Iwe Aerodynamics

Awọn ifosiwewe ti o ṣe pataki julọ ti o ni ipa idena afẹfẹ ti ọkọ

Iduro atẹgun kekere n ṣe iranlọwọ lati dinku agbara epo. Sibẹsibẹ, ni iyi yii, yara nla wa fun idagbasoke. Ti, dajudaju, awọn amoye aerodynamics gba pẹlu ero ti awọn apẹẹrẹ.

"Aerodynamics fun Awọn Ti Ko Le Ṣe Awọn Alupupu." Awọn ọrọ wọnyi ni Enzo Ferrari sọ ni awọn ọgọta ọdun ati ṣe afihan ihuwasi ti ọpọlọpọ awọn apẹẹrẹ ti akoko si ẹgbẹ imọ-ẹrọ ti ọkọ ayọkẹlẹ yii. Sibẹsibẹ, o jẹ ọdun mẹwa lẹhinna lẹhinna idaamu epo akọkọ, eyiti o ṣe pataki yipada gbogbo eto iye wọn. Awọn akoko nigbati gbogbo awọn ipa ti resistance lakoko iṣipopada ọkọ ayọkẹlẹ, ati paapaa awọn ti o dide nigbati o ba kọja nipasẹ awọn fẹlẹfẹlẹ afẹfẹ, bori nipasẹ awọn solusan imọ-jinlẹ gbooro, gẹgẹbi jijẹ gbigbepo ati agbara awọn ẹrọ, laibikita iye epo ti wọn run, wọn lọ, ati awọn ẹlẹrọ bẹrẹ lati wo awọn ọna ti o munadoko diẹ sii lati ṣaṣeyọri awọn ibi-afẹde rẹ.

Ni akoko yii, ifosiwewe imọ-ẹrọ ti aerodynamics ni a bo pẹlu fẹlẹfẹlẹ ti o nipọn ti eruku igbagbe, ṣugbọn fun awọn apẹẹrẹ eyi kii ṣe awọn iroyin. Itan-akọọlẹ ti imọ-ẹrọ fihan pe paapaa ni awọn ọdun 77, awọn eniyan ti o ti ni ilọsiwaju ati ti ara ẹni, bii German Edmund Rumpler ati Hungarian Paul Jarai (ẹniti o ṣẹda aami Tatra TXNUMX), ṣe awọn ipele ṣiṣan ṣiṣan ati fi ipilẹ fun ọna aerodynamic si apẹrẹ ọkọ ayọkẹlẹ. Wọn tẹle wọn nipasẹ igbi omi keji ti awọn ogbontarigi aerodynamics bii Baron Reinhard von Könich-Faxenfeld ati Wunibald Kam, ti o ṣe agbekalẹ awọn imọran wọn ni awọn XNUMXs.

O han gbangba fun gbogbo eniyan pe pẹlu iyara ti o pọ si wa opin, loke eyiti resistance afẹfẹ di ifosiwewe pataki fun wiwakọ ọkọ ayọkẹlẹ kan. Ṣiṣẹda awọn apẹrẹ iṣapeye aerodynamic le Titari opin yii ni riro ati pe o ṣafihan nipasẹ ohun ti a pe ni ifosiwewe sisan Cx, niwọn bi iye kan ti 1,05 ni cube kan ti a yipada ni papẹndikula si ṣiṣan afẹfẹ (ti o ba ti yiyi awọn iwọn 45 lẹgbẹẹ ipo rẹ, ki ọna oke. eti dinku si 0,80). Sibẹsibẹ, olùsọdipúpọ yii jẹ apakan kan nikan ti idogba resistance afẹfẹ - o gbọdọ ṣafikun iwọn agbegbe iwaju ti ọkọ ayọkẹlẹ (A) gẹgẹbi eroja pataki. Ni igba akọkọ ti awọn iṣẹ-ṣiṣe ti aerodynamicists ni lati ṣẹda mimọ, aerodynamically daradara roboto (okunfa ti eyi ti, bi a ti yoo ri, pupo ninu ọkọ ayọkẹlẹ kan), eyi ti o nipari nyorisi si kekere sisan olùsọdipúpọ. Wiwọn igbehin nilo oju eefin afẹfẹ, eyiti o jẹ gbowolori ati eto eka pupọ - apẹẹrẹ ti eyi ni oju eefin ti a fun ni aṣẹ ni ọdun 2009. BMW, eyiti o jẹ ile-iṣẹ 170 milionu awọn owo ilẹ yuroopu. Ẹya pataki ti o ṣe pataki julọ ninu rẹ kii ṣe afẹfẹ nla kan, eyiti o nlo ina mọnamọna pupọ ti o nilo ile-iṣẹ ẹrọ oluyipada lọtọ, ṣugbọn iduro rola deede ti o ṣe iwọn gbogbo awọn ipa ati awọn akoko ti ọkọ ofurufu ti afẹfẹ n ṣiṣẹ lori ọkọ ayọkẹlẹ kan. Iṣẹ-ṣiṣe rẹ ni lati ṣe iṣiro gbogbo ibaraenisepo ti ọkọ ayọkẹlẹ pẹlu ṣiṣan afẹfẹ ati iranlọwọ awọn alamọja lati ṣe iwadi gbogbo awọn alaye ati yi pada ki o jẹ ki o munadoko nikan ni ṣiṣan afẹfẹ, ṣugbọn tun ni ibamu pẹlu awọn ifẹ ti awọn apẹẹrẹ. . Ni ipilẹ, awọn paati fa akọkọ ti awọn alabapade ọkọ ayọkẹlẹ kan wa lati nigbati afẹfẹ ti o wa niwaju rẹ rọpọ ati awọn iṣipopada, ati - pataki pupọ - lati rudurudu lile lẹhin rẹ ni ẹhin. Agbegbe titẹ kekere kan wa ti o duro lati fa ọkọ ayọkẹlẹ naa, eyiti o jẹ idapọ pẹlu ipa vortex ti o lagbara, eyiti awọn aerodynamicists tun pe ni “imurara ti o ku”. Fun awọn idi ọgbọn, lẹhin awọn awoṣe kẹkẹ-ẹrù ibudo, ipele igbale jẹ ti o ga julọ, nitori abajade eyiti iye iwọn lilo bajẹ.

Awọn ifosiwewe fifa aerodynamic

Awọn igbehin da ko nikan lori awọn okunfa gẹgẹbi awọn ìwò apẹrẹ ti awọn ọkọ ayọkẹlẹ, sugbon tun lori kan pato awọn ẹya ara ati roboto. Ni iṣe, apẹrẹ gbogbogbo ati awọn ipin ti awọn ọkọ ayọkẹlẹ ode oni ṣe iroyin fun 40 ida ọgọrun ti lapapọ air resistance, idamẹrin eyiti o jẹ ipinnu nipasẹ eto dada ohun ati awọn ẹya bii awọn digi, awọn ina, awo iwe-aṣẹ, ati eriali. 10% ti air resistance jẹ nitori sisan nipasẹ awọn vents si awọn idaduro, engine ati gbigbe. 20% jẹ abajade ti vortex ni ọpọlọpọ awọn ipilẹ ilẹ ati awọn apẹrẹ idadoro, iyẹn ni, ohun gbogbo ti o ṣẹlẹ labẹ ọkọ ayọkẹlẹ naa. Ati ohun ti o jẹ julọ awon - 30% ti air resistance jẹ nitori awọn vortices da ni ayika awọn kẹkẹ ati awọn iyẹ. Ifihan iṣe iṣe ti iṣẹlẹ yii fihan ni kedere - oṣuwọn sisan lati 0,28 fun ọkọ kan lọ silẹ si 0,18 nigbati awọn kẹkẹ ba yọkuro ati awọn atẹgun fender ti wa ni pipade. Kii ṣe lasan pe gbogbo awọn ọkọ ayọkẹlẹ ti o ni iyalẹnu kekere - gẹgẹbi Ijinlẹ akọkọ ti Honda ati ọkọ ayọkẹlẹ ina GM EV1 - ni awọn abọ ẹhin ti o farapamọ. Apẹrẹ aerodynamic gbogbogbo ati opin iwaju pipade, nitori otitọ pe ọkọ ina mọnamọna ko nilo afẹfẹ itutu agbaiye pupọ, gba awọn apẹẹrẹ GM laaye lati ṣe agbekalẹ awoṣe EV1 pẹlu ipin sisan ti o kan 0,195. Awoṣe Tesla 3 ni Cx 0,21. Lati din awọn vorticity ti awọn kẹkẹ ni awọn ọkọ pẹlu ti abẹnu ijona enjini, ti a npe ni. "Awọn aṣọ-ikele afẹfẹ" ni irisi ṣiṣan afẹfẹ inaro tinrin ti a ṣe itọsọna lati šiši ni iwaju bompa, fifun ni ayika awọn kẹkẹ ati imuduro awọn vortices, sisan si engine ti wa ni opin nipasẹ awọn titiipa aerodynamic, ati isalẹ ti wa ni pipade patapata.

Isalẹ awọn iye ti awọn ipa ti wọn nipasẹ iduro rola, Cx kere ju. Nigbagbogbo a wọn ni iyara ti 140 km / h - iye kan ti 0,30, fun apẹẹrẹ, tumọ si pe 30 ogorun ti afẹfẹ ti ọkọ ayọkẹlẹ kan gba ni iyara si iyara rẹ. Ni iwaju, kika rẹ nilo ilana ti o rọrun pupọ - fun eyi, awọn itọka ita ti ọkọ ayọkẹlẹ ni a ṣe ilana pẹlu laser nigba wiwo lati iwaju ati agbegbe ti o paade ni awọn mita mita ni iṣiro. Lẹhinna o jẹ isodipupo nipasẹ ifosiwewe sisan lati gba lapapọ resistance afẹfẹ ti ọkọ ayọkẹlẹ ni awọn mita onigun mẹrin.

Pada si itọka itan-akọọlẹ ti alaye aerodynamic wa, a rii pe ẹda ti iwọn wiwọn iwọn lilo idana (NEFZ) ni 1996 gangan ṣe ipa odi ninu itankalẹ aerodynamic ti awọn ọkọ ayọkẹlẹ (eyiti o ni ilọsiwaju pataki ni 7s). ) nitori ifosiwewe aerodynamic ni ipa diẹ nitori akoko kukuru ti iṣipopada iyara-giga. Laibikita idinku ninu olusọdipúpọ agbara ni awọn ọdun, ilosoke ninu awọn iwọn ti awọn ọkọ ayọkẹlẹ ti kilasi kọọkan yori si ilosoke ninu agbegbe iwaju ati, nitori naa, si ilosoke ninu resistance afẹfẹ. Awọn ọkọ ayọkẹlẹ bii VW Golf, Opel The Astra ati BMW 90 Series ni resistance afẹfẹ ti o ga julọ ju awọn ti ṣaju wọn lọ ni awọn ọdun 90. Aṣa yii jẹ irọrun nipasẹ awọn awoṣe SUV ti o yanilenu pẹlu agbegbe iwaju nla wọn ati isọdọtun ibajẹ. Iru ọkọ yii ni a ti ṣofintoto nipataki fun iwuwo giga rẹ, ṣugbọn ni iṣe ifosiwewe yii dinku pataki ibatan pẹlu iyara ti o pọ si - lakoko iwakọ ni ita ilu ni iyara ti o to 50 km / h, ipin ti resistance afẹfẹ jẹ nipa 80 ogorun, ni awọn iyara opopona o pọ si XNUMX ogorun lati lapapọ resistance ti ọkọ ayọkẹlẹ dojukọ.

Ẹrọ atẹgun

Apeere miiran ti ipa ti resistance afẹfẹ ni iṣẹ ọkọ jẹ awoṣe Smart City aṣoju kan. Ibujoko meji le jẹ alarinrin ati nimble lori awọn opopona ilu, ṣugbọn kukuru rẹ ati iṣẹ ṣiṣe ti iwọn jẹ ailagbara pupọ lati oju oju afẹfẹ. Lodi si ẹhin iwuwo kekere, resistance afẹfẹ di ẹya pataki ti o pọ si, ati pẹlu Smart o bẹrẹ lati ni ipa to lagbara ni awọn iyara ti 50 km / h. Kii ṣe iyalẹnu pe laibikita apẹrẹ iwuwo fẹẹrẹ, ko gbe soke si awọn ireti. ti a jo kekere iye owo.

Bibẹẹkọ, laibikita awọn ailagbara Smart, ihuwasi ti ile-iṣẹ obi Mercedes si aerodynamics jẹ apẹẹrẹ ti ọna, deede ati ọna ṣiṣe ṣiṣe si ilana ti ṣiṣẹda awọn apẹrẹ iyalẹnu. O le ṣe ariyanjiyan pe awọn abajade ti idoko-owo ni awọn oju eefin afẹfẹ ati iṣẹ lile ni agbegbe yii jẹ akiyesi paapaa ni ile-iṣẹ yii. Apeere pataki kan ti ipa ti ilana yii ni otitọ pe S-Class lọwọlọwọ (Cx 0,24) ni o ni aabo afẹfẹ ti o kere ju Golf VII (0,28). Ninu wiwa fun aaye inu ilohunsoke diẹ sii, apẹrẹ ti awoṣe iwapọ ti gba agbegbe iwaju iwaju ti o tobi pupọ, ati pe olusọdipúpọ ṣiṣan buru ju ti kilasi S nitori gigun kukuru rẹ, eyiti ko gba laaye fun awọn oju-ọna ṣiṣan ati pupọ. siwaju sii. - tẹlẹ nitori iyipada didasilẹ lati ẹhin, idasi si dida awọn vortices. Sibẹsibẹ, VW jẹ idaniloju pe Golfu iran ti nbọ yoo ni aabo afẹfẹ ti o dinku pupọ ati ki o dinku ati ṣiṣan. Idiwọn agbara idana ti o kere julọ ti 0,22 fun ọkọ ICE jẹ Mercedes CLA 180 BlueEfficiency.

Awọn anfani ti awọn ọkọ ayọkẹlẹ ina

Apẹẹrẹ miiran ti pataki ti apẹrẹ aerodynamic lodi si abẹlẹ ti iwuwo jẹ awọn awoṣe arabara ode oni ati paapaa diẹ sii bẹ awọn ọkọ ina. Ninu ọran ti Prius, fun apẹẹrẹ, iwulo fun apẹrẹ aerodynamic ti o ga julọ tun jẹ aṣẹ nipasẹ otitọ pe bi iyara ṣe pọ si, ṣiṣe ti agbara arabara arabara lọ silẹ bosipo. Ni ọran ti awọn ọkọ ayọkẹlẹ ina, ohun gbogbo ti o ni ibatan si meleji ti o pọ si ni ipo ina jẹ pataki julọ. Gẹgẹbi awọn amoye, idinku iwuwo nipasẹ 100 kg yoo mu maili ọkọ ayọkẹlẹ pọ si nipasẹ awọn ibuso diẹ, ṣugbọn ni apa keji, aerodynamics jẹ pataki julọ fun ọkọ ayọkẹlẹ onina.

Ni akọkọ, nitori iwọn giga ti awọn ọkọ wọnyi gba wọn laaye lati gba diẹ ninu agbara ti a lo fun igbapada, ati keji, nitori iyipo giga ti ina mọnamọna gba ọ laaye lati sanpada fun ipa ti iwuwo ni ibẹrẹ, ati ṣiṣe rẹ dinku. ni awọn iyara giga ati awọn iyara giga. Ni afikun, awọn ẹrọ itanna agbara ati ina mọnamọna nilo afẹfẹ itutu ti o kere ju, eyiti o fun laaye ni ṣiṣi kekere ni iwaju ọkọ ayọkẹlẹ, eyiti, bi a ti ṣe akiyesi tẹlẹ, jẹ idi pataki fun ibajẹ ti sisan ni ayika ara. Ẹya miiran ti iwuri ti awọn apẹẹrẹ lati ṣẹda awọn apẹrẹ aerodynamically daradara diẹ sii ni awọn awoṣe arabara plug-in ode oni jẹ ipo gbigbe laisi isare nikan pẹlu iranlọwọ ti ina mọnamọna, tabi ohun ti a pe. gbokun. Ko dabi awọn ọkọ oju-omi kekere, nibiti ọrọ naa ti wa ati nibiti afẹfẹ yẹ ki o gbe ọkọ oju-omi naa, awọn ọkọ ayọkẹlẹ ina mọnamọna yoo pọ si maili ti ọkọ ayọkẹlẹ naa ko ni aabo afẹfẹ. Ṣiṣẹda apẹrẹ iṣapeye aerodynamic jẹ ọna ti ọrọ-aje julọ lati dinku agbara epo.

Ọrọ: Georgy Kolev

Awọn oṣuwọn iye owo ti diẹ ninu awọn ọkọ ayọkẹlẹ olokiki:

Mercedes Simplex

Ṣiṣe 1904, Cx = 1,05

Rumpler Tropfenwagen

Ṣiṣe 1921, Cx = 0,28

Ford awoṣe T

Ṣiṣe 1927, Cx = 0,70

Esiperimenta awoṣe Kam

Ṣiṣe 1938, Cx = 0,36

Ọkọ ayọkẹlẹ Mercedes

Ṣiṣe 1938, Cx = 0,12

VW akero

Ṣiṣe 1950, Cx = 0,44

VW "ijapa"

Ṣiṣe 1951, Cx = 0,40

Panhard Dina

Ṣiṣe 1954, Cx = 0,26

Porsche 356

Ṣiṣe 1957, Cx = 0,36

MG EX 181

Ṣiṣe 1957, Cx = 0,15

Citroen DS 19

Ṣiṣe 1963, Cx = 0,33

NSU Sport Prince

Ṣiṣe 1966, Cx = 0,38

Mercedes C 111

Ṣiṣe 1970, Cx = 0,29

Volvo 245 Van

Ṣiṣe 1975, Cx = 0,47

Audi 100

Ṣiṣe 1983, Cx = 0,31

Mercedes W 124

Ṣiṣe 1985, Cx = 0,29

Toyota Prius 1

Ṣiṣe 1997, Cx = 0,29