Ṣiṣan rudurudu
Awọn akoonu
Bawo ni imọ-ẹrọ igbalode ṣe n yipada aerodynamics ọkọ ayọkẹlẹ
Agbara ategun kekere ṣe iranlọwọ lati dinku agbara epo. Ni ọwọ yii, sibẹsibẹ, awọn aye nla wa fun idagbasoke. Nitorinaa, nitorinaa, 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 ọdun 60 ati ṣe afihan ihuwasi ti ọpọlọpọ awọn apẹẹrẹ ti akoko si abala imọ-ẹrọ ti ọkọ ayọkẹlẹ yii. Sibẹsibẹ, ọdun mẹwa lẹhinna nigbamii idaamu epo akọkọ wa ati pe gbogbo eto awọn iye wọn yipada patapata. Awọn akoko nigbati gbogbo awọn ipa ti resistance ninu iṣipopada ọkọ ayọkẹlẹ, ati paapaa awọn ti o dide bi abajade ọna rẹ 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 onimọ-ẹrọ bẹrẹ wa 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 kii ṣe tuntun patapata fun awọn apẹẹrẹ. Itan-akọọlẹ ti imọ-ẹrọ fihan pe paapaa ni awọn ọdun mejilelogun, awọn ọpọlọ ti o ti ni ilọsiwaju ati ti ẹda bi ara ilu Jamani Edmund Rumpler ati Hungarian Paul Jaray (ẹniti o ṣẹda ẹgbẹ ti Tatra T77) awọn ipele ṣiṣan ṣiṣan ati ṣeto awọn ipilẹ fun ọna aerodynamic si apẹrẹ ara ọkọ ayọkẹlẹ. Wọn tẹle wọn nipasẹ igbi omi keji ti awọn amoye aerodynamic bii Baron Reinhard von Kenich-Faxenfeld ati Wunibald Kam, ti o dagbasoke awọn imọran wọn ni awọn ọdun 1930.
O han gbangba fun gbogbo eniyan pe pẹlu iyara ti o pọ si opin kan wa, loke eyiti resistance afẹfẹ di ifosiwewe pataki ni wiwakọ ọkọ ayọkẹlẹ kan. Ṣiṣẹda awọn apẹrẹ ti iṣapeye afẹfẹ le yi opin yii si oke pataki ati pe o jẹ afihan nipasẹ ohun ti a pe ni olùsọdipúpọ sisan Cx, nitori pe iye kan ti 1,05 ni cube kan ti a yipada ni papẹndikula si ṣiṣan afẹfẹ (ti o ba yiyi awọn iwọn 45 lẹgbẹẹ ipo rẹ, nitorinaa eti oke rẹ ti dinku si 0,80). Sibẹsibẹ, olùsọdipúpọ yii jẹ apakan kan nikan ti idogba resistance afẹfẹ - iwọn agbegbe iwaju ọkọ ayọkẹlẹ (A) gbọdọ wa ni afikun bi eroja pataki. Ni igba akọkọ ti awọn iṣẹ-ṣiṣe ti aerodynamicists ni lati ṣẹda mimọ, aerodynamically daradara roboto (okunfa ti eyi ti, bi a yoo ri, nibẹ ni o wa ọpọlọpọ ninu awọn ọkọ ayọkẹlẹ), eyi ti o be ja si idinku ninu sisan olùsọdipúpọ. Lati wiwọn igbehin, a nilo eefin afẹfẹ kan, eyiti o jẹ iye owo ati ohun elo ti o ni idiju pupọ - apẹẹrẹ eyi ni eefin Euro miliọnu 2009 BMW ti a fun ni aṣẹ ni ọdun 170. Ẹya pataki julọ ninu rẹ kii ṣe afẹfẹ nla kan, eyiti o nlo ina mọnamọna pupọ ti o nilo ibudo oluyipada lọtọ, ṣugbọn iduro rola deede ti o ṣe iwọn gbogbo awọn ipa ati awọn akoko ti ọkọ ofurufu afẹfẹ n ṣiṣẹ lori ọkọ ayọkẹlẹ naa. Iṣẹ rẹ ni lati ṣe iṣiro gbogbo ibaraenisepo ti ọkọ ayọkẹlẹ pẹlu ṣiṣan afẹfẹ ati ṣe iranlọwọ fun awọn alamọja lati ṣe iwadi gbogbo awọn alaye ati yi pada ni ọna bii kii ṣe 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 - nkan pataki pupọ julọ - lati rudurudu lile lẹhin rẹ ni ẹhin. Nibẹ, agbegbe titẹ kekere kan ti ṣẹda eyiti o duro lati fa ọkọ ayọkẹlẹ naa, eyiti o dapọ pẹlu ipa ti o lagbara ti vortex, eyiti awọn aerodynamicists tun pe ni “imurara ti o ku”. Fun awọn idi ọgbọn, lẹhin awọn awoṣe ohun-ini, ipele ti titẹ ti o dinku jẹ ti o ga julọ, nitori abajade eyiti iye iwọn ṣiṣan n bajẹ.
Awọn ifosiwewe fifa aerodynamic
Ikẹhin ko da lori awọn ifosiwewe bii apẹrẹ gbogbogbo ti ọkọ ayọkẹlẹ, ṣugbọn tun lori awọn ẹya kan pato ati awọn ipele. Ni iṣe, apẹrẹ gbogbogbo ati awọn ipin ti awọn ọkọ ayọkẹlẹ ode oni ni ipin 40 ninu ogorun ti lapapọ resistance afẹfẹ, idamẹrin eyiti o jẹ ipinnu nipasẹ eto dada ohun ati awọn ẹya bii awọn digi, awọn ina, awo iwe-aṣẹ, ati eriali. 10% ti afẹfẹ afẹfẹ jẹ nitori sisan nipasẹ awọn ihò si awọn idaduro, engine ati gearbox. 20% jẹ abajade ti vortex ni ọpọlọpọ ilẹ ati awọn ẹya idadoro, iyẹn ni, ohun gbogbo ti o ṣẹlẹ labẹ ọkọ ayọkẹlẹ naa. Ati ohun ti o wuni julọ ni pe to 30% ti afẹfẹ afẹfẹ jẹ nitori awọn vortices ti a ṣẹda ni ayika awọn kẹkẹ ati awọn iyẹ. Ifihan iṣe iṣe ti iṣẹlẹ yii n funni ni itọkasi ti o han gbangba ti eyi - iye iwọn lilo lati 0,28 fun ọkọ ayọkẹlẹ kan dinku si 0,18 nigbati awọn kẹkẹ ba yọkuro ati awọn ihò ninu apakan ti bo pẹlu ipari apẹrẹ ọkọ ayọkẹlẹ. Kii ṣe lasan pe gbogbo awọn ọkọ ayọkẹlẹ maileji kekere iyalẹnu, bii Honda Insight akọkọ ati ọkọ ayọkẹlẹ ina GM's EV1, ni awọn eefin ẹhin ti o farapamọ. Apẹrẹ aerodynamic gbogbogbo ati opin iwaju pipade, nitori otitọ pe motor ina ko nilo afẹfẹ itutu agbaiye pupọ, gba awọn olupilẹṣẹ GM laaye lati ṣe agbekalẹ awoṣe EV1 pẹlu ipin sisan ti 0,195 nikan. Awoṣe Tesla 3 ni Cx 0,21. Lati din vortex ni ayika awọn kẹkẹ ni awọn ọkọ pẹlu ti abẹnu ijona enjini, ki-npe ni. "Awọn aṣọ-ikele afẹfẹ" ni irisi ṣiṣan inaro tinrin ti afẹfẹ ti wa ni itọsọna lati šiši ni iwaju bompa, fifun ni ayika awọn kẹkẹ ati idaduro awọn vortices. Awọn sisan si awọn engine ti wa ni opin nipasẹ aerodynamic shutters, ati isalẹ ti wa ni pipade patapata.
Isalẹ awọn ipa ti wọn nipasẹ iduro rola, isalẹ Cx. Ni ibamu si awọn bošewa, o ti wa ni won ni a iyara ti 140 km / h - a iye ti 0,30, fun apẹẹrẹ, tumo si wipe 30 ogorun ti awọn air ti ọkọ ayọkẹlẹ kan gba nipasẹ accelerates si awọn oniwe-iyara. Bi fun agbegbe iwaju, kika rẹ nilo ilana ti o rọrun pupọ - fun eyi, pẹlu iranlọwọ ti laser, awọn itọka ita ti ọkọ ayọkẹlẹ ti wa ni apejuwe nigbati a ba wo lati iwaju, ati agbegbe ti o pa ni awọn mita mita ni iṣiro. O ti wa ni ti paradà isodipupo nipasẹ awọn sisan ifosiwewe lati gba awọn ọkọ ká lapapọ air resistance ni square mita.
Pada si atokọ itan ti apejuwe aerodynamic wa, a rii pe ẹda ti iwọn wiwọn agbara idana ti iwọn (NEFZ) ni ọdun 1996 ṣe ipa odi ni gidi ninu itankalẹ aerodynamic ti awọn ọkọ ayọkẹlẹ (eyiti o ni ilọsiwaju pataki ni awọn ọdun 1980). ) nitori ifosiwewe aerodynamic ni ipa diẹ nitori akoko kukuru ti iṣipopada iyara-giga. Botilẹjẹpe olusọdipúpọ ṣiṣan n dinku ni akoko pupọ, jijẹ iwọn awọn ọkọ ni kilasi kọọkan ni abajade ilosoke ni agbegbe iwaju ati nitorinaa ilosoke ninu resistance afẹfẹ. Awọn ọkọ ayọkẹlẹ bii VW Golf, Opel Astra ati BMW 7 Series ni resistance afẹfẹ ti o ga julọ ju awọn iṣaaju wọn lọ ni awọn ọdun 1990. Aṣa yii jẹ idasi nipasẹ ẹgbẹ kan ti awọn awoṣe SUV iwunilori pẹlu agbegbe iwaju nla wọn ati ijabọ ibajẹ. Iru ọkọ ayọkẹlẹ yii ti ṣofintoto nipataki fun iwuwo nla rẹ, ṣugbọn ni iṣe ifosiwewe yii gba pataki ibatan ibatan kekere pẹlu iyara ti o pọ si - lakoko iwakọ ni ita ilu ni iyara ti o to 90 km / h, ipin ti resistance afẹfẹ jẹ nipa 50 ogorun, ni Ni awọn iyara opopona, o pọ si 80 ogorun ti lapapọ fifa awọn alabapade ọkọ.
Ẹrọ atẹgun
Apẹẹrẹ miiran ti ipa ti idena afẹfẹ ninu iṣẹ ọkọ jẹ apẹẹrẹ awoṣe ilu ilu Smart. Ọkọ ayọkẹlẹ ti o ni ijoko meji le jẹ nimble ati nimble lori awọn ita ilu, ṣugbọn ara kukuru ati ti o yẹ daradara jẹ aiṣe apọju pupọ lati oju iwo-aerodynamic. Lodi si ẹhin iwuwo ina, atako afẹfẹ n di ohun pataki pataki, ati pẹlu Smart o bẹrẹ lati ni ipa to lagbara ni awọn iyara ti 50 km / h. Abajọ ti o kuna fun awọn ireti fun iye owo kekere bii apẹrẹ iwuwo fẹẹrẹ rẹ.
Laibikita awọn ailagbara Smart, sibẹsibẹ, ọna ile-iṣẹ obi Mercedes si aerodynamics ṣe apẹẹrẹ ọna ọna, deede ati ọna ṣiṣe ṣiṣe si ilana ti ṣiṣẹda awọn apẹrẹ to munadoko. O le ṣe jiyan pe awọn esi ti awọn idoko-owo ni awọn oju eefin afẹfẹ ati iṣẹ lile ni agbegbe yii jẹ paapaa han ni ile-iṣẹ yii. Apeere pataki kan ti ipa ti ilana yii ni otitọ pe S-Class lọwọlọwọ (Cx 0,24) ni o kere si afẹfẹ afẹfẹ ju Golf VII (0,28). Ninu ilana wiwa aaye inu ilohunsoke diẹ sii, apẹrẹ ti awoṣe iwapọ ti gba agbegbe iwaju iwaju ti o tobi pupọ, ati olusọdipúpọ ṣiṣan buru ju ti kilasi S nitori gigun kukuru, eyiti ko gba laaye fun awọn oju-ọna ṣiṣan gigun. ati nipataki nitori iyipada didasilẹ si ẹhin, igbega si dida awọn vortices. VW jẹ alaigbagbọ pe Golfu iran kẹjọ tuntun yoo ni idinku afẹfẹ ti o dinku pupọ ati apẹrẹ kekere ati ṣiṣan diẹ sii, ṣugbọn laibikita apẹrẹ tuntun ati awọn agbara idanwo, eyi ṣafihan nija pupọ fun ọkọ ayọkẹlẹ naa. pẹlu ọna kika yii. Sibẹsibẹ, pẹlu ipin kan ti 0,275, eyi ni Golfu aerodynamic julọ ti a ṣe lailai. Iwọn agbara idana ti o kere julọ ti o gbasilẹ ti 0,22 fun ọkọ ayọkẹlẹ kan pẹlu ẹrọ ijona inu inu jẹ ti 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 powertrain arabara dinku. Ninu ọran ti awọn ọkọ ina, ohunkohun ti o ni ibatan si tisa maile pọ si ni ipo ina jẹ pataki julọ. Gẹgẹbi awọn amoye, pipadanu iwuwo ti 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 titobi nla ti awọn ọkọ wọnyi gba wọn laaye lati bọsipọ diẹ ninu agbara ti o jẹ nipasẹ imularada, ati keji, nitori iyipo giga ti ẹrọ ina ngbanilaaye lati san owo fun iwuwo iwuwo lakoko ibẹrẹ, ati pe agbara rẹ dinku ni awọn iyara giga ati awọn iyara giga. Ni afikun, ẹrọ itanna agbara ati ẹrọ ina nilo afẹfẹ itutu kekere, eyiti o fun laaye fun ṣiṣi kekere ni iwaju ọkọ ayọkẹlẹ, eyiti, bi a ti ṣe akiyesi, ni idi pataki ti ṣiṣan ara ti dinku. Apakan miiran ti awọn onise iwuri lati ṣẹda awọn fọọmu ti o munadoko aerodynamically diẹ sii ni awọn awoṣe arabara pipọ-ni ipo ipo ina nikan ko si-isare, tabi eyiti a pe ni. gbokun. Kii awọn ọkọ oju omi kekere, nibiti a ti lo ọrọ naa ati afẹfẹ ni lati gbe ọkọ oju omi, ninu awọn ọkọ ayọkẹlẹ, maili ti o ni agbara ina yoo pọ si ti ọkọ ayọkẹlẹ ko ba ni atako afẹfẹ diẹ. Ṣiṣẹda apẹrẹ iṣapeye aerodynamically jẹ ọna ti o munadoko julọ lati dinku agbara epo.
Awọn oṣuwọn iye owo ti diẹ ninu awọn ọkọ ayọkẹlẹ olokiki:
Mercedes Simplex
Ṣiṣẹpọ 1904, Cx = 1,05
Rumpler kẹkẹ-ẹrù silẹ
Ṣiṣẹpọ 1921, Cx = 0,28
Ford awoṣe T
Ṣiṣẹpọ 1927, Cx = 0,70
Kama esiperimenta awoṣe
Ṣelọpọ ni ọdun 1938, Cx = 0,36.
Ọkọ ayọkẹlẹ Mercedes
Ṣiṣẹpọ 1938, Cx = 0,12
VW akero
Ṣiṣẹpọ 1950, Cx = 0,44
Volkswagen "Turtle"
Ṣiṣẹpọ 1951, Cx = 0,40
Panhard Dina
Ṣelọpọ ni ọdun 1954, Cx = 0,26.
Porsche 356 A
Ṣelọpọ ni ọdun 1957, Cx = 0,36.
MG EX 181
Ṣiṣe 1957, Cx = 0,15
Citroen DS 19
Ṣiṣẹpọ 1963, Cx = 0,33
NSU Sport Prince
Ṣiṣẹpọ 1966, Cx = 0,38
Mercedes S 111
Ṣiṣẹpọ 1970, Cx = 0,29
Volvo 245 Estate
Ṣiṣẹpọ 1975, Cx = 0,47
Audi 100
Ṣiṣẹpọ 1983, Cx = 0,31
Mercedes W124
Ṣiṣẹpọ 1985, Cx = 0,29
Lamborghini Countach
Ṣiṣẹpọ 1990, Cx = 0,40
Nissan Tiida 1
Ṣiṣẹpọ 1997, Cx = 0,29
