Wat is aërodinamika in die motor?
inhoud
As ons na historiese foto's van legendariese motormodelle kyk, sal iemand dadelik agterkom dat die liggaam van 'n voertuig al hoe hoekiger word as ons nader aan ons dae kom.
Dit is as gevolg van aërodinamika. Kom ons kyk wat is die eienaardigheid van hierdie effek, waarom dit belangrik is om die aerodinamiese wette in ag te neem, asook watter motors 'n slegte vaartbelyningskoëffisiënt het en watter goed is.
Wat is aerodinamika in die motor
Hoe vreemd dit ook mag klink, hoe vinniger die motor langs die pad beweeg, hoe meer is dit geneig om van die grond af te kom. Die rede is dat die lugvloei waarmee die voertuig bots, deur die motorbak in twee dele gesny word. Die een gaan tussen die bodem en die padoppervlak, en die ander een gaan oor die dak en gaan om die kontoer van die masjien.
As u van die kant af na die bakkas kyk, lyk dit visueel op 'n vliegtuigvleuel. Die eienaardigheid van hierdie element van die vliegtuig is dat die lugvloei oor die draai meer as in die reguit deel van die deel beweeg. As gevolg hiervan word 'n vakuum, of vakuum, oor die vlerk geskep. Met toenemende spoed lig hierdie krag die liggaam meer op.
'N Soortgelyke hefeffek word vir die motor geskep. Die stroomop vloei rondom die enjinkap, dak en stam, terwyl die stroomaf net om die bodem vloei. 'N Ander element wat addisionele weerstand skep, is die liggaamsdele naby die vertikale (radiatorrooster of voorruit).
Vervoer spoed beïnvloed die opheffing direk. Boonop skep die bakvorm met vertikale panele addisionele onstuimigheid, wat die voertuig se trekkrag verminder. Om hierdie rede heg die eienaars van baie klassieke motors met hoekige vorms, tydens afstemming, noodwendig 'n spoiler en ander elemente aan die bak wat die afwaartse krag van die motor verhoog.
Waarom is dit nodig?
Vaartbelyning laat lug vinniger deur die liggaam beweeg sonder onnodige draaikolke. As die voertuig belemmer word deur die verhoogde lugweerstand, sal die enjin meer brandstof verbruik, asof die voertuig ekstra vrag dra. Dit sal nie net die ekonomie van die motor beïnvloed nie, maar ook hoeveel skadelike stowwe deur die uitlaatpyp in die omgewing vrygestel sal word.
Ingenieurs van toonaangewende motorvervaardigers ontwerp motors met verbeterde lugdinamika en bereken die volgende aanwysers:
- Hoeveel lug moet die enjinkompie binnedring om die enjin natuurlik te laat afkoel;
- In watter liggaamsdele die vars lug vir die motorbinne gevoer sal word, asook waar dit gevoer sal word;
- Wat kan gedoen word om die lug minder geraas in die motor te maak;
- Die hysingskrag moet op elke as versprei word volgens die kenmerke van die bakvorm.
Al hierdie faktore word in ag geneem wanneer nuwe masjienmodelle ontwikkel word. En as vroeër die liggaamselemente dramaties kon verander, het wetenskaplikes vandag die ideaalste vorms ontwikkel wat 'n verminderde frontale hysingskoëffisiënt bied. Om hierdie rede kan baie modelle van die jongste generasie slegs van buite verskil deur klein veranderinge in die vorm van die verspreiders of vleuel in vergelyking met die vorige generasie.
Benewens padstabiliteit, kan lugdinamika bydra tot minder besoedeling van sekere liggaamsdele. Dus, in 'n botsing met 'n windvlaag aan die voorkant, sal vertikale ligte kopligte, buffer en voorruit vinniger vuil word van verpletterde klein insekte.
Om die negatiewe effek van lift te verminder, beoog motorvervaardigers om dit te verminder klaring tot die maksimum toelaatbare waarde. Die frontale effek is egter nie die enigste negatiewe krag wat die stabiliteit van die masjien beïnvloed nie. Ingenieurs 'balanseer' altyd tussen frontale en laterale vaartbelyning. Dit is onmoontlik om die ideale parameter in elke sone te bereik, en daarom maak spesialiste altyd 'n sekere kompromis wanneer hulle 'n nuwe tipe bak vervaardig.
Basiese aërodinamiese feite
Waar kom hierdie weerstand vandaan? Alles is baie eenvoudig. Rondom ons planeet is daar 'n atmosfeer wat uit gasvormige verbindings bestaan. Gemiddeld is die digtheid van die vaste lae van die atmosfeer (ruimte vanaf die grond tot die oog van die voël) ongeveer 1,2 kg / vierkante meter. As 'n voorwerp in beweging is, bots dit met gasmolekules waaruit die lug bestaan. Hoe hoër die spoed, hoe meer krag tref hierdie elemente die voorwerp. Om hierdie rede begin die ruimtetuig, wanneer die aarde se atmosfeer binnedring, sterk opwarm vanweë die krag van die wrywing.
Die heel eerste taak waarmee die ontwikkelaars van die nuwe modelontwerp die hoof bied, is hoe om weerstand te verminder. Hierdie parameter neem vier keer toe as die voertuig binne 4 km / u tot 60 km / u versnel. Beskou 'n klein voorbeeld om te verstaan hoe belangrik dit is.
Die gewig van die vervoer is 2 duisend kg. Vervoer versnel tot 36 km / h. In hierdie geval word slegs 600 watt krag bestee om hierdie krag te oorkom. Al die ander word bestee aan oorklokking. Maar al teen 'n snelheid van 108 km / h. 16 kW krag word reeds gebruik om frontale weerstand te oorkom. As u teen 'n snelheid van 250 km / h ry. die motor spandeer reeds soveel as 180 perdekrag aan sleepkrag. As die bestuurder die motor nog meer wil versnel, tot 300 kilometer per uur, moet die motor, benewens die krag om die spoed te verhoog, 310 perde verbruik om die frontale lugvloei te hanteer. Daarom het 'n sportmotor so 'n kragtige dryfkrag nodig.
Om die mees vaartbelynde, maar terselfdertyd baie gemaklike vervoer te ontwikkel, bereken ingenieurs die koëffisiënt Cx. Hierdie parameter in die beskrywing van die model is die belangrikste met betrekking tot die ideale liggaamsvorm. 'N Druppel water is ideaal in hierdie gebied. Sy het hierdie koëffisiënt van 0,04. Geen motorvervaardiger sal instem met so 'n oorspronklike ontwerp vir sy nuwe motormodel nie, hoewel daar al voorheen opsies in hierdie ontwerp was.
Daar is twee maniere om windweerstand te verminder:
- Verander die bakvorm sodat die lugvloei soveel as moontlik rondom die motor vloei;
- Maak die motor nou.
As die masjien beweeg, werk 'n vertikale krag daarop. Dit kan 'n onderdruk-effek hê, wat 'n positiewe uitwerking op trekkrag het. As u nie die druk op die motor verhoog nie, sal die resulterende draaikolk verseker dat die voertuig van die grond geskei word (elke vervaardiger probeer om hierdie effek soveel moontlik uit te skakel).
Aan die ander kant, terwyl die motor beweeg, werk die derde krag daarop - die sywaartse krag. Hierdie gebied is selfs minder beheerbaar, want dit word beïnvloed deur baie veranderlike hoeveelhede, soos 'n dwarswind as u reguit vorentoe ry of in die bochten draai. Die sterkte van hierdie faktor is onmoontlik om te voorspel, en ingenieurs waag dit nie en skep gevalle met 'n breedte wat 'n sekere kompromie in die Cx-verhouding kan maak.
Om vas te stel in watter mate die parameters van vertikale, frontale en laterale kragte in ag geneem kan word, stel voorste voertuigvervaardigers gespesialiseerde laboratoriums op wat aerodinamiese toetse doen. Afhangend van die materiële moontlikhede, kan hierdie laboratorium 'n windtunnel insluit, waarin die doeltreffendheid van die stroomlyn van vervoer onder 'n groot lugvloei nagegaan word.
Die ideaal is dat vervaardigers van nuwe motormodelle daarna streef om hul produkte op 'n koëffisiënt van 0,18 te bring (dit is vandag die ideaal), of om dit te oorskry. Niemand slaag egter nog in die tweede nie, want dit is onmoontlik om ander kragte wat op die masjien werk, uit te skakel.
Klem- en hefkrag
Hier is nog 'n nuanse wat die hantering van vervoer beïnvloed. In sommige gevalle kan sleep nie verminder word nie. 'N Voorbeeld hiervan is die F1-motors. Alhoewel hul lyf perfek vaartbelyn is, is die wiele oop. Hierdie sone hou produsente die meeste probleme in. Vir sulke vervoer is Cx tussen 1,0 en 0,75.
As die agterste draaikolk in hierdie geval nie uitgeskakel kan word nie, kan die vloei gebruik word om die trekkrag met die baan te verhoog. Hiervoor word addisionele onderdele op die liggaam geïnstalleer wat downforce skep. Die voorste buffer is byvoorbeeld toegerus met 'n spoiler wat verhoed dat hy van die grond af optel, wat uiters belangrik is vir 'n sportmotor. 'N Soortgelyke vlerk is aan die agterkant van die motor vasgemaak.
Die voorvleuel lei die vloei nie onder die motor nie, maar op die boonste deel van die bak. As gevolg hiervan is die neus van die voertuig altyd na die pad gerig. 'N Stofsuig vorm van onder af, en dit lyk asof die motor by die baan hou. Die agterste spoiler verhoed die vorming van 'n draaikolk agter die motor - die onderdeel breek die stroom voordat dit in die vakuumsone agter die voertuig begin insuig.
Klein elemente beïnvloed ook die vermindering van weerstand. Byvoorbeeld, die rand van die enjinkap van byna alle moderne motors bedek die vee-lemme. Aangesien die voorkant van die motor meestal aankomende verkeer teëkom, word daar selfs aandag gegee aan sulke klein elemente soos luginlaatafbuigers.
Wanneer u sportkarretjies installeer, moet u in ag neem dat die ekstra afwaartse krag die motor meer selfversekerd maak op die pad, maar terselfdertyd verhoog die rigtingvloei die weerstand. As gevolg hiervan sal die spits van sulke vervoer laer wees as sonder aërodinamiese elemente. Nog 'n negatiewe uitwerking is dat die motor meer gulsig raak. Dit is waar dat die uitwerking van die sportliggaamstel teen 'n snelheid van 120 kilometer per uur gevoel word, so in die meeste situasies op openbare paaie, is daar sulke besonderhede.
Swak sleepmodelle:
Modelle met goeie aërodinamiese weerstand:
Kyk ook na 'n kort video oor die lugdinamika van die motor:
2 комментария
Bogdan
Hallo. 'n Onwetende vraag.
As 'n motor teen 100 km/h teen 2000 rpm ry, en dieselfde motor ry teen 200 km/h teen 2000 rpm, sou die verbruik anders wees? Wat as dit anders is? Hoë waarde?
Of wat is die verbruik van die motor? Teen enjinspoed of spoed?
Mulţumesc
Tore
Verdubbeling van die spoed van 'n motor verdubbel die rolweerstand en verviervoudig die lugweerstand, dus is meer energie nodig. Dit beteken jy moet meer brandstof verbrand, selfs al is rpm konstant, dus druk jy die versneller en die spruitstukdruk neem toe en 'n groter massa lug kom elke silinder binne. Dit beteken jou enjin spuit meer brandstof in, so ja, selfs al bly jou RPM dieselfde, sal jy ongeveer 4.25 keer meer brandstof per km gebruik.