Законы аэродинамики и форма

          АВТОМОБИЛЯ

                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                 

     Аэродинамика изучает законы движения воздуха и других газов и их силовое взаимодействие с движущимися твердыми телами. Аэродинамика автомобиля соответственно изучает явления, происходящие в результате взаимодействия автомобиля с воздушной средой.

     Одним из важнейших функциональных качеств формы автомобиля является ее обтекание воздухом, причем важны как характеристики обтекания встречным потоком, так и потоком боковым. Продуманная с точки зрения законов аэродинамики форма при движении автомобиля с достаточно высокими скоростями (более 70-80 км/ч) обеспечивает существенное улучшение динамических и экономических показателей автомобиля, повышает безопасность движения. Кроме того, важным является создание комфортной воздушной среды в салоне автомобиля (автобуса), что также требует знания законов аэродинамики и воздухообмена.

     Определение затрат мощности на преодоление автомобилем сопротив-ления воздуха осуществляется по формуле (см. [ 3, 5]):

             

                             Рw = 0,5 Сх r w F м Vw 2 Vа,                              (1)

 

где    Рw – мощность на преодоление сопротивления воздуха, кВт;

Сх - коэффициент обтекаемости автомобиля или, что практически адекватно,

   коэффициент лобового сопротивления (безразмерная величина);

r w - плотность воздуха  (обычно берется r w = 1,225 кг/м3);

F м – максимальная площадь поперечного сечения кузова автомобиля

    (так называемая «площадь миделя»), м2;

Vw = (Va + Vв)   - скорость воздушного потока относительно автомобиля, м/с,

    где Va – скорость движения автомобиля, м/с;

            Vв – скорость встречного ветра, м/с.

     Общее аэродинамическое сопротивление воздушной среды движению автомобиля может быть представлено в виде пяти составляющих: сопротивления формы, добавочного сопротивления выступающих за контуры формы деталей (зеркал заднего вида, водосточных желобков, рычагов и щеток стеклоочистителей, антенн и т.д.), внутреннего сопротивления (т.е. сопротивления воздушным потокам, движущимся внутри корпуса машины), сопротивления поверхностного трения воздуха по кузовным панелям и стеклам, индуктируемого сопротивления (т.е. сопротивления, формируемого создающейся при движении автомобиля подъемной силой). Все перечисленные составляющие оказывают влияние на величину коэффициента обтекаемости автомобиля Сx, но наибольший вклад вносит сопротивление формы.

 

     Сопротивление формы обусловлено фронтальным давлением воздуха на движущийся автомобиль, точнее, разностью давлений впереди и позади движущегося автомобиля (см. рис.75). Характер распределения давления на переднюю часть кузова определяется формой и наклоном капота, формой и наклоном ветрового стекла, формой передних крыльев, переднего бампера, наличием и формой переднего спойлера, а на заднюю часть кузова определяется формой панели крыши, формой и наклоном заднего стекла, конфигурацией багажника, формой боковины кузова и его основания. Сопротивление формы составляет 57-65 % общего сопротивления воздуха движению автомобиля.

Рис.75. Распределение давления воздуха по поверхности кузова движущегося

легкового автомобиля:

+ избыточное давление; - разрежение

 

     Добавочное сопротивление создается различными выступающими частями автомобиля: фарами, подфарниками, указателями поворотов, наружными зеркалами заднего вида, антеннами, заходящими на крылья частями бамперов, рычагами и щетками стеклоочистителей, выступающими водосточными желобками и оконными стойками, рукоятками и петлями дверей, щелями между дверями и дверными проемами, номерными знаками, деталями передней подвески, балкой заднего моста (если мост неразрезной), декоративными элементами кузова, надоконными козырьками и т.п. Доля добавочного сопротивления в общей величине сопротивления воздуха движению автомобиля может составлять 10-15 %.

     Внутреннее сопротивление создается потоками воздуха, проходящими внутри автомобиля. Прежде всего, это воздушный поток моторного отсека, идущий через радиатор системы охлаждения двигателя и радиатор-конденсор кондиционера (если автомобиль оборудован системой кондиционирования воздуха).Кроме того, имеется воздушный поток в салоне кузова (кабины), обеспечивающий вентиляцию кузова, который в случае открытых окон или вентиляционных люков оказывает заметное влияние на общее сопротивление воздуха. Внутреннее сопротивление составляет 6-12 % от общего сопротивления воздуха движению автомобиля.

     Сопротивление поверхностного трения вызывается силами вязкости пограничного слоя воздуха, движущегося вблизи поверхностей кузова автомобиля, и зависит от шероховатости и величины (суммарной площади) этих поверхностей. Оно составляет 6-9 % от общего сопротивления воздуха.

     Индуктируемое сопротивление вызывается действием подъемной силы, которая возникает при движении автомобиля из-за разности скоростей воздушных потоков, обтекающих кузов снизу и сверху. Индуктируемое сопротивление может составлять 6-8 % от общей величины сопротивления воздуха движению автомобиля.

     

 6.1. Совершенствование аэродинамики легкового автомобиля                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                              

          Реальные скорости движения современных легковых автомобилей давно превысили уровень в 100 км/ч. При таких скоростях движения большая часть мощности двигателя затрачивается именно на преодоление сопротивления воздуха. Например, расчет по формуле (1) показывает, что автомобиль ВАЗ-2106 (Сх = 0,44; F м = 1,95 м2) при скорости 80 км/ч затрачивает на преодоление сопротивления воздуха около 5,8 кВт (8 л.с.) мощности двигателя и порядка 4,4 кВт (6 л.с.) – на преодоление сопротивления качению колес. При скорости 100 км/ч затраты на преодоление сопротивления воздуха возрастут до 11 кВт (15 л.с.), а на преодоление сопротивления качению колес – только до 5,5 кВт (7,5 л.с.). При скорости 120 км/ч сопротивление воздуха «съест» почти 20 кВт (27 л.с.) мощности двигателя, сопротивление качению – только 7,4 кВт (10 л.с.). Наконец, при максимальной скорости движения 150 км/ч расклад затрат будет таков: на преодоление сопротивления воздуха – 38,4 кВт (52 л.с.), на преодоление сопротивления качению – 10 кВт (13,6 л.с.).

     Известно, что во всем мире инженеры-автомобилисты ищут пути уменьшения затрат на преодоление сопротивления воздуха, тем более, что автомобильное топливо постоянно дорожает. Из формулы (1) видно, что необходимо искать способы уменьшения величины площади миделева сечения F м и величины коэффициента обтекаемости Сх. Именно за счет комплексного уменьшения этих двух параметров инженерам фирмы «Ситроен» удалось за период с 1921 по 1980 гг. более чем вдвое снизить расходы мощности на преодоление сопротивления воздуха легковыми автомобилями этой фирмы.

     В уменьшении площади миделева сечения в настоящее время у легковых автомобилей использованы практически все резервы. Действительно, дальнейшее снижение высоты кузова проблематично, так как необходимо обеспечить комфортность посадки водителя и пассажиров на сидениях, удобство входа в автомобиль и выхода из него. Ширина кузова имеет тенденцию даже к некоторому увеличению – этого требуют все то же обеспечение комфортности посадки и проблемы обеспечения пассивной безопасности водителя и пассажиров. Поэтому все специалисты усиленно ищут пути уменьшения величины коэффициента обтекаемости Сх автомобиля.

 

     Прообразом идеально обтекаемой формы движущегося в воздушной среде тела может служить форма капли, причем для обеспечения соответствия условиям движения реального автомобиля по поверхности дороги указанная капля также должна двигаться (падать) вблизи какой-либо поверхности. Как видно из рис.76, при таких условиях капля деформируется, ее сторона, обращенная к граничной поверхности, становится почти плоской, изменяется соотношение длины (L) и высоты (H), достигая значения 6:1.

 

Рис. 76. Конфигурация и основные пропорции идеально обтекаемой капли,                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                движущейся вблизи плоской поверхности

 

    Наибольшее поперечное сечение (миделево сечение) располагается на расстоянии 0,3-0,4 L от переднего края капли. Движущаяся капля сохраняет симметрию на видах сверху, спереди и сзади. Коэффициент обтекаемости тела такой формы может быть, как показывают испытания, около 0,09.

    Однако, форма обычных автомобилей не может полностью копировать форму и пропорции идеально обтекаемой капли. Во-первых, оснащение подобного каплеобразного кузова колесами сразу радикально изменяет картину обтекания и повышает Сх почти в два раза. Во-вторых, на легковом автомобиле практически невозможно выдержать соотношение 6:1 длины кузова к его высоте, так как для этого длина автомобиля при высоте кузова 1250-1500 мм должна будет превосходить 7,5-9,0 метров. В практике использовались два принципа приближения формы автомобиля к идеально обтекаемой:

1) когда форма автомобиля имеет сокращенный по длине яйцевидный профиль, зрительно напоминающий идеально обтекаемую каплю (рис.77, а);

2) форма автомобиля на максимальной длине вписана в профиль идеально обтекаемого тела, а хвостовая часть как бы отсечена (рис.77, б).

 

Рис.77. Принципы приближения формы автомобиля к идеально обтекаемой

 

     Применение первого принципа формообразования при разработке кузо-вов легковых автомобилей длительное время (1930-1957 гг.) казалось наиболее естественным, тем более, что кузова с покатым задком производили впечатление хорошо обтекаемых тел. Однако более поздние исследования показали, что отрыв воздушного потока от поверхности крыши таких кузовов наблюдается практически на всей длине крыши (так как ее кривизна не соответствует кривизне идеально обтекаемого тела с таким же размером миделева сечения), следовательно, на всей этой длине действует разрежение, способствующее возрастанию сопротивления воздуха движению автомобиля. При применении второго принципа формообразования кузова были получены несколько лучшие результаты, так как интенсивность завихрений была ослаблена и уменьшен фронт их действия (т.е. сокращена площадь, на которую действует разрежение). Новая форма имела дополнительные преимущества: улучшалась обзорность назад, упростилась штамповка панели крыши, создались предпосылки для оборудования кузова задней дверью. Все это способствовало повсеместному распространению указанного решения с начала 60-х годов ХХ века (кузова типа «хэтчбек»).

     Углубленные исследования проблем обтекаемости твердых тел воздушными потоками показали, что наибольшее влияние на обтекаемость автомобиля должна оказывать конфигурация его передней части [5, 9]. Так, при продувке в аэродинамической трубе модели цилиндрического тела (рис.78, а) получена величина Сх, близкая к 1,0. При наличии у этой модели переднего обтекателя овальной формы (рис.78, б) величина Сх уменьшилась до 0,38-0,4. Когда поставили аналогичный по форме обтекатель не спереди, а сзади (см. рис.78, в), величина Сх сократилась только до 0,85, т.е. улучшение обтекаемости при совершенствовании аэродинамики только задней части составило всего 15%, в то время как совершенствование аэродинамики передка дало выигрыш в улучшении обтекаемости более чем на 60%. Таким образом, прежде всего следует заниматься аэродинамикой передней части автомобиля, обеспечивая к тому же максимально плавный переход линий передка в панели крыши и боковины, которые, в свою очередь, должны максимально приближаться к форме идеально обтекаемой капли с таким же по величине миделевым сечением. При обеспечении хорошей обтекаемости передней части автомобиля, повышается, как показали испытания в аэродинамической трубе, отдача от обтекаемого задка. Когда ту же самую цилиндрическую модель оснастили одинаковыми обтекателями и спереди, и сзади (см. рис.78, г), получили величину коэффициента обтекаемости Сх порядка 0,28, т.е. задний обтекатель в этом случае способствовал

 

уменьшению Сх  на 30%.

Рис.78. Коэффициенты обтекаемости Сх цилиндрического тела, полученные                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                               при продувке в аэродинамической трубе:

а - без обтекателей; б - с передним обтекателем;                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                        в - с задним обтекателем; г - с передним и задним обтекателями

 

      Рассмотрим подробнее, как следует совершенствовать форму передней части легкового автомобиля с точки зрения аэродинамики [5, 9, 11]. Наилучшей из практически возможных форм передка автомобиля в плане является полукруглая (рис.79, а), наихудший вариант передка в плане – с прямыми углами (рис.79, д), варианты рис.79, б,в,г представляют проме-жуточные по характеристике обтекания результаты с постепенным их ухудшением. Наилучшей на виде сбоку, как показали испытания, является плавно понижающаяся вперед линия капота с получением в итоге достаточно заостренной (или клиноподобной) передней части кузова (рис.80, а). Несколько хуже результат по обтеканию встречным воздушным потоком дает вариант менее интенсивно понижающейся вперед линии капота с образованием вертикальной площадки порядка 200-300 мм в передней части кузова (см. рис.80, б). Самые плохие результаты получены, когда передок автомобиля на виде сбоку имел прямоугольные очертания, т.е. линия капота была горизонтальной (рис.80, г). На виде спереди наилучшую обтекаемость имеет форма нижней части кузова (так называемое «торпедо») в виде односторонне сплющенного овала (см. рис.81, а, заштрихованная часть), наихудший результат дает прямоугольное или трапециевидное торпедо кузова (см. рис.81, г, заштрихованная часть). Варианты рис.81, б, в занимают промежуточное положение по обтекаемости передка.

 

 

Рис.79. Сравнительные характеристики обтекания передних частей

автомобилей, имеющих различную конфигурацию на виде сверху:

а - Сх = 100%; б -   Сх = 105 -107%; в -   Сх = 106-110%;

 

  Рис.80. Влияние формы профиля передней части автомобиля на характеристики его обтекания:             аСх = 100%;             бСх = 103-107%;             вСх = 107-110%;             г – Сх = 112-115%
г - Сх = 110-115%; д -   Сх = 112-120%

 

 

            Рис.81. Влияние формы сечения        передка кузова легкового        автомобиля на обтекаемость:         а – Сх = 100%;         б – Сх = 104-107%;         в – Сх = 107-109%;            г – Сх = 108-113%  


      Большое влияние на обтекаемость автомобиля могут оказать форма и угол наклона ветрового стекла (угол наклона ветрового стекла принято измерять от вертикали – исходного положения ветровых стекол у первых автомобилей). Опыты в аэродинамической трубе американского исследователя В.Э.Лэя на разборных моделях легковых автомобилей показали, что минимальные значения коэффициента обтекаемости получаются, если угол наклона ветрового стекла от вертикали составляет   45-50о (дальнейшее увеличение этого угла на результатах обтекания сказывается незначительно, см. рис.82). На рис.83 показаны варианты формы ветрового стекла в порядке ухудшения обтекаемости (рис.83, а – наилучшая обтекаемость, рис.83, г – обтекаемость наихудшая). Нельзя также пренебрегать переходами от ветрового стекла к крыше и боковинам кузова, которые желательно выполнять очень плавными, скругленными. Наличие резких переходов в этих местах вызывает срыв воздушных потоков и образование завихрений, т.е. требует дополнительных затрат мощности двигателя на обеспечение движения автомобиля. Поскольку на переходных участках скорость воздушных потоков значительно возрастает, здесь не следует располагать водосточные желобки, так как они вызывают существенное повышение Сх  (на 5-9%, в зависимости от суммарной длины желобков и их высоты над соответствующей кузовной панелью).

 

Рис.82. Результаты исследований В.Лэя по оценке влияния наклона ветрового

стекла на характеристики обтекаемости легкового автомобиля

 

Рис.83. Влияние формы ветрового стекла в плане на характеристики обтекаемости:

а - Сх = 100%; б - Сх = 102-104%; в - Сх = 104-107%; г - Сх = 107-112%

 

Рис.84. Установка переднего спойлера- обтекателя для уменьшения добавочного   аэродинамического сопротивления                и подъемной силы  
        Еще одним направлением совер-шенствования характеристик обтекания автомобиля является создание у кузова гладкого, без резких выступов и впадин днища. Эксперименты на моделях показали, что наблюдающееся при этом улучшение обтекания нижней части автомобиля может понизить суммарную величину коэффициента обтекаемости (Сх) на 17-20%. Одновременно необходимо пред-принять  меры  для  уменьшения влия-

                                                              ния на аэродинамическое сопро-тивление  нижней  части автомобиля различных выступающих элементов передней и задней подвесок, узлов трансмиссии и заднего моста (т.е. снизить добавочное сопротивление на этом участке). Самым распространенным способом для этих целей в настоящее время является установка переднего спойлера-обтекателя (см.рис.84), который способствует уменьшению количества воздуха, проходящего снизу автомобиля. В результате уменьшается скорость воздушного потока под днищем кузова и соответственно уменьшаются энергетические потери, что приводит к снижению величины Сх. Необходимо только правильно выбрать размер спойлера по высоте (размер h на рис.84). Нижняя кромка спойлера должна располагаться на одном уровне с самой низко расположенной на геометрической оси автомобиля точкой его шасси, т.е. зазор между поверхностью дороги и нижней кромкой переднего спойлера должен быть близок к величине клиренса автомобиля. Интересно, что передний спойлер-обтекатель способствует также уменьшению аэродинамической подъемной силы на передней оси, что улучшает «держание дороги» на высоких скоростях движения.

      Следующий элемент передка автомобиля, требующий внимания с точки зрения аэродинамики, – окно-отверстие для входа воздушного потока, обеспечивающего охлаждение радиатора двигателя и радиатора-конденсора системы кондиционирования (если она устанавливается на автомобиле). Воздухозаборное окно должно располагаться на таком участке поверхности кузова, где при движении автомобиля создается избыточное давление воздуха. Необходимо правильно определить размеры этого окна, так как его недостаточное проходное сечение будет приводить к перегреву двигателя или слишком частому включению вентилятора радиатора, а излишний размер воздухозаборного окна приведет на высоких скоростях движения к чрезмерно большой интенсивности потока через радиатор и, как следствие, к дополнительным потерям на внутреннее сопротивление, т.е. к увеличению Сх. Оптимальным с этой точки зрения является автоматическое регулирование пропускной способности воздухозаборного устройства в зависимости от скорости движения автомобиля, что уже применяется на некоторых моделях автомобилей.

     Последние исследовательские работы свидетельствуют о том, что уменьшения внутреннего сопротивления можно добиться при установке радиаторов двигателя и кондиционера в задней части кузова с расположением воздухозаборных окон на боковине задка кузова и одновременной организацией выхода охлаждающего радиаторы воздуха через соответствующие отверстия в задней вертикальной панели кузова. Испытания в лабораториях концерна «Форд» показали, что в среднем увеличение Сх автомобиля за счет внутреннего сопротивления воздушных потоков системы охлаждения двигателя с расположением радиатора и воздухозаборного окна в передней части кузова составляет 0,03. При размещении радиатора и радиатора-конденсора в задней части кузова увеличение Сх за счет внутреннего сопротивления воздушных охлаждающих потоков составило всего 0,006, т.е. уменьшилось в пять раз.

     Теперь, когда тщательно проработана форма передней части автомобиля и ее влияющие на общее сопротивление воздуха детали, можно поискать резервы уменьшения коэффициента обтекаемости за счет грамотного оформления задка кузова. Ранее мы уже отмечали, что кажущаяся обтекаемой форма задка с плавно опускающейся вплоть до уровня заднего бампера линией крыши (1-й принцип приближения формы автомобиля к идеально обтекаемой капле) часто ухудшает обтекаемость, поэтому не может быть рекомендована, если соотношение высоты кузова и его длины существенно отличается от 1: 6. Лучшие результаты дает резкий обрыв линии крыши, точно копирующей кривизну идеально обтекаемой капли с аналогичным по величине миделевым сечением (2-й принцип приближения формы автомобиля к идеально обтекаемой капле).

Рис.85. Аэродинамический козырек             крышки багажника
     Если багажный отсек выполнен в виде самостоятельного (ступенчатого) элемента бокового вида автомобиля, всякое заметное увеличение наклона назад плоскости крышки багажника от горизонтального положения, точно так же, как и закругление ее задней кромки, вызывает повышение коэффициента обтекаемости(обычно на 2-7%). Положительный результат дает резко обрывающаяся (угловатая) задняя кромка крышки багажника или, что еще лучше, козырек (см. рис.85) на ее задней кромке (возможное снижение величины Сх может составить 5-8%). Важно также правильно оформить линию нижней кромки задка кузова, которая (точно так же, как и соответствующая ей панель днища задка) для улучшения обтекае-мости должна иметь плавный подъем по мере удаления  от  заднего колеса.  Опти-

мальный угол подъема находится в пределах 3-7о, при этом, чем больше высота кузова, тем меньше должен быть угол подъема указанной линии. Нужно стремиться избегать образования в этой зоне крупных выступов и карманов, обеспечивать бесступенчатый переход от панели днища к заднему бамперу.

 

     В табл.3 приведены данные по величине коэффициента обтекаемости некоторых серийных легковых автомобилей выпуска 1980-2004 гг. Видно, что многие современные легковые автомобили имеют хорошую обтекаемость, у них Сх близок к величине 0,3 (сравните с Сх = 0,44 у до сих пор выпускающейся модели ВАЗ-2106). Но на серийных автомобилях пока не использованы все рекомендации, о которых подробно говорилось здесь ранее. В экспериментальных разработках достигнуты еще более впечатляющие результаты. Так, на опытном варианте автомобиля «Рено Меган» получен коэффициент обтекаемости 0,21, а на «Рено Веста-2» – уже 0,186. К разряду абсолютных достижений относится разработка инженеров концерна «Форд», представившего на авто-салоне в Токио (1985 г.) две модели экспериментальных легковых автомобилей «Проуб IV» (см. рис.86) и «Проуб V», у которых, как заявлено официально,      Сх = 0,14. По мнению руководства «Форд Моторс», «Проуб IV» выражает одну из возможных концепций легкового автомобиля ХХ1 века. Он рассчитан на четыре посадочных места (или 2+2), имеет компоновку с силовым агрегатом, установленным поперек кузова за спинками задних сидений, и привод на задние колеса. Учитывая очень малую величину коэффициента обтекаемости и достаточно малый вес автомобиля (его полная масса 1650 кг), разработчики считают, что средний расход топлива при движении на скоростях 60-90 км/ч не будет превосходить 3 л/100 км.

 

Рис.86. Экспериментальный легковой автомобиль «Форд Проуб IV» (1985 г.).                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                              Сх = 0,14 (официально заявленный параметр)

                   

     За счет чего получена такая малая величина Сх? Из рис.86 видно, что каплевидность формы взята за основу, но в еще более заостренном, клинообразном виде. Очень большое внимание уделено минимизации добавочного сопротивления. С этой целью применены закрытые боковыми панелями колесные ниши, причем спереди это вынудило создать сложную систему, включающую упругие панели, деформирующиеся при повороте управляемых колес для обеспечения им необходимого пространства. Используются стекла, вклеенные в оконные проемы заподлицо с поверхностью кузова, он также имеет гладкое плоское днище. Сильно закругленный (в плане) передний бампер с заостренной передней кромкой и соответствующая покатая линия передка в сочетании с сильно наклоненным (65о от вертикали) ветровым стеклом почти полукруглой формы, очень плавный переход в панель крыши – все это минимизирует сопротивление натекающего воздушного потока.

                                                                                                                                Таблица 3

Коэффициенты обтекаемости современных легковых автомобилей

Сх                                              Модели легковых автомобилей (год выпуска)
  0,26 Мерседес-Бенц С240 (2000 г.), Тойота «Приус» (2003 г.), Опель «Калибра» (1991 г.)
0,27 Мерседес-Бенц S320 (1998 г.), Фольксваген «Пассат»V6 (1999 г.)
0,28                                         Пежо 607 (1999 г.), ФИАТ «Темпра» (1991 г.)
     0,29 Мазда 626 (1992 г.), Лексус 400 (1999 г.), Опель «Вектра» (1995 г.) Фольксваген «Пассат»-3 (1997 г.), Альфа Ромео 155 (1992 г.) Ниссан «Санни» (1992 г.), БМВ 750 (2001 г.), Рено «Лагуна» (1994 г.) Форд «Мондео» (1999 г.), БМВ 850 (1990 г.),  Ауди 100 (1992 г.)
     0,30  Хонда «Легенд» (1991 г.), Ситроен «Ксантия» (1994 г.)  ФИАТ«Уно» (1994 г.), Мерседес-Бенц 300СЕ (1994 г.)         Ровер «Витесс» (1993 г.), Ауди 80 (1995 г.)
  0,31 Альфа Ромео 164 (1990 г.), ФИАТ «Типо» (1988 г.), Рено 19 (1991 г.) Ситроен ZХ(1993г.), Мицубиси 3000GT (1992г.), Лянча «Каппа»(1995г)
     0,32 Порше 968 (1992 г.), Опель «Астра» (1993 г.), Феррари 348 (1990г.) Ниссан«Максима» (1995г.), Пежо106(1992г.), Ауди 200 турбо (1994г.) Мерседес-Бенц 190Е  (1996 г.), БМВ 535 (1996 г.),  Lada Priora (2006 г.)
0,33      БМВ 735 (1995г.), Форд «Скорпио»(1986г.), Порше «Каррера»-4(1996г) Субару «Легаси» (1995 г.), Ситроен GX (1988 г.)
     0,34 Рено «Эспас» (1992 г.), Хонда «Прелюд» (1992 г.),  СААБ 9000 (1993 г.), Феррари Ф40 (1986 г.), Порше 928 (1994 г.),  Опель «Корса» GT (1994 г.), Ситроен ХМ (1993 г.), ВАЗ-2110 (1995 г.)
0,35 Мицубиси «Галант» (1989 г.), БМВ 325 (1993г.),  Москвич-2141 (1987 г.), Хёндэ «Лантра» (1991 г.), Судзуки «Свифт» (1986 г.)
     0,36 Альфа Ромео 33 (1984 г.), Шкода «Фаворит» (1990 г.),  Мазда 121(1993г.), Лотус «Эсприт»-турбо (1981 г.), Ягуар XJ6 (1990 г.)
0,37  ЗАЗ-1102 (1988 г.), Ситроен СХ (1984 г.), Форд «Орион (1980 г.)
0,38 ВАЗ-2108 (1986 г.), ФИАТ «Регата» (1984 г.), Ситроен «Виза» (1981 г.)

 

     Радиаторы охлаждения двигателя «Проуб IV» и конденсора кондиционера располагаются в боковых отделах заднего отсека, что способствует уменьшению сопротивления внутренним потокам воздуха и снижению разрежения сзади автомобиля и, как результат, положительно влияет на уменьшение величины Сх. Профиль кузова способствует уменьшению подъемной силы, этому же служит выдвигающийся на больших скоростях движения передний спойлер и автоматически уменьшающийся клиренс передка. Все примененные инженерами и дизайнерами концерна «Форд Моторс» решения взяты из теории аэродинамики. Так что достижение у серийных легковых автомобилей величины Сх в 0.17-0,20 реально в ближайшем будущем, тем более, что лучшие с точки зрения аэродинамики серийные модели легковых автомобилей уже имеют Сх на уровне 0,26-0,27 (см. табл.3).

 
     Несколько слов необходимо сказать об устанавливаемых на крышах легковых автомобилей багажниках. Известно, что они отрицательно влияют на характеристики обтекания автомобиля. Багажник без груза, имеющий несколько поперечин, способствует увеличению Сх автомобиля на 5-10%. Загруженный багажник одновременно увеличивает и Сх автомобиля, и площадь миделя (F м), поэтому общие затраты мощности на преодоление сопротивления воздуха могут возрасти на 20-30%. Фирма «Ситроен» исследовала такой специфический момент современной жизни, как движение легкового автомобиля с прицепом-дачей. В итоге была предложена конструкция простого отражателя, устанавливаемого на крыше тягача (рис.87), который, как показали испытания, позволяет экономить 10-15% топлива. Учитывая разработки инженеров «Ситроена», можно дать рекомендации по улучшению обтекаемости легковых автомобилей, буксирующих обычные грузовые прицепы. Если верхние передние габаритные точки кузова прицепа (или размещенного в нем груза) располагаются выше плоскости, касательной к поверхности крышки багажника автомобиля-тягача, есть смысл в установке на задней части этой крышки спойлера-отражателя, корректирующего направление потока воздуха после обтекания верхней части автомобиля. Необходимо обеспечить картину обтекания прицепа, подобную показанной на рис.87, тогда экономия 5-10% топлива вполне реальна.

 Рис.87. Аэродинамический обтекатель на крыше легкового автомобиля для снижения сопротивления воздуха при движении автокаравана (автомобиля с прицепом-дачей)
                                                                                                                       












Понравилась статья? Добавь ее в закладку (CTRL+D) и не забудь поделиться с друзьями:  



double arrow
Сейчас читают про: