Обсуждаем

  • admin 10.10.2013
    Как подготовить автомобиль к з ... (1)
    admin-фото
    хм..интересно подметили в последнем абзаце про автозаправки. в наше время не стоит доверять никому, даже заправкам, лучше всегда заправляться тольок на проверенной заправке!
  • Костя 10.10.2013
    Камеры на дорогах станут узнав ... (1)
    Костя-фото
    ну конечно, всё через одно место делается в нашей стране. Какой то депутат или его родственник закупил новую партию видеокамер дорогущих, депутат просунул данный закон в думу, остальные его приняли и для родственника профит. Ну ёлки-палки...неужели нельзя было об этом думать ранее, про распознование лиц в машине, а не закупитть кучу дорогущих видеокамер, а потом купить кучу других видеокамер улучшеных......бред....
  • Гриша 09.10.2013
    Как и зачем убирать снег с маш ... (1)
    Гриша-фото
    спасибо автору статьи за эти дельные советы, которые так сильно пригодятся в наступающей зиме.
  • виталий 08.10.2013
    Форд и Шевроле - два автомобил ... (1)
    виталий-фото
    ничего себе, конструкторы конечно молодцы, вот бы видео этого шедевра увидеть, сча на ютубе посмотрю.
  • Макс 08.10.2013
    Обновление UAZ Patriot (1)
    Макс-фото
    да сколько бы они его не обновляли, эта машина всегда будет хламом, те кто в них ездили поймут о чём я)
  • Юрий 07.10.2013
    Jaguar XF — автомобиль для биз ... (1)
    Юрий-фото
    да, по описанию конечно этот автомобиль просто класс. посмотрим какой он будет на деле, я уже не очень верю в ягуары и ланд роверы с тех пор как их производство перенесли в Индию.
  • василий 06.10.2013
    Volkswagen берёт ориентир на б ... (1)
    василий-фото
    И правильно, полносью поддерживаю фольцваген, так как не только надо думать о бизнес классах!
  • sanek 05.10.2013
    Как улучшить автомобильный дви ... (1)
    sanek-фото
    Огромное спасибо за советы, я даже и не представлял себе, что так можно улучшить движок.
  • фёдор 04.10.2013
    Новые моторы в BMW M3 и M4 (1)
    фёдор-фото
    интересно интересно. Ну посмотрим что у них из этого получится, надеюсь эти движки будут куда лучше чем на e69 кузове...
  • Евгений 03.10.2013
    В декабре ожидается премьера п ... (1)
    Евгений-фото
    Ого, вот это новость! Шикарная машина просто. Надо скорее становится президентом, чтобы кататься на такой)) (шутка)
26
февраль

Обтекаемая форма автомобиля

Значение обтекаемой формы. Мощность двигателя автомобиля расходуется на внутренние сопротивления в самом двигателе, на трение и взбалтывание масла в механизмах передачи от двигателя к колесам, на качение колес по дороге (трение покрышек) и на преодоление сопротивления воздуха (лобового сопротивления). Существовало ошибочное мнение, что расход мощности на лобовое сопротивление автомобиля невелик и что им при расчете новой модели автомобиля можно пренебречь. Поэтому конструкторы не сразу пришли к выводу, что быстро движущемуся автомобилю нужно придавать такую форму, которая облегчала бы его прохождение через толщу воздуха. Скорость ураганного ветра, который валит деревья, срывает с домов крыши и т. д., достигает около 100 км/час. Также и при движении автомобиля в безветренную погоду со скоростью 100 км/час воздух, через толщу которого проходит автомобиль, давит на него с силой, равной силе ураганного ветра. На преодоление этой силы и расходуется значительная часть мощности двигателя автомобиля, резко возрастающая с повышением его скорости. Диаграмма на фиг. 89 дает понятие о примерном расходе мощности, подводимой к колесам современного автомобиля (с кузовом достаточно обтекаемой формы), и показывает, что на высоких скоростях на сопротивление воздуха затрачивается около половины мощности двигателя.
Обтекаемая форма автомобиля

Рассмотрим, что происходит с массой воздуха, когда через нее проходит движущееся твердое тело (в нашем случае автомобиль). Прежде всего имеет место трение поверхности автомобиля о раздвигаемые его кузовом слои воздуха. Далее частицы воздуха, близко расположенные к кузову, как бы прилипают к его поверхности и при его движении смещаются относительно других, более отдаленных, частиц. Между частицами воздуха также происходит трение. На трение кузова о воздух и на трение частиц воздуха расходуется часть мощности двигателя.
Если бы автомобиль представлял собой тонкую пластинку или веретенообразное тело, напоминающее форму дирижабля, т. е. так
называемое идеально обтекаемое тело (фиг. 90, а), сопротивление воздуха ограничивалось бы описанным трением. Ho автомобиль имеет сложную форму, и если бы даже удалось придать ему форму, напоминающую форму дирижабля, то и тогда невозможно было бы достигнуть желательного соотношения длины и поперечного сечения кузова, невозможно было бы полностью утопить в кузове колеса. Всякий выступ, углубление, недостаточно плавный переход поверхности, выделяющаяся часть формы нарушают равномерное скольжение частиц воздуха, вызывают их вихревое (вращательное) движение. На образование вихрей, на отрыв воздуха от поверхности кузова, на трение частиц воздуха во время их вращательного движения также расходуется часть мощности двигателя.
Обтекаемая форма автомобиля

Сила поверхностного трения зависит только от скорости движения автомобиля и от величины его поверхности, а сила вихревого сопротивления зависит от формы тела. У идеально обтекаемого тела завихрений вообще не наблюдается. Если же это тело укорочено, то на участке сужения тела к концу происходит отрыв потока воздуха и за телом образуется вихревой поток (фиг. 90, б). Еще более резкие завихрения возникают, если тело имеет угловатые, ступенчатые очертания. Чем шире вихревой поток, чем больше завихрения, тем больше сопротивление воздуха.
Обтекаемая форма автомобиля уменьшает мощность, расходуемую на сопротивление воздуха, даже на сравнительно небольших скоростях (50—70 км/час), а на высоких скоростях (свыше 100 км/час), вполне достижимых для современного автомобиля, дает огромную экономию мощности и, соответственно, топлива. Достаточно сравнить автомобили ГАЗ-11 и ГАЗ М-20 «Победа», имеющие примерно одинаковый вес, наибольшая скорость которых может достигнуть 120 км/час. Однако автомобиль ГАЗ-11, имея кузов необтекаемой формы и двигатель мощностью 75 л. с., расходует около 16 л топлива на 100 км пути, в то время как обтекаемый автомобиль ГАЗ М-20 имеет двигатель мощностью 50 л. с. и расходует около 13 л топлива на 100 км. Поэтому обтекаемая форма кузова является желательной для любого автомобиля, даже сравнительно тихоходного, например городского автобуса или малолитражного автомобиля, и необходимой для быстроходных легковых автомобилей среднего класса.
Обтекаемая форма автомобиля

Строение обтекаемой формы автомобиля. Выше было отмечено, что наилучшей обтекаемой формой обладает веретенообразное тело, имеющее наибольшее поперечное сечение, расположенное на расстоянии 1/3 длины тела от переднего конца, передний конец в виде полуэллипсоида и плавно сужающийся задний конец. Длина тела должна быть примерно в шесть раз больше, чем диаметр его наибольшего сечения.
Такую форму можно придать дирижаблю, но, к сожалению, невозможно придать автомобилю. Поэтому конструкторы стремятся лишь максимально приблизить форму автомобиля и его частей к наилучшей обтекаемой форме. В основу подобия данного тела наилучшему обтекаемому могут быть положены два принципа:
1. Во всех сечениях тело имеет обтекаемый контур, искаженный в соответствии с действительными размерами и конструкцией тела. В применении к автомобилю это значит — сокращенный по длине против желательного яйцевидный профиль и поперечное сечение в виде четырехугольника со скругленными углами (фиг. 91, а).
2. Данное тело вписано в наилучшее обтекаемое; его поверхностям придана форма, приближающаяся к поверхности обтекаемого тела на соответственных участках, а недостающая данному телу часть обтекаемого как бы отрезана (фиг. 91, б), причем края тела могут быть несколько скруглены.
Долгое время форма автомобиля строилась согласно первому принципу. Такая форма, действительно, производила впечатление обтекаемой. Дальнейшие исследования, однако, показали, что при обычном для автомобиля отношении высоты и ширины к длине (наибольшее поперечное измерение автомобиля примерно в 2,5—3 раза меньше его длины) отрыв воздушного потока от поверхности кузова, которому придана яйцевидная или каплеобразная форма, происходит очень рано, и за кузовом автомобиля образуется широкий вихревой поток (фиг. 92, а). Кроме того, резкое снижение крыши в задней части кузова сокращает его внутреннее пространство. Попытки применить второй принцип построения обтекаемой формы автомобиля дали лучшие результаты, вихревой поток уменьшился, хотя автомобиль по внешности и казался менее обтекаемым (фиг. 92,6 и в).
Обтекаемая форма автомобиля

Таким образом автомобиль должен иметь сравнительно тупую скругленную форму передка и гладкие, незначительно суживающиеся к заднему концу боковины и крышу, что соответствует вписыванию автомобиля в переднюю половину обтекаемого тела. Уточняя это положение, нужно отметить, что оно относится по отдельности и к верхней надстройке, и к основному корпусу кузова, поскольку передняя часть надстройки находится позади передней части основания (смещена на величину длины капота).
Автомобиль передвигается по дороге, а не в свободном воздушном пространстве, как, например, самолет или дирижабль. Поэтому в поперечном сечении кузов автомобиля должен напоминать не круг, а усеченный снизу круг (как у капли, падающей вдоль стены), т. е. должен быть в нижней части шире, чем в верхней. Наибольшее горизонтальное сечение корпуса должно находиться примерно на 1/3 его высоты от нижней кромки.
Раздвигаемая автомобилем масса воздуха должна быть направлена вокруг автомобиля по наиболее свободному пути. Наименее свободным является пространство между нижней частью автомобиля и дорогой, в особенности если автомобиль не имеет гладкого днища. Вместе с тем частицы воздуха, сдвинутые с места передком автомобиля и направленные вверх, должны пройти почти вдвое больший путь, чем направленные вдоль боковин кузова, так как высота автомобиля примерно равна его ширине. Таким образом наивыгоднейшее направление воздушного потока — вдоль боков автомобиля. Это значит, что обтекаемый корпус автомобиля в плане важнее, чем обтекаемый профиль, и что в случае направления потока над автомобилем путь потока должен быть предельно сокращен и сглажен (покатый капот, сильно наклоненное ветровое окно). Последние меры не всегда осуществимы, поскольку контуры капота определяются положением и размерами двигателя и радиатора, а наклон стекла определяется обзорностью, контуром дверей и т. д.
В настоящее время в «кузовах легковых автомобилей распространены две формы задней части кузова — с крышей, плавно спускающейся до заднего буфера («Победа»), и со ступенчатым профилем, т. е. с выступающим багажником (ЗИС-110, ЗИМ). Всякая форма автомобиля может быть обтекаемой только при том условии, если крыша не отклоняется или незначительно отклоняется от теоретической поверхности обтекаемого тела. В противном случае отрыв потока происходит достаточно рано, и тогда уже практически почти безразлично, как выполнена поверхность кузова позади точек отрыва потока. Между тем малый наклон крыши назад приводит к ухудшению круговой обзорности и создает зрительное впечатление утяжеления задней части кузова. Поэтому более целесообразно применять ступенчатую форму кузова с незначительным спуском крыши, с плавным сужением боковин кузова до точки отрыва потока, с некоторым скруглением угловых панелей для упрощения штамповки и улучшения внешнего вида автомобиля.
В большинстве современных автомобилей фары и задний номерной знак утоплены в корпус кузова, а запасное колесо спрятано в багажнике. Объединение крыльев и корпуса кузова, а также установка щитков, прикрывающих колеса сбоку, еще не получили распространения на всех автомобилях. Еще не все конструкторы осознали важность этих мер для улучшения обтекаемости автомобиля. Если же учесть желательность направления потока воздуха по бокам автомобиля, станет ясным, что именно выступающие крылья и незакрытые колеса больше всего нарушают плавность потока, направленного вдоль боковины кузова. В новейших отечественных конструкциях передние (а на автомобиле «Победа» и задние) крылья сделаны заподлицо с корпусом, задние колеса на автомобилях ЗИМ частично закрыты крыльями. Целесообразно закрывать щитками и передние колеса, но в этом случае может потребоваться увеличение габаритной ширины автомобиля или уменьшение передней колеи, чтобы обеспечить беспрепятственный поворот передних колес.
Для снижения сопротивления воздуха имеют значение утапливание дверных петель и ручек, приближение поверхности оконных стекол к теоретической поверхности кузова (в автомобилях ранних выпусков стекла были сильно углублены); зазоры между кузовом и буферами должны быть закрыты брызговиками-обтекателями.
Значительное улучшение обтекаемости сбоку кузова дает применение гнутых стекол и устранение сточных желобов, спускающихся по контуру дверных проемов.
Гнутое стекло в течение долгого времени не применялось в автомобиле. В настоящее время для автомобилей применяется стекло сталинит, достаточно прочное, распадающееся лишь при очень сильном ударе на осколки без острых ребер и поддающееся без особой сложности изготовлению в гнутом виде. Сконструированы также стеклоочистители для гнутого стекла. Таким образом гнутое стекло может быть с успехом применено в современном автомобиле в целях улучшения его обтекаемости. В отечественных легковых автомобилях выпуска 1946—1950 гг. гнутое стекло устанавливается в задних окнах, а на автобусе ГЗА-651-652 — в углах ветрового окна.
Для снижения лобового сопротивления необходимо устройство гладкого днища в автомобиле и правильное расположение отверстий для входа и выхода воздуха, охлаждающего двигатель. Место для входа воздуха должно находиться на таком участке поверхности кузова, где имеется избыточное давление воздуха, а выход — на участке разрежения. Отверстия для входа и выхода воздуха должны быть обтекаемыми — их края не должны создавать завихрений и дополнительного сопротивления. Неправильно устроенные отверстия могут значительно уменьшить обтекаемость автомобиля.
Обтекаемость той или иной формы обычно оценивается величиной так называемого коэфициента сопротивления воздуха К.
Коэффициент сопротивления воздуха обтекаемого автомобиля с передним расположением двигателя, у которого крылья слиты с кузовом, колеса закрыты щитками, фары, запасные колеса, номерной знак утоплены в кузове, поверхность окон выполнена заподлицо с поверхностью кузова, между буферами и корпусом имеются обтекатели и снизу имеется поддон, равен примерно 0,017—0,019.
Это значение К увеличивается при открытых с боков передних колесах на 7—9%, открытых с боков задних колесах на 8—10%, неутепленных фарах на 10—13%, углубленных проемах окон на 3%, отсутствии поддона на 5%, отсутствии обтекателей к буферам на 3%, выступающих крыльях вместо слитых с корпусом на 12—17%, запасных колесах, установленных на крыльях, на 6—7%, номерном знаке над задним крылом или над кузовом на 4—5%, неправильном устройстве отверстий для входа и выхода воздуха до 10%.
Таким образом, если наилучшая обтекаемая форма обычного легкового автомобиля имеет величину К около 0,017—0,019, то у автомобиля типа «Победа» в действительности К около 0,024, у автомобиля типа ЗИС-110 К около 0,028 и т. д. Эти данные следует, конечно, использовать на практике только для приблизительных подсчетов, так как то или иное выполнение формы кузова в целом и ее отдельных частей может оказать существенное влияние на величину коэффициента сопротивления воздуха.
Исследования обтекаемости автомобиля. Правильную обтекаемую форму для данного автомобиля невозможно осуществить на бумаге, также невозможно с достаточной точностью теоретически подсчитать сопротивление воздуха для такого сложного тела, как автомобиль. Поэтому желательную форму автомобиля находят экспериментальным путем. Если нужно изучить обтекаемость уже построенного автомобиля, это может быть сделано в дорожных условиях. Для определения аэродинамических качеств проектируемого автомобиля нужно изготовить модели этого автомобиля и подвергнуть их исследованию в аэродинамической трубе.
В настоящее время разработаны и применяются в России простые и достаточно точные методы исследования обтекаемости моделей и автомобилей. При этом находят: а) силу лобового сопротивления автомобиля; б) картину протекания потока воздуха вокруг автомобиля; в) давление воздуха на отдельные точки поверхности кузова; г) заворачивающие и опрокидывающие силы воздуха, действующие на автомобиль, и точки их приложения.
Для исследований всех видов производят опыты, соответствующие безветренной погоде и при наличии бокового ветра различной силы и различных направлений.
Сила сопротивления воздуха P движущемуся автомобилю или его модели
P = KFv2 кг,

где К — коэффициент сопротивления воздуха (коэффициент формы);
F — лобовая площадь в м2;
v — скорость движения м/сек.
Замерив силу сопротивления для данной модели в аэродинамической трубе, зная скорость потока в трубе и лобовую площадь модели, можно определить ее коэффициент сопротивления:
K=Р/Fv2.

Внося в форму изучаемой модели некоторые изменения путем смены частей модели или при помощи пластилина или сравнивая несколько моделей, отличающихся формой отдельных частей, устанавливают влияние той или иной части формы на величину коэффициента сопротивления воздуха.
Следует учитывать, что продувка модели в трубе не дает вполне точного значения К для автомобиля, так как поток в трубе не вполне соответствует движению действительного потока воздуха вокруг автомобиля по следующим причинам:
1. При продувке модели, выполненной в масштабе 1:5, скорость потока воздуха должна быть в 5 раз больше скорости движения автомобиля. Получить такую скорость практически невозможно. Для подобия же потока нужно, чтобы произведение скорости потока воздуха на какой-нибудь (один и тог же для модели и для автомобиля) линейный размер модели и автомобиля было одинаковым для обоих случаев.
2. Стенки трубы нарушают режим потока, сжимают воздух между моделью и стенками (чем больше сечение трубы, тем меньше влияние ее стенок на результат продувки).
3. Модель устанавливается в трубе обычно над неподвижным экраном (площадкой), в то время как автомобиль передвигается не только по отношению к массе воздуха, но и по отношению к поверхности дороги.
4. Модель имеет обычно невращающиеся колеса и другие упрощения, несколько искажающие результат продувки.
В результате большого количества опытных исследований было установлено, что коэффициент сопротивления воздуха К для моделей, подвергшихся продувке в трубе, ниже, чем К для действительного автомобиля. Для получения К автомобиля нужно множить К, полученное при продувке его модели в масштабе 1:10, на 1,2.
Обтекаемая форма автомобиля

При испытаниях модель автомобиля подвешивается в трубе на тонких тросах (фиг. 93) или устанавливается на хоботе особых весов жесткого типа (фиг. 94 и 95), и собственный вес ее уравновешивается. Поток воздуха прогоняется через трубу мощным вентилятором. Под действием силы встречного воздуха (силы сопротивления) модель несколько отклоняется от своего первоначального положения. Чтобы вернуть ее в это положение, нужно приложить к ней силу, равную силе сопротивления, что достигается нагружением чашки весов.
Груз, потребовавшийся для этого, будет соответствовать силе сопротивления воздуха для модели данной формы.
Для точного определения коэффициента сопротивления воздуха проектируемого автомобиля производят продувку его модели и модели какого-нибудь действительного автомобиля в совершенно одинаковых условиях. Затем проверяют коэффициент для действительного автомобиля на дороге и вносят поправку в коэффициенты, полученные при продувках.
Определение коэффициента сопротивления воздуха в дорожных условиях лучше всего производить так называемым методом наката. Для этого разгоняют автомобиль на ровной прямой дороге при отсутствии ветра и на большой скорости выключают передачу. Автомобиль движется свободно до полной остановки. Во время наката замеряется скорость автомобиля через равные промежутки пути, определенные по столбам или отметкам на дороге или при помощи особых приборов.
Зная вес автомобиля G и ускорение b, можно определить силу сопротивления движению:
P = b G/g кг,

где g = 9,81 м/сек2 — ускорение силы тяжести.
Ускорение
b = b1/3,6,

где
b1 = dv/dt,

т. e. отношение убывания скорости к приросту времени прохождения данного промежутка пути или тангенс угла касательной (в данной точке) к начерченной на диаграмме кривой наката (фиг. 96),
Чтобы подсчитать сопротивление воздуха, нужно вычесть из величины общего сопротивления движению величину сопротивления качения. Для этого из величин сопротивления движению, полученных на различных участках наката, вычитается сопротивление движению, определяемое на последнем участке (со скорости 10—15 до 0 км/час), где сопротивление воздуха ничтожно. Подсчет К производится по уравнению (8).
Для точности подсчета полученную величину сопротивления качения следует множить на 1,1 для скорости 60 км/час, на 1,15 — для скорости 70 км/час, на 1,25 — для скорости 80—90 км/час.
Обтекаемая форма автомобиля

Лобовая площадь подсчитывается планиметрированием проекции автомобиля (вид спереди или сзади) или подсчетом клеток при нанесении этой проекции на миллиметровой бумаге. Иногда лобовую площадь подсчитывают упрощенно, как произведение колесной колеи на габаритную высоту автомобиля или как девять десятых произведения габаритной ширины на высоту.
Однако эти способы очень неточны, особенно при современных формах автомобилей.
В дополнение к определению коэффициента сопротивления воздуха производят съемку картин обтекания и картин давления, которые позволяют найти наиболее неблагоприятные с точки зрения обтекаемости участки поверхности формы автомобиля, а также наивыгоднейшие участки расположения входных и выходных отверстий для воздуха как системы охлаждения двигателя, так и вентиляции кузова.
Съемка картин обтекания заключается в фотографировании обдуваемой в аэродинамической трубе модели, в зарисовке или киносъемке движущегося автомобиля с приклеенными к поверхности модели или автомобиля в заданных точках шелковыми нитями или легкими лентами.
Съемка модели производится со значительной выдержкой фотоаппаратом через люк в боковой стенке трубы с таким расчетом, чтобы колеблющиеся вследствие завихрений шелковинки оставляли на снимке размытое, а шелковинки, лежащие по потоку, резкое изображение (фиг. 97).
Обтекаемая форма автомобиля

При зарисовке или съемке автомобиля на кузов наклеиваются легкие ленты, которые при движении также дают картину обтекания. Однако фотографирование таких картин с выдержкой трудно осуществимо, так как установка фотоаппарата на испытываемом автомобиле не всегда возможна, нарушает форму кузова и не дает вида всего автомобиля. Поэтому картина обтекания наносится наблюдателем на заранее заготовленную схему расположения лент на поверхности кузова. Для этого наблюдатель следует рядом с испытываемым автомобилем на другом автомобиле со скоростью 60—80 км/час.
Обтекаемая форма автомобиля

Обтекаемая форма автомобиля

Замер давления воздуха в различных точках поверхности модели автомобиля выполняется следующим образом: к точкам замера давлений перпендикулярно поверхности и заподлицо с ней подводятся концы проложенных в полости модели латунных трубок внешним диаметром около 1,5 мм (фиг. 98). Через отверстие в днище модели эти трубки выведены в виде пучка наружу и заключены в трубу-обтекатель. С помощью этой трубы модель закрепляется на экране. По другую сторону экрана к концам латунных трубок присоединяются резиновые трубки, идущие к манометрам, отмечающим давление или разрежение в каждой точке.
На фиг. 99—101 изображены картины обтекания, а на фиг. 102—103 — картины давления воздуха для отечественных автомобилей. На картинах давлений результаты продувки наносятся условно в определенном масштабе; на перпендикулярах к касательной в данной точке поверхности положительные значения давлений или повышенное давление откладываются внутрь изображения модели, а отрицательные, характеризующие разрежение, — наружу. Конечные точки нанесенных значений соединяются контуром, который как бы ограничивает области давления и разрежения и придает картине большую наглядность.
Из рассмотрения приведенных картин обтекания и давления можно сделать некоторые общие выводы о форме автомобиля. Потоки воздуха имеют наименьшие завихрения в тех случаях, когда они имеют возможность беспрепятственно обтекать тело автомобиля сбоку (потоки в области передка, ветрового окна, задней части надстройки); потоки, движущиеся над автомобилем, требуют очень плавных переходов формы и нарушаются от воздействия боковых потоков (например над переходом от крыльев к капоту). Повышенное давление воздуха наблюдается там, где масса воздуха наталкивается на поверхность кузова, или там, где скорость потока уменьшается, т. е. на участках поверхности, нарушающих обтекаемость.
Обтекаемая форма автомобиля

Разрежение наблюдается там, где скорость воздуха увеличивается в результате преодоления его потоком сравнительно резко скругленного препятствия (например лобовая часть крыши) или на участках, следующих за точками отрыва потока (задняя часть кузова).
До сих пор рассматривалось движение автомобиля в воздушной среде при безветрии. Боковой ветер может изменить картину. При наличии бокового ветра поток воздуха направлен не навстречу автомобилю, а по направлению равнодействующей сил потоков воздуха, т. е. по диагонали параллелограма, стороны которого пропорциональны скорости движения и скорости ветра. При этом изменяются и коэффициент сопротивления воздуха, и лобовая площадь автомобиля (фиг. 104), и картины обтекания, и картины давлений. Правда, эти изменения обычно не очень заметны» так как скорость ветра во много раз меньше скорости движения автомобиля (кроме случаев ураганного ветра), и равнодействующая давлений потоков воздуха направлена под небольшим углом к продольной оси автомобиля.
Обтекаемая форма автомобиля

Обтекаемая форма автомобиля

При действии боковых сил от потоков воздуха возникают новые явления, влияющие на устойчивость автомобиля. Боковые силы стремятся повернуть автомобиль относительно вертикальной оси, проходящей через его центр тяжести (фиг. 105, а). Действие боковых сил тем значительнее, чем большая лобовая площадь расположена по одну из сторон центра тяжести. Таким образом при высокой задней части кузова, как, например, у автомобиля «Победа», боковые силы стремятся повернуть автомобиль против часовой стрелки (фиг. 105, б), при каплеобразной же форме — по часовой стрелке (фиг. 105, в). Первое положение благоприятно для устойчивости автомобиля, так как в случае поворота автомобиля под действием боковых сил, (например на весьма скользкой дороге) автомобиль становится навстречу потоку, и влияние боковых сил уменьшается. При каплеобразной обтекаемой форме по мере увеличения заноса значение боковых сил будет все увеличиваться. Этот недостаток обтекаемой формы можно устранить путем установки над задней частью кузова плоскости — киля или стабилизатора. Киль не нарушает (или незначительно нарушает) обтекаемость автомобиля, но увеличивает боковую площадь в задней части кузова. Сдвиг центра тяжести автомобиля вперед (т. е. сдвиг оси, относительно которой происходит поворот автомобиля под действием боковых сил) важен не только по соображениям комфортабельности и устойчивости автомобиля вообще, но и по соображениям аэродинамической устойчивости его.
Обтекаемая форма автомобиля

Измерение боковых сил, действующих на автомобиль, можно производить на моделях путем установки их в трубе на оси, проходящей через центр тяжести, и под некоторым углом к потоку (фиг. 106).
Коэффициенты сопротивления воздуха. Коэффициенты сопротивления воздуха для отечественных легковых автомобилей приведены в табл. 18.
Как видно из таблицы, сопротивление воздуха уменьшено в новейших отечественных автомобилях в 2—2,5 раза по сравнению с моделями прошлых лет, благодаря чему стали возможны высокие скорости автомобилей при сравнительно небольших двигателях и соответственно более низком расходе топлива. Хорошие показатели автомобилей Горьковского автозавода ГАЗ М-20 и ЗИМ являются следствием правильного выбора пропорций этих автомобилей (сдвиг наибольшего сечения вперед) и устранения выступающих частей (фар, крыльев), а у ЗИМ также вследствие удлиненной формы всего автомобиля. Величину коэффициента сопротивления воздуха 0,023—0,025 можно считать весьма удовлетворительной для автомобиля с обычной компоновкой (переднее расположение двигателя).
Обтекаемая форма автомобиля

Уменьшение площади лобовой поверхности кузова и сужение задней его части делают форму автомобиля более обтекаемой, повышая его динамичность и экономичность.
Удлиненная форма автобуса по сравнению с формой легкового автомобиля способствует некоторому снижению коэффициента сопротивления воздуха (табл. 19) по сравнению с легковыми автомобилями.
Обтекаемая форма автомобиля

Коэффициент сопротивления воздуха для грузовых автомобилей составляет примерно 0,065—0,09, причем форма кабины и передка оказывает небольшое влияние на обтекаемость. Большое сопротивление воздуха возникает из-за угловатой и открытой сверху платформы, открытых колес и нижней части (шасси) автомобиля. Фургоны в отношении обтекаемости соответствуют автобусам. Коэффициент сопротивления воздуха гоночных и рекордных автомобилей (например автомобиль «Звезда-3», установивший рекорд скорости в классе малолитражных автомобилей) равен примерно 0,01—0,013. Экспериментальные легковые автомобили с задним расположением двигателя и кузовом каплеобразной формы занимают по показателям обтекаемости промежуточное положение между гоночнымн автомобилями и автомобилями типа «Победа» или ЗИМ. Коэффициент сопротивления воздуха этих автомобилей равен 0,015—0,017.

 

Похожие новости

Требования, предъявляемые к форме автомобиля
Требования к форме современного автомобиля и его обтекаемости вкратце можно подытожить в следующем виде. 1....

Виды и особенности формы автомобиля
Разработанная компоновка кузова и автомобиля ложится в основу объемного решения его формы, но еще не является...

Анти крылья
Предназначение анти - крыльев в том, что бы сделать поток входящего воздуха, попадающего в него и ...

Влияние воздуха при установленном спойлере
Для автомобиля самый идеальный баланс считается 50/50. Используя только одно антикрыло, идеальную...

Спойлеры на Ваз 2108
На автомобиль Ваз – 2108 можно установить различные спойлеры и они при этом будут выполнять определенные...