Zer da autoen aerodinamika?

Auto modelo mitikoen argazki historikoak ikusita, edonork berehala ohartuko da gure egunetara hurbildu ahala, ibilgailu baten gorputza gero eta angeluarragoa dela.

Hau aerodinamikari zor zaio. Ikus dezagun zein den efektu horren berezitasuna, zergatik den kontuan hartzea lege aerodinamikoak eta, gainera, zein auto duten arrazionalizazio koefiziente txarra eta zeintzuk diren onak.

Zer da autoen aerodinamika

Bitxia dirudien arren, autoa errepidean zenbat eta azkarrago mugitu, orduan eta gehiago joango da lurretik. Arrazoia da ibilgailuak talka egiten duen aire fluxua bi zatitan mozten duela autoaren karrozeriak. Bata hondoaren eta errepide zoruaren artean doa, eta bestea teilatuaren gainetik doa, eta makinaren sestra inguratzen du.

Autoaren karrozeria albo batetik begiratzen baduzu, ikusmenetik urrunetik hegazkinaren hegalaren antza izango du. Hegazkinaren elementu honen berezitasuna da bihurguneko aire-fluxuak zatiaren zati zuzenaren azpitik baino bide gehiago igarotzen duela. Horregatik, hutsa edo hutsa sortzen da hegalaren gainean. Abiadura handituz gero, indar horrek gorputza gehiago altxatzen du.

Igogailuaren antzeko efektua sortzen da autoarentzat. Ibaian gora boneta, teilatua eta enborra inguratzen da, eta ibaian behera hondoan. Erresistentzia osagarria sortzen duen beste elementu bat bertikaletik gertu dauden gorputz atalak dira (erradiadore sareta edo haizetakoa).

Garraio abiadurak zuzenean eragiten du altxatze efektua. Gainera, panel bertikalekin gorputzaren formak turbulentzia gehiago sortzen du eta horrek ibilgailuaren trakzioa murrizten du. Hori dela eta, forma angeluarrak dituzten auto klasiko askoren jabeek, sintonizatzean, nahitaez spoiler bat eta autoaren zorroa handitzea ahalbidetzen duten beste elementu batzuk eransten dituzte.

Zergatik da beharrezkoa

Arintzeari esker, aireak gorputzean zehar azkarrago bidaiatu dezake alferrikako zurrunbiloik gabe. Aire erresistentzia handiagoak eragozten duenean, motorrak erregai gehiago kontsumituko du, ibilgailuak karga gehigarria izango balu bezala. Horrek autoaren ekonomian ez ezik, ihes-hodiaren bidez ingurunera zenbat substantzia kaltegarri isuriko dituen ere eragingo du.

Aerodinamika hobetua duten autoak diseinatuz, auto fabrikatzaile nagusien ingeniariek adierazle hauek kalkulatzen dituzte:

• Zenbat aire sartu behar du motorren konpartimenduan motorrak hozte naturala egokia izan dadin;
• Gorputzeko zein ataletan hartuko den aire freskoa autoaren barrualdera, baita deskargatuko den lekura ere;
• Zer egin daiteke autoan aireak zarata gutxiago izan dezan;
• Jasotzeko indarra ardatz bakoitzera banatu behar da ibilgailuaren gorputzaren formaren ezaugarrien arabera.

Faktore horiek guztiak kontuan hartzen dira makina modelo berriak garatzerakoan. Eta lehenago gorputzeko elementuak izugarri alda zitezkeen, gaur egun zientzialariek dagoeneko garatu dituzte aurrealdeko igogailuaren koefiziente murriztua eskaintzen duten formarik idealenak. Hori dela eta, azken belaunaldiko modelo asko kanpotik aldatzen dira difusoreen edo hegalaren forman aurreko aldaketa txikiekin alderatuta.

Errepideen egonkortasunaz gain, aerodinamikak zenbait gorputzeko atalak gutxiago kutsatzen lagun dezake. Beraz, haize bolada frontal batekin talka eginda, bertikalki kokatutako faroak, parabrea eta haizetakoa azkarrago zikinduko dira intsektu txikiak apurtuta.

Igogailuaren eragin negatiboa murrizteko, automobilgileek murriztea dute helburu sakea onartzen den gehieneko balioa arte. Hala ere, aurreko efektua ez da makinaren egonkortasuna eragiten duen indar negatibo bakarra. Ingeniariek beti "orekatu" egiten dute aurrealdeko eta alboko korrontearen artean. Ezinezkoa da parametro aproposa lortzea zona bakoitzean, beraz, gorputz mota berria fabrikatzerakoan espezialistek beti egiten dute nolabaiteko konpromisoa.

Oinarrizko gertaera aerodinamikoak

Nondik dator erresistentzia hori? Dena oso erraza da. Gure planetaren inguruan konposatu gasoz osatutako atmosfera dago. Batez beste, atmosferako geruza solidoen dentsitatea (lurretik espazioa hegaztira) 1,2 kg / metro koadrokoa da. Objektu bat mugimenduan dagoenean, airea osatzen duten gas molekulekin talka egiten du. Zenbat eta abiadura handiagoa izan, orduan eta indar handiagoa izango dute elementu horiek objektuan. Hori dela eta, lurreko atmosferara sartzean espazio-ontzia marruskadura-indarretik indartsu berotzen hasten da.

Eredu diseinu berriaren garatzaileak aurre egiten saiatzen ari diren lehenengo lana arrastatzea nola murriztu da da. Parametro hau 4 aldiz handitzen da ibilgailua 60 km / h-tik 120 km / h-ra bitarteko tartean azeleratzen bada. Hau zein esanguratsua den ulertzeko, kontuan hartu adibide txiki bat.

Garraioaren pisua 2 mila kg da. Garraioak 36 km / h azeleratzen ditu. Kasu honetan, 600 watt potentzia baino ez dira gastatzen indar hori gainditzeko. Gainerako guztia overclockingean gastatzen da. Baina dagoeneko 108 km / h-ko abiaduran. 16 kW potentzia erabiltzen ari dira dagoeneko aurrealdeko erresistentzia gainditzeko. 250 km / h-ko abiaduran gidatzerakoan. autoak dagoeneko 180 zaldi botatzen ditu arrastatze indarrean. Gidariak autoa are gehiago bizkortu nahi badu, 300 kilometro / ordura arte, abiadura handitzeko potentziaz gain, motorrak 310 zaldi kontsumitu beharko ditu aurreko airearen jarioari aurre egiteko. Horregatik, kirol auto batek hain potentzia-tren indartsua behar du.

Garraio arrazionalena, baina, aldi berean, nahiko erosoa garatzeko, ingeniariek Cx koefizientea kalkulatzen dute. Ereduaren deskribapenean parametro hau da garrantzitsuena gorputzaren forma idealari dagokionez. Ur tanta batek tamaina ezin hobea du inguru horretan. 0,04 koefiziente hori du. Ez dago inolako automobilgilerik ados bere auto modelo berrirako hain jatorrizko diseinuarekin, nahiz eta diseinu horretan aukerak egon aurretik.

Haizearen erresistentzia murrizteko bi modu daude:

1. Aldatu gorputzaren forma, aire fluxua autoaren inguruan ahalik eta gehien isuri dadin;
2. Autoa estu egin.

Makina mugitzen ari denean, indar bertikal batek eragiten du gainean. Behera-presio efektua izan dezake eta horrek trakzioan eragin positiboa du. Autoan presioa handitzen ez baduzu, sortzen den zurrunbiloak ibilgailua lurretik bereiztea bermatuko du (fabrikatzaile bakoitza efektu hori ahalik eta gehien ezabatzen saiatuko da).

Bestalde, autoa mugitzen ari den bitartean, hirugarren indarrak gainean eragiten du - alboko indarrak. Eremu hau oraindik ez da hain kontrolagarria, hainbat kantitate aldakorrek eragiten baitute, hala nola haize gurutzatuak zuzen gidatzerakoan edo bihurguneak egitean. Faktore honen indarra ezinezkoa da aurreikustea, beraz ingeniariek ez dute arriskuan jartzen eta Cx erlazioan nolabaiteko konpromisoa egitea ahalbidetzen duen zabalera duten kasuak sortzen dituzte.

Indar bertikal, frontal eta alboko parametroak zenbateraino har daitezkeen zehazteko, ibilgailuen fabrikatzaile nagusienak proba aerodinamikoak egiten dituzten laborategi espezializatuak sortzen ari dira. Materialen aukeren arabera, laborategi honek haize tunela jar dezake, eta bertan garraioaren arintzeko eraginkortasuna aire fluxu handiaren bidez egiaztatzen da.

Egokiena, auto modelo berrien fabrikatzaileak beren produktuak 0,18 koefizientera eramaten ahalegintzen dira (gaur egun ideala da hori) edo gainditzen dute. Baina inork ez du oraindik bigarrenean arrakasta izan, ezinezkoa baita makinan eragiten duten beste indarrak desagerraraztea.

Finkatzeko eta jasotzeko indarra

Hona hemen garraioaren manipulazioan eragina duen beste ñabardura bat. Zenbait kasutan, arrastatzea ezin da minimizatu. Horren adibide F1 autoak dira. Haien gorputza guztiz zorrotza den arren, gurpilak zabalik daude. Zona horrek sortzen ditu arazo gehien ekoizleentzat. Garraio horietarako, Cx 1,0 eta 0,75 bitartekoa da.

Kasu honetan atzeko zurrunbiloa ezin bada ezabatu, emaria pistarekin trakzioa handitzeko erabil daiteke. Horretarako, zorroa sortzen duten pieza osagarriak instalatzen dira gorputzean. Adibidez, aurrealdeko babeslea lurretik altxatzea eragozten duen spoiler batekin hornituta dago, eta hori oso garrantzitsua da kirol auto batentzat. Antzeko hegal bat dago autoaren atzeko aldean.

Aurreko hegalak ez du autoaren azpian zuzentzen, baizik eta gorputzaren goiko aldean. Hori dela eta, ibilgailuaren sudurra errepidera zuzentzen da beti. Hutsa behetik sortzen da, eta autoa pistari itsasten zaio. Atzeko spoilerrak autoaren atzean zurrunbilo bat sortzea eragozten du.

Elementu txikiek ere eragiten dute arrastatzearen murrizketan. Adibidez, ia auto moderno guztien kanpaiaren ertzak garbigailuen palak estaltzen ditu. Autoaren aurrealdeak zirkulazioari aurre egiten dionez, airearen sarrerako deflektoreak bezalako elementu txikiei ere erreparatzen zaie.

Kirol-karrozerien kitak instalatzerakoan, kontuan izan behar duzu zoru gehigarriak autoak konfiantza handiagoa ematen diola errepidean, baina, aldi berean, norabide-fluxuak arrastoa areagotzen duela. Hori dela eta, garraio horren abiadura maximoa elementu aerodinamikorik gabe baino txikiagoa izango da. Beste efektu negatiboa da autoa nahiago izatea. Egia da, kirol karrozeriaren kitaren eragina orduko 120 kilometroko abiaduran sumatuko da, beraz, bide publikoetako egoera gehienetan horrelako xehetasunak.

Arrastatze eredu eskasak:

Sh 0,7 - Caterham 7

Cx 0,6 - UAZ (469, Hunter)

Cx 0,58 - Jeep Wrangler (TJ)

Cx 0,57 - Hummer (H2)

Cx 0,56 - VAZ "klasikoa" (01, 03, 05, 06, 07)

0,54 pisua - Mercedes-Benz (G klasea)

Cx 0,53 - VAZ 2121

Arrastatze aerodinamiko oneko ereduak:

Sh 0,18 - VW XL1

Cx 0,19 - GM EV1

Cx 0,21 - Tesla (3. eredua)

Cx 0,23 - Audi A4

Cx 0,23 - Mercedes-Benz CLA

Cx 0,23 - Mercedes-Benz (S 300h)

Cx 0,24 - Tesla S eredua

Cx 0,24 - Tesla (X eredua)

Cx 0,24 - Hyundai Sonata

Cx 0,24 - Toyota Prius

Cx 0,24 - Mercedes-Benz C klasea

Cx 0,25 - Audi A2

Cx 0,25 - Alfa Romeo (Giulia)

Cx 0,25 - Peugeot 508

Cx 0,25 - Honda Insight

Cx 0,26 - BMW (3 serie E90aren atzeko aldean)

Cx 0,26 - BMW i8

Cx 0,26 - Mercedes-Benz (B)

Cx 0,26 - Mercedes-Benz (E-Klasea)

Cx 0,26 - Jaguar XE

Cx 0,26 - Nissan GT-R

Cx 0,26 - Infiniti Q50

Gainera, ikusi autoaren aerodinamikari buruzko bideo laburra:

Autoen aerodinamika, zer da? Nola hobetu aerodinamika? Nola EZ egin hegazkinik auto batetik?