawa ng Motorsiklo." Ang mga salitang ito ay sinasalita ni Enzo Ferrari noong dekada 60 at malinaw na ipinakita ang pag-uugali ng maraming mga tagadisenyo ng oras na iyon patungo sa teknolohikal na aspeto ng kotse. Gayunpaman, sampung taon lamang ang lumipas dumating ang unang krisis sa langis at ang kanilang buong sistema ng mga halaga ay nagbago nang radikal. Mga oras kung kailan ang lahat ng mga puwersa ng paglaban sa paggalaw ng kotse, at lalo na ang mga lumabas na bilang resulta ng pagdaan nito sa mga layer ng hangin, ay nalampasan ng malawak na mga teknikal na solusyon, tulad ng pagdaragdag ng pag-aalis at lakas ng mga makina, anuman ang dami ng natupok na gasolina, umalis sila, at nagsisimula ang mga inhinyero. maghanap ng mas mabisang paraan upang makamit ang iyong mga layunin.
Sa ngayon, ang teknolohikal na kadahilanan ng aerodynamics ay natatakpan ng isang makapal na layer ng alikabok ng limot, ngunit hindi ito ganap na bago para sa mga tagadisenyo. Ipinapakita ng kasaysayan ng teknolohiya na kahit na sa twenties, advanced at inventive utak tulad ng German Edmund Rumpler at ang Hungarian na si Paul Jaray (na lumikha ng kulto ng Tatra T77) na may hugis na naka-streamline na ibabaw at inilatag ang mga pundasyon para sa isang aerodynamic na diskarte sa disenyo ng katawan ng kotse. Sinundan sila ng pangalawang alon ng mga espesyalista sa aerodynamic tulad nina Baron Reinhard von Kenich-Faxenfeld at Wunibald Kam, na bumuo ng kanilang mga ideya noong 1930s.
Malinaw sa lahat na sa pagtaas ng bilis ay may darating na limitasyon, sa itaas kung saan ang air resistance ay nagiging kritikal na salik sa pagmamaneho ng kotse. Ang paglikha ng mga aerodynamically optimized na hugis ay maaaring ilipat ang limitasyong ito pataas nang malaki at ipinahayag ng tinatawag na flow coefficient na Cx, dahil ang isang halaga na 1,05 ay may isang cube na nakabaligtad na patayo sa daloy ng hangin (kung ito ay pinaikot 45 degrees kasama ang axis nito, upang ang upstream na gilid nito ay nabawasan sa 0,80). Gayunpaman, ang coefficient na ito ay isang bahagi lamang ng equation ng air resistance - ang laki ng frontal area (A) ng kotse ay dapat idagdag bilang isang mahalagang elemento. Ang una sa mga gawain ng mga aerodynamicist ay upang lumikha ng malinis, aerodynamically mahusay na mga ibabaw (mga kadahilanan kung saan, tulad ng makikita natin, marami sa kotse), na sa huli ay humahantong sa isang pagbawas sa koepisyent ng daloy. Upang sukatin ang huli, kailangan ang wind tunnel, na isang magastos at lubhang kumplikadong pasilidad – isang halimbawa nito ay ang 2009 milyong euro tunnel ng BMW na kinomisyon noong 170. Ang pinakamahalagang sangkap dito ay hindi isang higanteng tagahanga, na kumokonsumo ng napakaraming kuryente na nangangailangan ng isang hiwalay na istasyon ng transpormer, ngunit isang tumpak na roller stand na sumusukat sa lahat ng mga puwersa at sandali na ginagawa ng air jet sa kotse. Ang kanyang trabaho ay upang suriin ang lahat ng pakikipag-ugnayan ng kotse sa daloy ng hangin at tulungan ang mga espesyalista na pag-aralan ang bawat detalye at baguhin ito sa paraang hindi lamang gawin itong mahusay sa daloy ng hangin, kundi pati na rin alinsunod sa mga kagustuhan ng mga taga-disenyo. . Sa pangkalahatan, ang mga pangunahing bahagi ng drag na nakasalubong ng isang kotse ay nagmumula kapag ang hangin sa harap nito ay pumipilit at lumilipat at - isang bagay na napakahalaga - mula sa matinding turbulence sa likod nito sa likuran. Doon, nabuo ang isang low pressure zone na may posibilidad na hilahin ang kotse, na humahalo naman sa malakas na impluwensya ng vortex, na tinatawag din ng mga aerodynamicist na "dead excitation". Para sa lohikal na mga kadahilanan, sa likod ng mga modelo ng estate, ang antas ng pinababang presyon ay mas mataas, bilang isang resulta kung saan ang koepisyent ng daloy ay lumala.
Mga kadahilanan ng Aerodynamic drag
Ang huli ay nakasalalay hindi lamang sa mga kadahilanan tulad ng pangkalahatang hugis ng kotse, kundi pati na rin sa mga partikular na bahagi at ibabaw. Sa pagsasagawa, ang kabuuang hugis at proporsyon ng mga modernong kotse ay may 40 porsiyentong bahagi ng kabuuang air resistance, isang-kapat nito ay tinutukoy ng istraktura ng ibabaw ng bagay at mga tampok tulad ng mga salamin, ilaw, plaka ng lisensya, at antenna. Ang 10% ng air resistance ay dahil sa pagdaloy sa mga butas patungo sa preno, makina at gearbox. Ang 20% ay ang resulta ng vortex sa iba't ibang mga istraktura ng sahig at suspensyon, iyon ay, lahat ng nangyayari sa ilalim ng kotse. At ang pinaka-kagiliw-giliw na bagay ay na hanggang sa 30% ng paglaban ng hangin ay dahil sa mga vortex na nilikha sa paligid ng mga gulong at mga pakpak. Ang isang praktikal na pagpapakita ng hindi pangkaraniwang bagay na ito ay nagbibigay ng isang malinaw na indikasyon nito - ang koepisyent ng pagkonsumo mula 0,28 bawat kotse ay bumababa sa 0,18 kapag ang mga gulong ay tinanggal at ang mga butas sa pakpak ay natatakpan sa pagkumpleto ng hugis ng kotse. Hindi nagkataon na ang lahat ng nakakagulat na mababang mileage na mga kotse, tulad ng unang Honda Insight at EV1 electric car ng GM, ay may mga nakatagong rear fender. Ang pangkalahatang aerodynamic na hugis at ang closed front end, dahil sa ang katunayan na ang de-koryenteng motor ay hindi nangangailangan ng isang malaking halaga ng paglamig ng hangin, pinapayagan ang mga developer ng GM na bumuo ng modelo ng EV1 na may koepisyent ng daloy na 0,195 lamang. Ang Tesla model 3 ay may Cx 0,21. Upang bawasan ang puyo ng tubig sa paligid ng mga gulong sa mga sasakyan na may panloob na mga makina ng pagkasunog, tinatawag na. Ang "mga kurtina ng hangin" sa anyo ng isang manipis na patayong stream ng hangin ay nakadirekta mula sa pagbubukas sa front bumper, humihip sa paligid ng mga gulong at nagpapatatag ng mga vortices. Ang daloy sa engine ay limitado sa pamamagitan ng aerodynamic shutters, at ang ibaba ay ganap na sarado.
Ang mas mababa ang mga puwersa na sinusukat ng roller stand, mas mababa ang Cx. Ayon sa pamantayan, ito ay sinusukat sa bilis na 140 km / h - isang halaga ng 0,30, halimbawa, ay nangangahulugan na ang 30 porsiyento ng hangin na dinaraanan ng isang kotse ay nagpapabilis sa bilis nito. Tulad ng para sa harap na lugar, ang pagbabasa nito ay nangangailangan ng isang mas simpleng pamamaraan - para dito, sa tulong ng isang laser, ang mga panlabas na contours ng kotse ay nakabalangkas kapag tiningnan mula sa harap, at ang saradong lugar sa square meters ay kinakalkula. Ito ay kasunod na pinarami ng flow factor upang makuha ang kabuuang air resistance ng sasakyan sa square meters.
Sa pagbabalik sa makasaysayang balangkas ng aming aerodynamic na paglalarawan, nalaman namin na ang paglikha ng standardized fuel consumption measurement cycle (NEFZ) noong 1996 ay aktwal na gumaganap ng negatibong papel sa aerodynamic evolution ng mga sasakyan (na sumulong nang malaki noong 1980s). ) dahil ang aerodynamic factor ay may maliit na epekto dahil sa maikling panahon ng high-speed na paggalaw. Bagama't bumababa ang flow coefficient sa paglipas ng panahon, ang pagtaas ng laki ng mga sasakyan sa bawat klase ay nagreresulta sa pagtaas ng frontal area at samakatuwid ay pagtaas ng air resistance. Ang mga kotse tulad ng VW Golf, Opel Astra at BMW 7 Series ay may mas mataas na air resistance kaysa sa kanilang mga nauna noong 1990s. Ang trend na ito ay pinalakas ng isang pangkat ng mga kahanga-hangang modelo ng SUV sa kanilang malaking frontal area at lumalalang trapiko. Ang ganitong uri ng kotse ay binatikos pangunahin dahil sa napakalaking bigat nito, ngunit sa pagsasagawa ang salik na ito ay tumatagal ng mas mababang kahalagahan sa pagtaas ng bilis - habang kapag nagmamaneho sa labas ng lungsod sa bilis na halos 90 km / h, ang proporsyon ng paglaban ng hangin ay humigit-kumulang 50 porsiyento, sa Sa mga tulin ng highway, tumataas ito sa 80 porsiyento ng kabuuang drag na nakasalubong ng sasakyan.
Aerodynamic tube
Ang isa pang halimbawa ng papel na ginagampanan ng paglaban ng hangin sa pagganap ng sasakyan ay ang karaniwang modelo ng Smart city. Ang isang dalawang-upuang kotse ay maaaring maging mabilis at mabilis sa mga kalye ng lungsod, ngunit ang isang maikli at maayos na proporsyon na katawan ay labis na hindi mabisa mula sa isang pananaw na aerodynamic. Laban sa backdrop ng magaan na timbang, ang paglaban ng hangin ay nagiging isang lalong mahalagang elemento, at sa Smart nagsisimula itong magkaroon ng isang malakas na epekto sa bilis ng 50 km / h. Hindi nakakagulat na bumagsak sa mga inaasahan para sa mababang gastos sa kabila ng magaan na disenyo nito.
Sa kabila ng mga pagkukulang ng Smart, gayunpaman, ang diskarte ng parent company na Mercedes sa aerodynamics ay nagpapakita ng isang methodical, pare-pareho at proactive na diskarte sa proseso ng paglikha ng mahusay na mga hugis. Ito ay maaaring argued na ang mga resulta ng mga pamumuhunan sa wind tunnels at pagsusumikap sa lugar na ito ay makikita lalo na sa kumpanyang ito. Ang isang partikular na kapansin-pansing halimbawa ng epekto ng prosesong ito ay ang katotohanan na ang kasalukuyang S-Class (Cx 0,24) ay may mas kaunting wind resistance kaysa sa Golf VII (0,28). Sa proseso ng paghahanap ng mas maraming panloob na espasyo, ang hugis ng compact na modelo ay nakakuha ng isang medyo malaking frontal area, at ang daloy ng koepisyent ay mas masahol pa kaysa sa S-class dahil sa mas maikling haba, na hindi pinapayagan para sa mahabang streamline na mga ibabaw. at higit sa lahat dahil sa isang matalim na paglipat sa likuran, na nagsusulong ng pagbuo ng mga vortices. Nanindigan ang VW na ang bagong ikawalong henerasyong Golf ay magkakaroon ng mas kaunting air resistance at mas mababa at mas streamline na hugis, ngunit sa kabila ng bagong disenyo at mga kakayahan sa pagsubok, napatunayang napakahirap nito para sa kotse. na may ganitong format. Gayunpaman, na may factor na 0,275, ito ang pinakaaerodynamic na Golf na nagawa. Ang pinakamababang naitalang ratio ng pagkonsumo ng gasolina na 0,22 bawat sasakyan na may panloob na combustion engine ay ang Mercedes CLA 180 BlueEfficiency.
Ang bentahe ng mga de-koryenteng sasakyan
Ang isa pang halimbawa ng kahalagahan ng aerodynamic na hugis kumpara sa timbang ay ang mga modernong modelo ng hybrid at mas maraming mga de-koryenteng sasakyan. Sa kaso ng Prius, halimbawa, ang pangangailangan para sa isang mataas na aerodynamic na hugis ay idinidikta din ng katotohanang habang tumataas ang bilis, ang kahusayan ng hybrid powertrain ay bumababa. Sa kaso ng mga de-koryenteng sasakyan, anumang bagay na nauugnay sa tumaas na agwat ng mga milya sa electric mode ay napakahalaga. Ayon sa mga eksperto, ang pagbawas ng timbang na 100 kg ay magpapataas sa agwat ng mga milya ng kotse ng ilang kilometro lamang, ngunit sa kabilang banda, ang aerodynamics ay pinakamahalaga para sa isang de-kuryenteng kotse. Una, dahil ang malaking masa ng mga sasakyang ito ay pinapayagan silang mabawi ang ilang enerhiya na natupok ng pagpapagaling, at pangalawa, dahil ang mataas na metalikang kuwintas ng de-kuryenteng motor ay pinapayagan itong mabayaran ang epekto ng bigat sa pagsisimula, at ang kahusayan nito ay bumababa sa mataas na bilis at mataas na bilis. Bilang karagdagan, ang mga electronics na kuryente at ang de-kuryenteng motor ay nangangailangan ng mas kaunting paglamig na hangin, na nagbibigay-daan para sa isang mas maliit na pagbubukas sa harap ng kotse, na, tulad ng nabanggit namin, ay ang pangunahing sanhi ng pagbawas ng daloy ng katawan. Ang isa pang elemento ng mga nag-uudyok na taga-disenyo na lumikha ng mas maraming aerodynamically mahusay na mga form sa modernong mga modelo ng plug-in hybrid ay ang no-acceleration electric-only drive mode, o ang tinatawag na. paglalayag. Hindi tulad ng mga boatboat, kung saan ginagamit ang term na ito at kailangang ilipat ng hangin ang bangka, sa mga kotse, tataas ang agwat ng mga milyahe na elektrikal kung ang kotse ay may mas kaunting paglaban sa hangin. Ang paglikha ng isang hugis na na-optimize ng aerodynamically ay ang pinakamabisang paraan upang mabawasan ang pagkonsumo ng gasolina.
Ang mga koepisyent ng pagkonsumo ng ilang mga sikat na kotse:
Mercedes Simplex
Paggawa 1904, Cx = 1,05
Rumpler drop wagon
Paggawa 1921, Cx = 0,28
Ang Modelong Ford T
Paggawa 1927, Cx = 0,70
Kama pang-eksperimentong modelo
Ginawa noong 1938, Cx = 0,36.
Rekord na kotse ng Mercedes
Paggawa 1938, Cx = 0,12
VW Bus
Paggawa 1950, Cx = 0,44
Volkswagen "Pagong"
Paggawa 1951, Cx = 0,40
Panhard Dina
Ginawa noong 1954, Cx = 0,26.
Porsche 356 A
Ginawa noong 1957, Cx = 0,36.
MG EX 181
1957 paggawa, Cx = 0,15
Citroen DS 19
Paggawa 1963, Cx = 0,33
NSU Sport Prince
Paggawa 1966, Cx = 0,38
Mercedes S 111
Paggawa 1970, Cx = 0,29
Volvo 245 Estate
Paggawa 1975, Cx = 0,47
Audi 100
Paggawa 1983, Cx = 0,31
Mercedes W 124
Paggawa 1985, Cx = 0,29
Lamborghini countach
Paggawa 1990, Cx = 0,40
Toyota Prius 1
Paggawa 1997, Cx = 0,29
