8(926)035-51-34
Есть вопросы? Звоните
ежедневно с 8:00 до 23:00
Главная » Новости » Аэродинамика автомобиля

Аэродинамика автомобиля: что такое и как работает

Потоки воздуха в аэродинамической трубе

 

Современный авторынок предлагает огромное количество дополнительных элементов для машин (спойлер, сплиттер, обвес, воздухозаборник). Такие аксессуары стали активно использоваться с наступлением 2000-х годов. Именно в это время на территории РФ начался «золотой» период тюнингованных авто. «Крылья» вырастали даже у таких машин, где может показаться это вовсе несуразным. О том, для чего нужен такой элемент, задумывалось совсем мало народу, а сделать правильные аэродинамические расчеты могли только профессиональные инженеры или люди, дружащие с физикой.

На сегодняшний день появилось множество видов оборудования, которое способно сделать просчеты за несколько шагов. При этом такая техника получила широкое распространение. Все чаще начинает использоваться моделирование на ПК, а трубы в аэродинамике уже перестали ассоциироваться с ракетостроением. Первыми, кто стал учитывать аэродинамику автомобиля, были спортивные команды. Однако к данному параметру позднее стали присматриваться и популярные мировые автоконцерны. Ознакомившись с результатами практических проб, стали учитывать данный показатель. Прорезание воздушной массы является настоящим искусством. В данном случае важно отметить не только наличие приятных для глаза форм, но и то, что можно почувствовать только в процессе движения.

В действительности, аэродинамика автомобиля способна воздействовать на показатель шума, а также разгон в рамках 0-100 км/ч и на объемы используемых горючих материалов. Остается разобраться, каким образом работает система и что такое аэродинамика автомобиля.

Для каких целей требуется

Практически каждый водитель знает, для чего может потребоваться аэродинамика машины. От того, насколько обтекаемая форма кузова, будет меньше расходоваться топливо из-за сниженного сопротивления. Такое авто не только поможет ежедневно экономить финансы, но и уменьшит количество отравляющих химикатов в окружающую среду. На первый взгляд может показаться, что ответ понятный, но каких-то деталей все же не хватает. Опытные специалисты, работающие в сфере аэродинамики, стараются довести форму кузова машины, а также выполнить следующий ряд действий:

• сделать расчеты, чтобы правильно распределить подъемную силу по осям. Это крайне важно, учитывая возможный высокоскоростной режим у автомобилей нынешнего времени;

• обеспечение нормальной циркуляции воздуха, чтобы своевременно происходило охлаждение двигателя и тормозной системы;

• тщательное планирование мест, откуда будет забираться воздух и выходить, чтобы обеспечить качественную и эффективную вентиляционную систему в салоне;

• делают максимум усилий, чтобы снизить возникающий шум в салоне;

• оптимизация форм деталей для кузова, чтобы снизить загрязнение стекол, осветительных приборов и зеркал.

Стоит отметить, что порой найденное решение для одной задачи, может быть противоречивым для реализации другой проблемы. Так, например, когда снижается показатель лобового сопротивления, это приводит к улучшению обтекаемости. Но вместе с этим начинает теряться былая устойчивость транспортного средства к порывам ветра с боковой части. Поэтому производителям приходится постоянно находить компромиссное решение.

Какой существует коэффициент сопротивления

На практике оказалось, что воздух может быть сильно капризным и его сложно предсказать. Когда стоит приятная безветренная погода, о том, что он существует, многие люди просто забывают. Но ситуация в корне меняется, когда человек начинает движение. Если человек начнет постепенно ускоряться, он будет чувствовать, что воздух начинает превращаться в киселеобразную субстанцию. Машина постоянно встречает движущийся воздушный поток. Чтобы автомобилист имел хотя бы примерное представление о том, насколько быстро машина справляется с воздушным потоком, был введен новый показатель, называющийся коэффициентом лобового сопротивления.

Важно отметить, что данный показатель имеет относительное значение, поэтому требует постоянного сравнения с другими показателем. Чтобы облегчить расчеты, был также установлен эталон, в качестве которого выступает всем привычный цилиндр. Его диаметр должен совпадать с самой широкой частью авто. Тогда встречаемое при движении машины сопротивление будет равняться единице. Когда данный показатель становится известным, в подобные условия помещают авто. Если сопротивление воздуха в 2 раза меньше, соответственно показатель будет 0,5. Однако в современных условиях подобное значение никуда не годится.

От каких факторов зависит показатель аэродинамики

Влияние спойлера на зону разряжения

Несмотря на то, что можно бесконечно перечислять факторы, от которых зависит аэродинамика автомобиля в движении, реально отметить список основных:

• геометрические параметры переда авто;

• геометрия боковых частей;

• геометрические данные задней части;

• геометрия дна;

• насколько шероховатой является поверхность.

Чтобы машина встречала минимальное воздушное сопротивление, необходимо позаботиться о плавной и обтекаемой форме. Когда воздух встречает какое-либо препятствие, он, в первую очередь, начинает сопротивляться, и только потом происходит его разделение. Первая часть обходит преграду сверху, вторая – с нижней части, третья и четвертая – по бокам. Теперь стоит представить, что воздушные потоки, окружающие машины, - это обыкновенные нити, на которых присутствуют пружины, равномерно распределенные по всей длине. Когда машина въезжает в пространство с такими полосами, начинает происходить следующее: для начала нужно, чтобы преграда расступилась. В зависимости от того, насколько большая площадь первого участка, тем больше пружин начинает сжиматься в одинаковый момент для дальнейшего движения. Когда данная ситуация уже произошла, происходит дальнейшее равномерное распределение по дну и кузову.

Далее пружины сжимаются еще больше, поэтому нити начинают двигаться по радиаторной решетке до тех пор, пока не дойдут до капота. Чаще всего там присутствует ступень внушительных размеров, поэтому пружина должна оперативно сжаться еще больше. Далее витки начинают напрягаться еще больше из-за ветрового стекла. Это происходит до того момента, пока кузов не будет сглаживаться, а у пружин не появится свободное пространство, чтобы принять исходное состояние. В том случае, если линия крыши будет перетекать в багажник, то пружина начнет разжиматься, а нить продолжит просто чертить контур. Но в том случае, когда пружина начнет терять опору, то, в первую очередь, произойдет ее разжимание, а колебания будут продолжаться до того времени, пока не будет полностью потрачена накопленная энергия. Подобные движения в хаотичном порядке оптимально показывают визуальный пример турбулентности. В этот момент происходит образование потоков завихряющегося «возмущенного воздуха», которые формируют промежуток с пониженным давлением. Самым простым примером турбулентной зоны является задняя часть прицепа для фуры. Можно почувствовать на уровне физиологии, как происходит затягивание воздуха, если двигаться мимо нее. Вспоминая азы школьной программы по физике, можно отметить, что движение предмета будет происходить в ту сторону, где окажется пониженный уровень давления. Именно поэтому эффект вызывает неприятные чувства. Однако большинство забывает о генерировании вакуума. Когда поток воздуха обрывается со стороны задней части кузова, появляется турбулентность, которая способна засосать обратно и преграждать путь вперед.

Также стоит обратить внимание, что современные иномарки имеют геометрию кузова, которая обладает некоторыми схожими чертами с формой крыла самолета.

Дно современной машины имеет плоскую форму, поэтому потоки турбулентности появляются в небольшом количестве. Ситуация с верхней частью кузова обстоит совершенно по-другому. Предполагается, что возникающее давление воздуха будет меньше в сравнении с пространством под колесами. Поэтому ТС может немного приподниматься над дорожным покрытием. Чем больше просвет, тем сильнее оказывается эффект. Опора для самолетов происходит примерно одинаковым образом, так как появляется генерация подъемной силы из-за возникающей разницы в давлении. Разумеется, на машине полетать не получится, но все же о подобных вещах нужно помнить, особенно при передвижении на высокоскоростном режиме.

Каким образом аэродинамика воздействует на работу машины

Работа аэродинамики начинается в тот момент, когда машина трогается в путь. Однако при передвижении на низких скоростях прочувствовать ее нереально. По мере набора скорости, водитель будет чувствовать, насколько сильно окружающая среда воздействует на авто.

Уровень шума

Чем быстрее начинает передвигаться машина, тем больше шума слышит водитель. Гул сопровождается не только от покрышек. К обычным сопровождающим звукам присоединяются шумы аэродинамического характера. Звук начинает буквально залетать в кузов и биться о препятствия, например, боковые двери и стекла. Чем быстрее будет управлять машиной водитель, тем больше будет утечка воздуха со стоек и зеркал, а также других элементов экстерьера, которые выступают за пределы кузова. По результатам появляется постепенно нарастающий шум.

Разгон

Не просто так многие водители называют воздушные потоки киселем. В действительности воздух оказывает максимально возможное сопротивление при передвижении в нем. Принцип работы заключается в следующем: увеличение силы сопротивления происходит пропорционально скорости квадрата. Поэтому, если водитель разгоняется до 60-70 км/ч, возрастание сопротивления увеличится на 35%, при 100 км/ч – 180%. В результате можно сделать вывод: чтобы машина быстро могла преодолевать преграды из воздушных масс, она нуждается в более высокой мощности. При этом объемы используемого горючего также будут возрастать.

Управление

Управляемость напрямую зависит от подъемной силы, которая зарождается под дном транспортного средства. При небольшом скоростном режиме, машина весит больше, чем при воздействии воздуха с нижней части. Однако на высокой скорости водитель может заметить, что управление авто изменилось: появилось нервное реагирование на порывы воздуха с бокового направления. Это объясняется тем, что происходит небольшое приподнимание кузова над дорожным покрытием, а часть веса ТС стала выполнять роль воздушной подушки безопасности. Как результат, уменьшается контактное пятно между авто и дорогой. Поэтому управление авто становится менее стабильным.

Критическое значение скорости различно и зависит от марки и модели авто. Ряд водителей начинают летать при 100 км/ч, а для кого-то и 210 км/ч не вызывает проблем. Данные показатели влияют на форму кузова и ее обтекаемость.

Для чего могут потребоваться спойлеры

Поскольку полностью от воздуха избавиться невозможно, нужно подумать, каким образом извлечь выгоду от его физиологических способностей. Так считают автоконцерны по сей день. Поэтому самой прогрессивной идеей является выделение отдельной спортивной категории. Здесь продумываются новые и улучшенные формы дна, используются обвесы, изобретается новая и улучшенная выхлопная система. Однако инновационные и современные новинки невозможно поместить в одно авто. В первую очередь, это слишком дорого и очень сложно. Поэтому приходится выбирать недорогую и надежную альтернативу, чтобы сделать корректировку поведения машины при воздушном потоке. В том случае, когда для борьбы с шумом и лобовым сопротивлением можно использовать перестройку кузова, то для борьбы со взлетами требуется иное решение. Можно использовать сплиттеры или задние спойлеры. Первый элемент поможет сократить дорожный просвет и отделить часть воздушных потоков, которые попадают под машину. В результате подъемная сила значительно снижается.

Говоря о спойлере, этот элемент сглаживает воздушные потоки, которые срываются с заднего стекла и крыши. При правильном подборе элемента, происходит преобразование сопротивляемости воздуха в прижимную силу. Как результат, поверхность конструкции встречает воздух под таким углом, что часть сопротивления идет в сторону дороги. Так как спойлер жестко закрепляют к кузову, задняя часть прижимается к земле при воздействии воздушного потока. Как результат, управляемость значительно улучшается, а задний привод способен реализовать мощность при использовании ведущих колес.

По результатам разбора данного вопроса можно сделать вывод, что аэродинамика авто довольно сложна. Поэтому и наладить контакт не всегда бывает просто, даже при том условии, что имеются оптимальные ресурсы. Важно отметить, что минимальная ошибка при расчетах приведет к противоположному эффекту. Разумеется, существуют талантливые и профессиональные механики, которые могут преобразовать авто, используя несколько планок. Но в большинстве случаев покупаются элементы не заводского производства, чтобы улучшить визуальные характеристики.

Аэродинамика на практике

Подъемная и прижимная силы

Использование всего нескольких простых и тривиальных правил помогает каждому водителю сэкономить на топливном расходе. Но такие советы дадут пользу только тем водителям, которые чаще всего ездят по трассам.

В процессе движения происходит расходование большей части мощности, чтобы справиться с воздушным сопротивлением. Чем выше скоростной режим, тем больше сопротивление и, как следствие, топливный расход. Снижая скорость даже на 10км/ч, можно уже добиться неплохого результата. Стоит отметить, что временные потери также будут незначительными. В действительности многие водители со стажем знают истину. А что касается тонкостей аэродинамики, то эта тема остается малоизученной.

Топливный расход напрямую зависит от коэффициента лобового сопротивления и поперечного сечения авто. В действительности можно изменить даже те параметры, которые были изначально заложены на производстве.

Большое воздействие на расход топлива оказывает груз на крыше. Даже если коробка или упаковка будет иметь обтекаемую форму, расход увеличится не менее, чем на литр на каждые100 км. Также нерациональным является сжигание топлива в процессе движения с открытым люком или окном. Если будет транспортироваться груз с приоткрытым багажником, это также будет негативным образом влиять на расход.

Разного рода декорации капота (например, обтекатель на капоте («мухобойки»), «кенгурятник», антикрыла и т.д.), хоть и помогут авто выглядеть оригинальнее и эстетичнее, но могут ударить по кошельку. Все, что провисает и выглядывает ниже линии порога - требует доплаты. Даже такой мелкий нюанс, как отсутствие пластиковых колпачков на стальных дисках, увеличивает расход. Все эти дополнения увеличивают расход совсем немного, примерно от 50 до 500 г на 100 км. Однако просуммировав это все, можно насчитать уже и весомый расход. Важно уточнить, что расчет актуален для малолитражного авто при скорости примерно 90 км/ч. Большие же автомобили и высокая скорость только увеличивают расход.

Если выполнить все вышеперечисленные условия, возможно сэкономить на лишних тратах. Чтобы еще больше снизить затраты, потребуется сделать небольшой тюнинг. Передний аэродинамический обвес не позволяет потоку воздуха “ворваться” под днище автомобиля, накладки порогов закрывают выступающую часть колес, а спойлер мешает завихрению за «кормой» машины. Поэтому получить дополнительную экономию из воздуха вполне посильная задача.









Комментарии:

Оставьте свой отзыв!



Нажимая на кнопку "Отправить", вы соглашаетесь с Политикой конфиденциальности и Пользовательским соглашением



Последние новости:

Не закрывается дверь в машине: причины и что делать

01.07.2022

Иногда водители сталкиваются с проблемой, когда не закрывается дверь в машине, и нужно что-то делать с этим. Дверца перестает закрываться и с язычка блокировки, и с брелока сигнализации, и с блока ЦЗ. Причинами этого могут быть не только износ деталей, но и заклинивание механических элементов, провисание петель и прочее. Также бывают ситуации, когда дверь захлопывается нормально, но не запирается. Рассмотрим, какие причины вызывают неполадки, и как их устранить. Подробнее

Как правильно прокачать тормоза

18.04.2022

Большинство водителей не знают, в какой последовательности прокачивать тормоза, и для чего это нужно делать. Однако эти знания рано или поздно понадобятся любому автовладельцу. Процедура не такая сложная, как может показаться на первый взгляд. Может быть не нужно опять ехать в сервис и отдавать свои кровные? Провести прокачку действительно можно самостоятельно, если придерживаться определенных правил. Рассмотрим, как это сделать, и какие ошибки не стоит допускать. Подробнее

Датчик температуры всасываемого воздуха

18.03.2022

В автомобиле есть множество разных датчиков, в том числе датчик температуры всасываемого воздуха. Неисправность элемента серьезно влияет на функционирование «движка», особенно зимой, когда на улице минусовая температура. Расположение датчика, его принцип работы и неисправности — далее по тексту. Подробнее

Проверка датчиков АБС

16.03.2022

Функционирование тормозной системы сопряжено с работой датчиков АБС. Именно они позволяют эффективно затормаживать и обеспечивать слаженную работу. Сенсорные детали отправляют на ЭБУ информацию о вращении колес. Далее выстраивается определенный алгоритм действий. Иными словами, АБС помогает предотвратить блокировку колес в случае экстренной остановки. Ей необходимо сохранять управляемость транспорта. Но что предпринять, если возникли подозрения в правильной работе датчика? Рассмотрим, как проверить датчик АБС, какие для этого нужны инструменты. Подробнее

Прямая и обратная полярность аккумулятора

22.02.2022

Любая батарея обладает выводами, располагающимися на корпусе. АКБ с помощью клемм подсоединяется к бортовой сети для питания стартера и иных устройств. Полярностью называют то, как именно располагаются «+» и «-». Автовладельцы обязаны различать полярность, иначе они спутают контакты во время установки аккумуляторной батареи. Рассмотрим подробнее, что такое прямая и обратная полярность аккумулятора, почему нельзя их перепутать. Подробнее

Как почистить дроссельную заслонку

09.02.2022

Основная функция дроссельной заслонки — это контроль над количеством воздуха, который поступает в цилиндры двигателя. После нескольких лет регулярной эксплуатации автомобиля на дроссельной заслонке образуются отложения, которые начинают мешать ее свободному ходу. Чистку дроссельной заслонки лучше доверить профессионалу, а потому специалисты рекомендуют воспользоваться услугами автосервиса. Но с другой стороны, не все водители желают тратить деньги на процедуры. Именно у них возникает закономерный вопрос: как правильно почистить дроссельную заслонку самостоятельно. Рассмотрим этот вопрос подробнее. Подробнее

Как проверить датчик массового расхода воздуха

08.02.2022

Датчик массового расхода воздуха — это прибор, контролирующий объем поступающих воздушных масс в систему ДВС для создания горючей смеси. Это помогает получить максимальную мощность мотора при небольшом расходе топлива. От информации на датчике зависит работа иных систем, которые тесно связаны с ним. Датчик нельзя назвать обязательным прибором для функционирования мотора. Если он выйдет из строя, то можно будет переключиться на обходную программу управления и доехать до места ремонта. Рассмотрим в данном материале, как проверить датчик массового расхода воздуха и что для этого потребуется. Подробнее

Неисправность катушки зажигания

07.02.2022

Катушка зажигания ломается в момент, когда в ней происходит пробой в слабом участке корпуса. Иными словами, поломка характеризуется механическим повреждением в виде трещин или оплавления. Область пробоя может выглядеть точечно, быть в форме дорожек или трещин. Из-за таких неисправностей воздушно-топливная смесь хуже возгорается либо вовсе выводит из строя модуль. Рассмотрим подробнее пробой катушки зажигания симптомы этого явления. К счастью, обнаружить неполадку возможно визуально, но для точности работы потребуется дополнительная проверка с помощью вспомогательных инструментов. Если будет выявлена поломка, то придется заменять деталь с нуля, либо отсрочить процедуру. Подробнее

Опасное вождение в ПДД

06.02.2022

Экстремальная езда не нравится ни пассажирам, ни пешеходам, ни сотрудникам ДПС. Именно поэтому в середине 2016 года в правилах дорожного движения появился новый пункт, касаемый опасного вождения. Но к счастью, за это не было предусмотрено никаких штрафов. Рассмотрим, что подразумевается под понятием «опасное вождение», можно ли избежать наказания за него и какими законами регулируется агрессивная езда? Подробнее

Замена салонного фильтра

05.02.2022

Замена салонного фильтра — проблема, которая часто встает перед водителем. Фильтр является важным элементом системы. Он защищает водителя и всех находящихся в машине от пыли и вредных выбросов. От качества данной детали и частоты замены зависят комфорт и здоровье человека. Именно поэтому каждый автовладелец должен уделять большое внимание и второстепенным деталям тоже. Как говорит статистика, около 30% водителей не знают о существовании фильтра до тех пор, пока не обнаружат его поломку. Подробнее

Как проверить антифриз

04.02.2022

Система охлаждения каждого автомобиля является жизненно важной частью его работы. Без необходимого уровня жидкости или просто антифриза двигатель может перегреться. Поэтому необходимо регулярно контролировать уровень этой жидкости. Во время проверки следует оценить общее состояние ОЖ, температуру замерзания и кипения. Это можно сделать своими руками при помощи нагрева, либо специальных инструментов. Важно убедиться, что в системе охлаждения нет масла, газов, отсутствует утечка. Рассмотрим в данной статье подробнее, как проверить антифриз на качество в машине. Подробнее

Как чистить автомобиль от снега и льда зимой

03.02.2022

К сожалению, многие водители не знают, как правильно чистить машину от снега. Именно поэтому зима для автовладельцев – настоящий вызов. В течение многих лет удаление снега и льда с автомобильных стекол было почти национальным зимним видом спорта. Однако только автовладельцы знают, насколько утомительна такая работа. Рассмотрим, как чистить машину зимой, какие инструменты для этого нужны, и почему не стоит использовать скребок. Подробнее

Панорамная крыша на авто: особенности, плюсы и минусы

03.02.2022

Еще совсем недавно панорамная крыша вызывала у многих людей удивление, так как такой атрибут в машине считался чем-то премиальным. Времена изменились, и теперь у многих моделей авто есть стеклянный потолок в салоне. Такая конструкция смотрится очень стильно и дорого. Водитель вместе с пассажирами могут наслаждаться видами. При желании люк можно закрыть специальной шторой. Многие водители опасаются стеклянных люков, так как думают, что они не такие безопасные, как металлический потолок. Рассмотрим все преимущества и недостатки панорамной крыши. Подробнее

Отличия ксенона и биксенона

01.02.2022

Транспортное средство может быть опасно, когда водитель ведет его в темное время суток либо при ограниченном видении. Только надежные источники света могут предотвратить аварию, особенно во время сильного дождя или тумана. Сегодня к списку мощных ламп относят «ксенон» и «биксенон». Рассмотрим, чем же они отличаются друг от друга, и что представляет собой галоген. Подробнее

Аэродинамика автомобиля

23.01.2022

Современный авторынок предлагает огромное количество дополнительных элементов для машин (спойлер, сплиттер, обвес, воздухозаборник). Такие аксессуары стали активно использоваться с наступлением 2000-х годов. Именно в это время на территории РФ начался «золотой» период тюнингованных авто. «Крылья» вырастали даже у таких машин, где может показаться это вовсе несуразным. О том, для чего нужен такой элемент, задумывалось совсем мало народу, а сделать правильные аэродинамические расчеты могли только профессиональные инженеры или люди, дружащие с физикой. Подробнее



Все новости





Поиск по сайту Автоинструктор199

Последние комментарии:

Анна
Спасибо большое инструктору Марине! Механику водить не так просто, как казалось бы. Долго не могла освоить сцепление, но благодаря Марине начала его чувствовать. Марина очень терпелива, объясняет все очень доходчиво. На занятия приходила с удовольствием. Теперь у меня права, чему я очень рада!

* * *

Отзыв размещен на странице Автоинструктор Марина

Елена
Большая благодарность Марине!
Даёт реальные советы и рабочие рекомендации (сдавала Пяловский маршрут)

За лайфхаки отдельное спасибо!!!
Однозначно могу порекомендовать Марину. И точно ещё продолжу уроки!

* * *

Отзыв размещен на странице Автоинструктор Марина

Юлия
Хочу поблагодарить Марину за проведенное занятие: очень ценю, когда инструктор объясняет спокойно, дружелюбно, доходчиво, так, что не страшно задать вопрос или переспросить. Марина не торопит на дороге, учит водить в первую очередь безопасно.

* * *

Отзыв размещен на странице Автоинструктор Марина


Свежие видеоуроки:

Маршрут ГИБДД в Долгопрудном: важные советы. Автоинструктор Марина


Маршрут ГИБДД Строгино по новым правилам. Автоинструктор Светлана


Занятие на МКПП по маршруту ГИБДД г.Железнодорожный. Автоинструктор Юлия


Подобрать инструктора

по районам Москвы:



в Московской области:






Политика конфиденциальности и Пользовательское соглашение


© 2021, Все права защищены.
Автоинструктор 199