Sõiduki aerodünaamika ja Cx koefitsient
Esimesed täiustatud aerodünaamikaga mudelid on valmistatud tilga kujul – see omandas oma kuju just selleks, et tungida läbi õhu. Räägime auto aerodünaamikast ja uurime, mis on Cx koefitsient ja mida see mõjutab.
Aerodünaamika põhitõed
Peamine probleem, mis aerodünaamika arendamise käigus lahendatakse, on eesmise aerodünaamilise takistuse vähendamine. Kiiruse kasvades õhutakistus suureneb. Kui auto kiirendab 60-120 km/h, suureneb aerodünaamiline takistus neljakordseks. Näiteks 2 tonni kaaluva auto puhul kulub maksimaalsel kiirusel 250 km/h sõites õhutakistuse ületamiseks vaid 180 hj ja see auto kulutaks 300 km/h juures 310 hj.
Koefitsient Cx
See määratakse katseliselt ja kirjeldab kere aerodünaamilist täiuslikkust. Kunagi võrdsustati see ümmarguse plaadi puhul tinglikult 1,0-ga. Nagu hiljem praktikas selgus, on plaadi taga tekkinud turbulentsi tõttu selle Cx ligikaudu 1,2. Languse madalaim Cx on ligikaudu 0,05.
Auto normaalse töötamise ajal on takistus olulisem: see mõjutab oluliselt kütusekulu. Selle vähendamiseks on kaks võimalust: parandada kuju (vähendada Cx) või vähendada masina ristlõiget. Vertikaalsed jõud võivad olla kasulikud, kui need mõjuvad allapoole, ja kahjulikud, kui need aitavad masinat tõsta. Külgmised on keerulisemad. Neid on raske ennustada ja nende põhjused on erinevad: pööre, tuuleiil. Kuid mõju on väike.
Kõik autotootjad on omandanud spetsiaalsed laborid aerodünaamika uurimiseks. Kõige keerulisem ja kallim element on tuuletunnel. Selles puhuvad mudelid ja pärisautod tugevate õhuvooludega. See võimaldab teil uurida kõiki auto kere kuju omadusi.
Enamiku kaasaegsete masinate puhul on Cx koefitsient 0,30–0,35, kõige arenenumad masinad jõuavad väärtuseni 0,24–0,27. See sõltub kiirusest, liikumise suunast õhu suhtes või kehapinna seisundist. Antud väärtused on ideaalsed, mille see mudel suudab saavutada.
Survejõud ja tõstmine
Tõstejõud on suunatud risti auto kiirusega. Põhja ümber voolavad vooluosakesed läbivad lühemat teed kui ümber kapoti, katuse ja pakiruumi kaane voolavad osakesed, s.t. kumeram pind. Bernoulli võrrandi järgi on keskkonna rõhk suurem seal, kus osakeste kiirus on väiksem. Auto muutub tiibaks. Kui olukord on "käivitatud", kaotab rataste kiiruse suurenedes auto kontakti teega, mis mõjutab juhitavust ja stabiilsust negatiivselt.
Madal takistus pole mõnikord oluline. Vormel 1 autodel on Cx vahemikus 0,75 kuni 1,0! Suurema osa takistusest tekitavad avatud rattad. Nende jaoks on olulisemad muud parameetrid ja eelkõige survejõud. Mootori tohutu pöördemomendi realiseerimiseks on vaja head haarduvust ja stabiilsust kurvides.
Võidusõiduautode puhul tähendab hea aerodünaamika, et pole tõstejõudu ega survejõudu. Seda on kerekujuga raske pakkuda, seetõttu kasutatakse täiendavaid aerodünaamilisi elemente: spoilereid ja tagatiibu.
Tõstuki vähendamiseks
Kasutage esikaitseraua all ja pakiruumi kaanel spoilereid. Lõigates ära osa auto alt minevast voolust, leevendab esispoiler survet ja auto kleepub tee külge. Pagasiruumi kaanele asetatakse spoiler, mis korraldab õhuvoolu seiskumise, enne kui see hakkab moodustama auto taha õhutakistust suurendavaid keeriseid. Ja tiib töötab survejõu tekitamiseks.
Need loovad märgatava efekti kiirusel 120 km/h ja rohkem. Töötades survejõu tekitamiseks, tekitab õhk märgatava takistuse, nii et aerodünaamilise kerekomplektiga auto maksimaalne kiirus on väiksem ja kütusekulu suurem.
Survejõu vähendamiseks
Motospordis kasutatakse difuusoreid – need suudavad auto raja külge kleepida. Tulipallid ilmusid põhjaga, mis imiteeris "Venturi toru" – luues auto all oleva õhuvoolu kiiruse järsu tõusu. Tulemuseks oli võimas survejõud.
Kuid kõige tõhusamaks rakendamiseks nn. "maaefekt" vajab tasast põhja ja minimaalset kliirensit. See tähendab, et tavaautode tagaosa hajutitel ei ole aerodünaamikat parandavat mõju.
