Fluss turbulenti
Kontenut
Kemm it-teknoloġija moderna qed tbiddel l-ajrudinamika tal-karozzi
Reżistenza baxxa ta 'l-arja tgħin biex tnaqqas il-konsum tal-fjuwil. F'dan ir-rigward, madankollu, hemm opportunitajiet tremendi għall-iżvilupp. S'issa, ovvjament, esperti fl-ajrudinamika jaqblu ma 'l-opinjoni tad-disinjaturi.
"Aerodinamika għal Dawk li Ma Jistgħux Jagħmlu Muturi." Dan il-kliem tkellem minn Enzo Ferrari fis-snin 60 u juri biċ-ċar l-attitudni ta ’bosta disinjaturi tal-ħin lejn dan l-aspett teknoloġiku tal-karozza. Madankollu, għaxar snin biss wara daħlet l-ewwel kriżi taż-żejt u s-sistema sħiħa tal-valuri tagħhom inbidlet radikalment. Iż-żminijiet meta l-forzi kollha tar-reżistenza fil-moviment tal-karozza, u speċjalment dawk li jinqalgħu bħala riżultat tal-passaġġ tagħha mis-saffi tal-arja, jiġu megħluba minn soluzzjonijiet tekniċi estensivi, bħaż-żieda fl-ispostament u l-qawwa tal-magni, irrispettivament mill-ammont ta ’fjuwil ikkunsmat, jitilqu, u l-inġiniera jibdew fittex modi aktar effettivi biex tilħaq il-miri tiegħek.
Bħalissa, il-fattur teknoloġiku tal-ajrudinamika huwa mgħotti b'saff oħxon ta 'trab tal-oblivion, iżda mhuwiex kompletament ġdid għad-disinjaturi. L-istorja tat-teknoloġija turi li anke fis-snin għoxrin, imħuħ avvanzati u inventivi bħall-Ġermaniż Edmund Rumpler u l-Ungeriż Paul Jaray (li ħoloq il-kult tat-Tatra T77) iffurmaw uċuħ issimplifikati u waqqfu l-pedamenti għal approċċ ajrudinamiku għad-disinn tal-karozzerija tal-karozza. Huma ġew segwiti mit-tieni mewġa ta 'speċjalisti ajrudinamiċi bħall-Baruni Reinhard von Kenich-Faxenfeld u Wunibald Kam, li żviluppaw l-ideat tagħhom fis-snin tletin.
Huwa ċar għal kulħadd li maż-żieda fil-veloċità jiġi limitu, li 'l fuq minnu r-reżistenza tal-arja ssir fattur kritiku fis-sewqan ta' karozza. Il-ħolqien ta' forom aerodinamikament ottimizzati jista' jċaqlaq dan il-limitu 'l fuq b'mod sinifikanti u huwa espress mill-hekk imsejjaħ koeffiċjent tal-fluss Cx, peress li valur ta' 1,05 għandu kubu maqlub perpendikulari mal-fluss tal-arja (jekk ikun imdawwar 45 grad tul l-assi tiegħu, sabiex it-tarf upstream tiegħu jitnaqqas għal 0,80). Madankollu, dan il-koeffiċjent huwa biss parti waħda mill-ekwazzjoni tar-reżistenza tal-arja - id-daqs taż-żona ta 'quddiem tal-karozza (A) għandu jiżdied bħala element essenzjali. L-ewwel mill-kompiti ta 'aerodinamiċi huwa li joħolqu uċuħ nodfa, aerodinamikament effiċjenti (fatturi li, kif se naraw, hemm ħafna fil-karozza), li finalment iwassal għal tnaqqis fil-koeffiċjent tal-fluss. Biex titkejjel dan tal-aħħar, tinħtieġ mina tar-riħ, li hija faċilità għalja u estremament kumplessa – eżempju ta’ dan huwa l-mina ta’ 2009 miljun ewro tal-BMW ikkummissjonata fl-170. L-aktar komponent importanti fih mhuwiex fann ġgant, li jikkonsma tant elettriku li jeħtieġ stazzjon tat-transformer separat, iżda stand tar-rombli preċiż li jkejjel il-forzi u l-mumenti kollha li l-ġett ta 'l-arja jeżerċita fuq il-karozza. Ix-xogħol tiegħu huwa li jevalwa l-interazzjoni kollha tal-karozza mal-fluss tal-arja u jgħin lill-ispeċjalisti jistudjaw kull dettall u jibdlu b'tali mod li mhux biss jagħmilha effiċjenti fil-fluss tal-arja, iżda wkoll skont ix-xewqat tad-disinjaturi. . Bażikament, il-komponenti ewlenin tat-tkaxkir li tiltaqa’ magħhom karozza ġejjin minn meta l-arja ta’ quddiemha tikkompressa u tiċċaqlaq u – xi ħaġa estremament importanti – mit-taqlib qawwi warajha fuq wara. Hemmhekk, tiġi ffurmata żona ta 'pressjoni baxxa li għandha t-tendenza li tiġbed il-karozza, li mbagħad titħallat mal-influwenza qawwija tal-vortiċi, li l-aerodinamiċi jsejħu wkoll "eċitazzjoni mejta". Għal raġunijiet loġiċi, wara l-mudelli tal-proprjetà, il-livell ta 'pressjoni mnaqqsa huwa ogħla, b'riżultat li l-koeffiċjent tal-fluss jiddeterjora.
Fatturi tal-ġibda aerodinamiċi
Dan tal-aħħar jiddependi mhux biss fuq fatturi bħall-forma ġenerali tal-karozza, iżda wkoll fuq partijiet u uċuħ speċifiċi. Fil-prattika, il-forma ġenerali u l-proporzjonijiet tal-karozzi moderni għandhom sehem ta '40 fil-mija tar-reżistenza totali tal-arja, li kwart minnha hija determinata mill-istruttura tal-wiċċ tal-oġġett u l-karatteristiċi bħal mirja, dwal, pjanċa tal-liċenzja u antenna. 10% tar-reżistenza tal-arja hija dovuta għall-fluss mit-toqob għall-brejkijiet, magna u gearbox. 20% huma r-riżultat ta 'vortiċi fid-diversi strutturi tal-art u tas-sospensjoni, jiġifieri dak kollu li jiġri taħt il-karozza. U l-iktar ħaġa interessanti hija li sa 30% tar-reżistenza tal-arja hija dovuta għall-vortiċi maħluqa madwar ir-roti u l-ġwienaħ. Dimostrazzjoni prattika ta 'dan il-fenomenu tagħti indikazzjoni ċara ta' dan - il-koeffiċjent tal-konsum minn 0,28 għal kull karozza jonqos għal 0,18 meta r-roti jitneħħew u t-toqob fil-ġwienaħ ikunu koperti bit-tlestija tal-forma tal-karozza. Mhux ta’ b’xejn li l-karozzi kollha b’kilometraġġ baxx sorprendentement, bħall-ewwel Honda Insight u l-karozza elettrika EV1 ta’ GM, għandhom fenders ta’ wara moħbija. Il-forma aerodinamika ġenerali u t-tarf ta 'quddiem magħluq, minħabba l-fatt li l-mutur elettriku m'għandux bżonn ħafna arja li tkessaħ, ippermettew lill-iżviluppaturi GM jiżviluppaw il-mudell EV1 b'fattur ta' fluss ta '0,195 biss. Il-mudell Tesla 3 għandu Cx 0,21. Biex tnaqqas il-vortiċi madwar ir-roti f'vetturi b'magni tal-kombustjoni interna, hekk imsejħa. "Purtieri ta 'l-arja" fil-forma ta' nixxiegħa vertikali rqiqa ta 'arja huma diretti mill-ftuħ fil-bamper ta' quddiem, jonfħu madwar ir-roti u jistabbilizzaw il-vortiċi. Il-fluss lejn il-magna huwa limitat minn shutters aerodinamiċi, u l-qiegħ huwa kompletament magħluq.
Aktar ma jkunu baxxi l-forzi mkejla mill-istand tar-romblu, iktar ikun baxx is-Cx. Skont l-istandard, huwa mkejjel b'veloċità ta '140 km / h - valur ta' 0,30, pereżempju, ifisser li 30 fil-mija tal-arja li tgħaddi minnha karozza taċċellera għall-veloċità tagħha. Fir-rigward taż-żona ta 'quddiem, il-qari tiegħu jeħtieġ proċedura ħafna aktar sempliċi - għal dan, bl-għajnuna ta' lejżer, il-kontorni esterni tal-karozza huma deskritti fil-qosor meta wieħed jaraha minn quddiem, u l-erja magħluqa f'metri kwadri hija kkalkulata. Sussegwentement jiġi mmultiplikat bil-fattur tal-fluss biex tinkiseb ir-reżistenza totali tal-arja tal-vettura f'metri kwadri.
Nirritornaw għall-kontorn storiku tad-deskrizzjoni aerodinamika tagħna, insibu li l-ħolqien taċ-ċiklu standardizzat tal-kejl tal-konsum tal-fjuwil (NEFZ) fl-1996 fil-fatt kellu rwol negattiv fl-evoluzzjoni aerodinamika tal-karozzi (li avvanzat b'mod sinifikanti fis-snin tmenin). ) minħabba li l-fattur aerodinamiku għandu ftit effett minħabba l-perjodu qasir ta 'moviment b'veloċità għolja. Għalkemm il-koeffiċjent tal-fluss jonqos maż-żmien, iż-żieda fid-daqs tal-vetturi f'kull klassi tirriżulta f'żieda fiż-żona ta 'quddiem u għalhekk żieda fir-reżistenza tal-arja. Karozzi bħall-VW Golf, Opel Astra u BMW 1980 Series kellhom reżistenza għall-arja ogħla mill-predeċessuri tagħhom fis-snin disgħin. Din it-tendenza hija msaħħa minn koorti ta 'mudelli SUV impressjonanti biż-żona ta' quddiem kbira tagħhom u t-traffiku li qed jiddeterjora. Dan it-tip ta’ karozza ġie kkritikat prinċipalment għall-piż enormi tiegħu, iżda fil-prattika dan il-fattur jieħu importanza relattiva aktar baxxa maż-żieda fil-veloċità - filwaqt li meta ssuq barra l-belt b’veloċità ta’ madwar 7 km / h, il-proporzjon tar-reżistenza tal-arja huwa madwar 1990 fil-mija, f'Fil-veloċitajiet ta 'l-awtostrada, tiżdied għal 90 fil-mija tat-tkaxkir totali li jiltaqa' magħhom il-vettura.
Tubu ajrudinamiku
Eżempju ieħor tar-rwol tar-reżistenza tal-arja fil-prestazzjoni tal-vettura huwa l-mudell tipiku ta 'Smart City. Karozza b'żewġ postijiet tista 'tkun ħafifa u ħafifa fit-toroq tal-belt, iżda korp qasir u proporzjonat tajjeb huwa estremament ineffiċjenti mil-lat aerodinamiku. Fl-isfond ta 'piż ħafif, ir-reżistenza tal-arja qed issir element dejjem aktar importanti u bl-Ismart tibda jkollha impatt qawwi b'veloċitajiet ta' 50 km / h. Mhux ta 'b'xejn li naqset mill-aspettattivi għal spiża baxxa minkejja d-disinn ħafif tagħha.
Minkejja n-nuqqasijiet ta 'Smart, madankollu, l-approċċ tal-kumpanija parent Mercedes għall-ajrudinamika jeżemplifica approċċ metodiku, konsistenti u proattiv għall-proċess tal-ħolqien ta' forom effiċjenti. Wieħed jista’ jargumenta li r-riżultati ta’ investimenti f’mini tar-riħ u xogħol iebes f’dan il-qasam jidhru b’mod speċjali f’din il-kumpanija. Eżempju partikolarment impressjonanti tal-effett ta 'dan il-proċess huwa l-fatt li l-Klassi S kurrenti (Cx 0,24) għandha inqas reżistenza għar-riħ mill-Golf VII (0,28). Fil-proċess li ssib aktar spazju ta 'ġewwa, il-forma tal-mudell kompatt kisbet żona frontali pjuttost kbira, u l-koeffiċjent tal-fluss huwa agħar minn dak tal-klassi S minħabba t-tul iqsar, li ma jippermettix uċuħ twal issimplifikati. u prinċipalment minħabba tranżizzjoni qawwija lejn in-naħa ta 'wara, li tippromwovi l-formazzjoni ta' vortiċi. Il-VW kienet soda li t-tmien ġenerazzjoni l-ġdida tal-Golf se jkollha ferm inqas reżistenza għall-arja u forma aktar baxxa u aktar ssimplifikata, iżda minkejja d-disinn il-ġdid u l-kapaċitajiet tal-ittestjar, dan kien ta’ sfida kbira għall-karozza. b'dan il-format. Madankollu, b'fattur ta '0,275, dan huwa l-aktar Golf ajrudinamiku li qatt sar. L-inqas proporzjon tal-konsum tal-fjuwil irreġistrat ta’ 0,22 għal kull vettura b’magna tal-kombustjoni interna huwa dak tal-Mercedes CLA 180 BlueEfficiency.
Il-vantaġġ tal-vetturi elettriċi
Eżempju ieħor tal-importanza tal-forma ajrudinamika kontra l-piż huma mudelli ibridi moderni u saħansitra aktar vetturi elettriċi. Fil-każ tal-Prius, pereżempju, il-ħtieġa għal forma ajrudinamika ħafna hija ddettata wkoll mill-fatt li hekk kif tiżdied il-veloċità, l-effiċjenza tal-powertrain ibrida tonqos. Fil-każ ta 'vetturi elettriċi, kull ħaġa relatata ma' kilometraġġ miżjud fil-modalità elettrika hija importanti ħafna. Skond l-esperti, telf ta 'piż ta' 100 kg iżid il-kilometraġġ tal-karozza bi ftit kilometri biss, iżda min-naħa l-oħra, l-ajrudinamika hija ta 'importanza kbira għal karozza elettrika. L-ewwel, minħabba li l-massa kbira ta 'dawn il-vetturi tippermettilhom jirkupraw ftit mill-enerġija kkunsmata mill-irkupru, u t-tieni, minħabba li t-torque għoli tal-mutur elettriku jippermettilha tikkumpensa għall-effett tal-piż waqt l-istartjar, u l-effiċjenza tagħha tonqos b'veloċitajiet għoljin u b'veloċitajiet għoljin. Barra minn hekk, l-elettronika tal-enerġija u l-mutur elettriku jeħtieġu inqas arja li tkessaħ, li tippermetti ftuħ iżgħar fuq quddiem tal-karozza, li, kif innutajna, hija l-kawża ewlenija ta ’fluss imnaqqas tal-ġisem. Element ieħor fil-motivazzjoni tad-disinjaturi biex joħolqu forom aktar aerodinamikament effiċjenti fil-mudelli ibridi plug-in moderni huwa l-modalità ta 'l-elettriku mingħajr aċċelerazzjoni biss, jew l-hekk imsejħa. tbaħħir. B'differenza mill-dgħajjes tal-qlugħ, fejn jintuża t-terminu u r-riħ irid iċaqlaq id-dgħajsa, fil-karozzi l-kilometraġġ li jaħdem bl-elettriku jiżdied jekk il-karozza jkollha inqas reżistenza għall-arja. Il-ħolqien ta 'forma ottimizzata ajrudinamikament huwa l-iktar mod kosteffettiv biex jitnaqqas il-konsum tal-fjuwil.
Il-koeffiċjenti tal-konsum ta 'xi karozzi famużi:
Mercedes Simplex
Manifattura 1904, Cx = 1,05
Vagun qatra Rumpler
Manifattura 1921, Cx = 0,28
Ford Mudell T.
Manifattura 1927, Cx = 0,70
Mudell sperimentali Kama
Manifatturat fl-1938, Cx = 0,36.
Karozza rekord Mercedes
Manifattura 1938, Cx = 0,12
VW Bus
Manifattura 1950, Cx = 0,44
Volkswagen "Fekruna"
Manifattura 1951, Cx = 0,40
Panhard Dina
Manifatturat fl-1954, Cx = 0,26.
Porsche 356 A.
Manifatturat fl-1957, Cx = 0,36.
MG EX 181
Produzzjoni tal-1957, Cx = 0,15
Citroen DS 19
Manifattura 1963, Cx = 0,33
NSU Sport Prince
Manifattura 1966, Cx = 0,38
Mercedes S 111
Manifattura 1970, Cx = 0,29
Volvo 245 Estate
Manifattura 1975, Cx = 0,47
Audi 100
Manifattura 1983, Cx = 0,31
Mercedes W 124
Manifattura 1985, Cx = 0,29
Lamborghini countach
Manifattura 1990, Cx = 0,40
Toyota Prius 1
Manifattura 1997, Cx = 0,29
