Llif cythryblus
Cynnwys
Sut mae technoleg fodern yn newid aerodynameg ceir
Mae ymwrthedd aer isel yn helpu i leihau'r defnydd o danwydd. Yn hyn o beth, fodd bynnag, mae cyfleoedd aruthrol i ddatblygu. Hyd yn hyn, wrth gwrs, mae arbenigwyr aerodynameg yn cytuno â barn y dylunwyr.
"Aerodynameg i'r Rhai Sy'n Ni All Gwneud Beiciau Modur." Siaradwyd y geiriau hyn gan Enzo Ferrari yn y 60au ac maent yn dangos yn glir agwedd llawer o ddylunwyr yr amser hwnnw tuag at yr agwedd dechnolegol hon ar y car. Fodd bynnag, dim ond deng mlynedd yn ddiweddarach y daeth yr argyfwng olew cyntaf a newidiodd eu system gyfan o werthoedd yn radical. Amseroedd pan fydd yr holl rymoedd gwrthiant yn symudiad y car, ac yn enwedig y rhai sy'n codi o ganlyniad i'w daith trwy'r haenau aer, yn cael eu goresgyn gan atebion technegol helaeth, megis cynyddu dadleoliad a phwer peiriannau, waeth faint o danwydd sy'n cael ei ddefnyddio, maen nhw'n diflannu, a pheirianwyr yn dechrau. edrychwch am ffyrdd mwy effeithiol o gyflawni'ch nodau.
Ar hyn o bryd, mae ffactor technolegol aerodynameg wedi'i orchuddio â haen drwchus o lwch ebargofiant, ond nid yw'n hollol newydd i ddylunwyr. Mae hanes technoleg yn dangos, hyd yn oed yn yr ugeiniau, bod ymennydd datblygedig a dyfeisgar fel yr Almaenwr Edmund Rumpler a’r Hwngari Paul Jaray (a greodd gwlt y Tatra T77) yn siapio arwynebau symlach ac yn gosod y sylfeini ar gyfer dull aerodynamig o ddylunio corff ceir. Fe'u dilynwyd gan ail don o arbenigwyr aerodynamig fel y Barwn Reinhard von Kenich-Faxenfeld a Wunibald Kam, a ddatblygodd eu syniadau yn y 1930au.
Mae'n amlwg i bawb, gyda chyflymder cynyddol, y daw terfyn, a bod gwrthiant aer yn dod yn ffactor hollbwysig wrth yrru car uwchlaw hynny. Gall creu siapiau wedi'u optimeiddio'n aerodynamig symud y terfyn hwn i fyny'n sylweddol ac fe'i mynegir gan y cyfernod llif Cx fel y'i gelwir, gan fod gan werth 1,05 giwb wedi'i wrthdroi'n berpendicwlar i'r llif aer (os caiff ei gylchdroi 45 gradd ar hyd ei echelin, fel bod mae ei ymyl i fyny'r afon yn cael ei ostwng i 0,80). Fodd bynnag, dim ond un rhan o'r hafaliad gwrthiant aer yw'r cyfernod hwn - rhaid ychwanegu maint ardal flaen y car (A) fel elfen hanfodol. Y cyntaf o dasgau aerodynameg yw creu arwynebau glân, aerodynamig effeithlon (y mae llawer ohonynt, fel y gwelwn, yn y car), sydd yn y pen draw yn arwain at ostyngiad yn y cyfernod llif. I fesur yr olaf, mae angen twnnel gwynt, sy'n gyfleuster costus a hynod gymhleth - enghraifft o hyn yw twnnel 2009 miliwn ewro BMW a gomisiynwyd yn 170. Nid ffan enfawr yw'r gydran bwysicaf ynddo, sy'n defnyddio cymaint o drydan fel bod angen gorsaf drawsnewidydd ar wahân arno, ond stand rholer cywir sy'n mesur yr holl rymoedd ac eiliadau y mae'r jet aer yn eu rhoi ar y car. Ei waith yw gwerthuso holl ryngweithiad y car gyda'r llif aer a helpu'r arbenigwyr i astudio pob manylyn a'i newid yn y fath fodd fel ei fod nid yn unig yn ei wneud yn effeithlon yn y llif aer, ond hefyd yn unol â dymuniadau'r dylunwyr. . Yn y bôn, mae'r prif gydrannau llusgo y mae car yn dod ar eu traws yn dod pan fydd yr aer o'i flaen yn cywasgu ac yn symud a - rhywbeth hynod bwysig - o'r cynnwrf dwys y tu ôl iddo yn y cefn. Yno, mae parth pwysedd isel yn cael ei ffurfio sy'n dueddol o dynnu'r car, sydd yn ei dro yn cymysgu â dylanwad cryf y fortecs, y mae aerodynamegwyr hefyd yn ei alw'n "excitation marw". Am resymau rhesymegol, y tu ôl i fodelau ystad, mae lefel y pwysau llai yn uwch, ac o ganlyniad mae'r cyfernod llif yn dirywio.
Ffactorau llusgo aerodynamig
Mae'r olaf yn dibynnu nid yn unig ar ffactorau megis siâp cyffredinol y car, ond hefyd ar rannau ac arwynebau penodol. Yn ymarferol, mae gan siâp a chyfrannau cyffredinol ceir modern gyfran o 40 y cant o gyfanswm ymwrthedd aer, y mae chwarter ohono'n cael ei bennu gan strwythur wyneb gwrthrych a nodweddion megis drychau, goleuadau, plât trwydded, ac antena. Mae 10% o'r gwrthiant aer oherwydd y llif trwy'r tyllau i'r breciau, yr injan a'r blwch gêr. Mae 20% yn ganlyniad i fortecs yn y gwahanol strwythurau llawr ac atal, hynny yw, popeth sy'n digwydd o dan y car. A'r peth mwyaf diddorol yw bod hyd at 30% o'r gwrthiant aer yn ganlyniad i'r vortices a grëwyd o amgylch yr olwynion a'r adenydd. Mae arddangosiad ymarferol o'r ffenomen hon yn rhoi arwydd clir o hyn - mae'r cyfernod defnydd o 0,28 y car yn gostwng i 0,18 pan fydd yr olwynion yn cael eu tynnu ac mae'r tyllau yn yr adain wedi'u gorchuddio â chwblhau siâp y car. Nid yw'n gyd-ddigwyddiad bod gan bob car milltiredd rhyfeddol o isel, fel y car trydan Honda Insight cyntaf a EV1 GM, ffenders cefn cudd. Roedd y siâp aerodynamig cyffredinol a'r pen blaen caeedig, oherwydd y ffaith nad oes angen llawer iawn o aer oeri ar y modur trydan, yn caniatáu i'r datblygwyr GM ddatblygu'r model EV1 gyda chyfernod llif o 0,195 yn unig. Mae gan fodel Tesla 3 Cx 0,21. Er mwyn lleihau'r fortecs o amgylch yr olwynion mewn cerbydau â pheiriannau hylosgi mewnol, fel y'u gelwir. Mae "llenni aer" ar ffurf llif fertigol tenau o aer yn cael eu cyfeirio o'r agoriad yn y bumper blaen, gan chwythu o amgylch yr olwynion a sefydlogi'r forticau. Mae'r llif i'r injan wedi'i gyfyngu gan gaeadau aerodynamig, ac mae'r gwaelod wedi'i gau'n llwyr.
Po isaf yw'r grymoedd a fesurir gan y stand rholer, yr isaf yw'r Cx. Yn ôl y safon, caiff ei fesur ar gyflymder o 140 km / h - mae gwerth 0,30, er enghraifft, yn golygu bod 30 y cant o'r aer y mae car yn mynd trwyddo yn cyflymu i'w gyflymder. O ran yr ardal flaen, mae angen gweithdrefn lawer symlach ar ei ddarlleniad - ar gyfer hyn, gyda chymorth laser, mae cyfuchliniau allanol y car yn cael eu hamlinellu wrth edrych arnynt o'r blaen, a chyfrifir yr ardal gaeedig mewn metrau sgwâr. Yna caiff ei luosi â'r ffactor llif i gael cyfanswm gwrthiant aer y cerbyd mewn metrau sgwâr.
Gan ddychwelyd at amlinelliad hanesyddol ein disgrifiad aerodynamig, canfyddwn fod creu'r cylch mesur defnydd tanwydd safonol (NEFZ) ym 1996 mewn gwirionedd wedi chwarae rhan negyddol yn esblygiad aerodynamig ceir (a ddatblygodd yn sylweddol yn yr 1980au). ) oherwydd ychydig iawn o effaith sydd gan y ffactor aerodynamig oherwydd y cyfnod byr o symudiad cyflym. Er bod y cyfernod llif yn lleihau dros amser, mae cynyddu maint cerbydau ym mhob dosbarth yn arwain at gynnydd yn yr ardal flaen ac felly cynnydd mewn ymwrthedd aer. Roedd gan geir fel y VW Golf, Opel Astra a Cyfres BMW 7 ymwrthedd aer uwch na'u rhagflaenwyr yn y 1990au. Mae'r duedd hon yn cael ei hysgogi gan garfan o fodelau SUV trawiadol gyda'u hardal flaen fawr a thraffig sy'n dirywio. Mae'r math hwn o gar wedi'i feirniadu'n bennaf am ei bwysau enfawr, ond yn ymarferol mae'r ffactor hwn yn cymryd pwysigrwydd cymharol is gyda chyflymder cynyddol - wrth yrru y tu allan i'r ddinas ar gyflymder o tua 90 km / h, mae cyfran y gwrthiant aer yn tua 50 y cant, yn Ar gyflymder priffyrdd, mae'n cynyddu i 80 y cant o gyfanswm y llusgiad y mae'r cerbyd yn dod ar ei draws.
Tiwb aerodynamig
Enghraifft arall o rôl gwrthiant aer ym mherfformiad cerbydau yw'r model dinas Smart nodweddiadol. Gall car dwy sedd fod yn gyfeillgar ac yn gyfeillgar ar strydoedd y ddinas, ond mae corff byr a chymesur yn hynod aneffeithlon o safbwynt aerodynamig. Yn erbyn cefndir pwysau ysgafn, mae gwrthiant aer yn dod yn elfen gynyddol bwysig a gyda'r Smart mae'n dechrau cael effaith gref ar gyflymder o 50 km yr awr. Nid yw'n syndod nad oedd yn cyrraedd y disgwyliadau ar gyfer cost isel er gwaethaf ei ddyluniad ysgafn.
Er gwaethaf diffygion Smart, fodd bynnag, mae ymagwedd y rhiant-gwmni Mercedes at aerodynameg yn enghraifft o ddull trefnus, cyson a rhagweithiol o greu siapiau effeithlon. Gellir dadlau bod canlyniadau buddsoddiadau mewn twneli gwynt a gwaith caled yn y maes hwn yn arbennig o amlwg yn y cwmni hwn. Enghraifft arbennig o drawiadol o effaith y broses hon yw'r ffaith bod gan y Dosbarth S presennol (Cx 0,24) lai o wrthwynebiad gwynt na'r Golf VII (0,28). Yn y broses o ddod o hyd i fwy o le mewnol, mae siâp y model cryno wedi cael ardal flaen eithaf mawr, ac mae'r cyfernod llif yn waeth na'r dosbarth S oherwydd y hyd byrrach, nad yw'n caniatáu ar gyfer arwynebau hir symlach. ac yn bennaf oherwydd trawsnewidiad sydyn i'r cefn, gan hyrwyddo ffurfio vortices. Roedd VW yn bendant y byddai gan yr wythfed cenhedlaeth newydd Golff gryn dipyn yn llai o wrthiant aer a siâp is a symlach, ond er gwaethaf y galluoedd dylunio a phrofi newydd, roedd hyn yn hynod heriol i'r car. gyda'r fformat hwn. Fodd bynnag, gyda ffactor o 0,275, dyma'r Golff mwyaf aerodynamig a wnaed erioed. Y gymhareb defnydd tanwydd isaf a gofnodwyd o 0,22 fesul cerbyd ag injan hylosgi mewnol yw'r Mercedes CLA 180 BlueEfficiency.
Mantais cerbydau trydan
Enghraifft arall o bwysigrwydd siâp aerodynamig yn erbyn cefndir pwysau yw modelau hybrid modern a hyd yn oed yn fwy felly cerbydau trydan. Yn achos y Prius, er enghraifft, mae'r angen am siâp aerodynamig iawn hefyd yn cael ei bennu gan y ffaith, wrth i gyflymder gynyddu, bod effeithlonrwydd y powertrain hybrid yn lleihau. Yn achos cerbydau trydan, mae unrhyw beth sy'n gysylltiedig â milltiroedd uwch yn y modd trydan yn hynod bwysig. Yn ôl arbenigwyr, bydd colli pwysau o 100 kg yn cynyddu milltiroedd y car o ddim ond ychydig gilometrau, ond ar y llaw arall, mae aerodynameg o'r pwys mwyaf i gar trydan. Yn gyntaf, oherwydd bod màs mawr y cerbydau hyn yn caniatáu iddynt adfer peth o'r egni a ddefnyddir gan yr adferiad, ac yn ail, oherwydd bod trorym uchel y modur trydan yn caniatáu iddo wneud iawn am effaith pwysau wrth gychwyn, ac mae ei effeithlonrwydd yn gostwng ar gyflymder uchel a chyflymder uchel. Yn ogystal, mae'r electroneg pŵer a'r modur trydan yn gofyn am lai o aer oeri, sy'n caniatáu ar gyfer agoriad llai o flaen y car, a dyna, fel y gwnaethom nodi, yw prif achos llai o lif y corff. Elfen arall wrth ysgogi dylunwyr i greu ffurfiau mwy effeithlon yn aerodynameg mewn modelau hybrid plug-in modern yw'r modd trydan dim cyflymiad, neu'r hyn a elwir. hwylio. Yn wahanol i gychod hwylio, lle mae'r term yn cael ei ddefnyddio a'r gwynt yn gorfod symud y cwch, mewn ceir byddai milltiroedd sy'n cael eu pweru gan drydan yn cynyddu pe bai gan y car lai o wrthwynebiad aer. Creu siâp sydd wedi'i optimeiddio'n aerodynamig yw'r ffordd fwyaf cost-effeithiol i leihau'r defnydd o danwydd.
Cyfernodau defnydd rhai ceir enwog:
Mercedes Simplex
Gweithgynhyrchu 1904, Cx = 1,05
Wagon gollwng Rumpler
Gweithgynhyrchu 1921, Cx = 0,28
Model T Ford
Gweithgynhyrchu 1927, Cx = 0,70
Model arbrofol Kama
Gweithgynhyrchwyd ym 1938, Cx = 0,36.
Car recordio Mercedes
Gweithgynhyrchu 1938, Cx = 0,12
Bws VW
Gweithgynhyrchu 1950, Cx = 0,44
Volkswagen "Crwban"
Gweithgynhyrchu 1951, Cx = 0,40
Panhard Dina
Gweithgynhyrchwyd ym 1954, Cx = 0,26.
Porsche 356 A.
Gweithgynhyrchwyd ym 1957, Cx = 0,36.
MG EX 181
Cynhyrchiad 1957, Cx = 0,15
Citroen DS 19
Gweithgynhyrchu 1963, Cx = 0,33
NSU Sport Prince
Gweithgynhyrchu 1966, Cx = 0,38
Mercedes S 111
Gweithgynhyrchu 1970, Cx = 0,29
Ystâd Volvo 245
Gweithgynhyrchu 1975, Cx = 0,47
Audi 100
Gweithgynhyrchu 1983, Cx = 0,31
Mercedes W 124
Gweithgynhyrchu 1985, Cx = 0,29
Countach Lamborghini
Gweithgynhyrchu 1990, Cx = 0,40
Toyota Prius 1
Gweithgynhyrchu 1997, Cx = 0,29
