Chì hè l'aerodinamica di l'auto?
Cuntenuti
Fighjendu e fotografie storiche di mudelli di vitture legendarie, chiunque avverrà subitu chì quandu ci avvicinemu di i nostri ghjorni, u corpu di un veiculu diventa sempre menu angulare.
Questu hè dovutu à l'aerodinamica. Cunsideremu quale hè a peculiarità di questu effettu, perchè hè impurtante tene contu di e leggi aerodinamiche, è ancu di quali vitture anu un cattivu coefficiente di razionalizazione, è chì sò boni.
Cosa hè l'aerodinamica di a vittura
Per stranu chì pare, più veloce a vittura si move longu à a strada, più tenderà à sorte da a terra. U mutivu hè chì u flussu d'aria chì u veiculu collide cù hè tagliatu in duie parti da a carrozzeria. Unu passa trà u fondu è a superficia di a strada, è l'altru passa sopra u tettu, è gira intornu à u contornu di a macchina.
Se fighjate a carrozzeria da u latu, allora visivamente s'assumiglia à distanza à una ala di aereo. A peculiarità di questu elementu di l'aeromobile hè chì u flussu d'aria sopra a curva passa più percorsu ch'è sottu à a parte dritta di a parte. Per via di questu, un vacuum, o vacuum, hè creatu nantu à l'ala. Cù una velocità crescente, sta forza alza di più u corpu.
Un effettu di elevazione simile hè creatu per a vittura. U flussu à monte circonda u cofanu, u tettu è u troncu, mentre u flussu à monte circonda ghjustu u fondu. Un altru elementu chì crea una resistenza addiziunale hè a parte di u corpu vicinu à a verticale (griglia di radiatore o parabrezza).
A velocità di trasportu affetta direttamente l'effettu di elevazione. Inoltre, a forma di u corpu cù pannelli verticali crea turbulenza supplementare, chì riduce a trazione di u veiculu. Per questa ragione, i pruprietarii di parechje vitture classiche cù forme angulari, quandu si sintonizanu, necessariamente aghjunghjenu un spoiler è altri elementi à u corpu chì permettenu di aumentà a forza aerea di a vittura.
Perchè avete bisognu
A simplificazione permette à l'aria di viaghjà più veloce longu u corpu senza vortici inutili. Quandu u veiculu hè impeditu da a resistenza à l'aria aumentata, u mutore cunsumerà più carburante, cum'è se u veiculu porti carica addizionale. Questu hà da influenzà micca solu l'ecunumia di a vittura, ma ancu quantu sostanze dannose saranu liberate attraversu u tubu di scaricu in l'ambiente.
Prughjettendu vitture cù aerodinamica migliorata, ingegneri di i principali produttori di automobili calculanu i seguenti indicatori:
- Quantu aria deve entre in u scompartimentu di u mutore per chì u mutore ricevi un raffreddamentu naturale adeguatu;
- In quali parti di u corpu l'aria fresca serà presa per l'internu di a vittura, è ancu induve serà scaricatu;
- Ciò chì pò esse fattu per fà l'aria menu rumore in a vittura;
- A forza di sollevamentu deve esse distribuita à ogni assu in cunfurmità cù e caratteristiche di a forma di u corpu di u veiculu.
Tutti questi fattori sò presi in considerazione quandu si sviluppanu novi mudelli di macchine. È se prima l'elementi di u corpu pudianu cambià drammaticamente, oghje i scienziati anu digià sviluppatu e forme più ideali chì furniscenu un coefficiente riduttu di elevazione frontale. Per questa ragione, parechji mudelli di l'ultima generazione ponu differisce esternamente solu da cambiamenti minori in a forma di i diffusori o di l'ala in paragone cù a generazione precedente.
Oltre à a stabilità di a strada, l'aerodinamica pò cuntribuisce à menu cuntaminazione di certe parti di u corpu. Cusì, in una coliszione cù una raffa di ventu frontale, i fanali verticali situati, u paraurti è u parabrezza diventeranu sporchi più rapidamente da i picculi insetti sfracellati.
Per riduce l'effettu negativu di l'ascensore, i costruttori anu da scopu di riduce liquidazione finu à u valore massimu permissibile. Tuttavia, l'effettu frontale ùn hè micca l'unica forza negativa chì affetta a stabilità di a macchina. L'ingegneri sò sempre "equilibrati" trà simplificazione frontale è laterale. Hè impussibile d'ottene u parametru ideale in ogni zona, dunque, quandu fabricanu un novu tipu di corpu, i specialisti facenu sempre un certu cumprumessu.
Fatti aerodinamichi di basa
Da induve vene sta resistenza? Tuttu hè assai simplice. In ghjiru à u nostru pianeta ci hè un'atmosfera cumposta da cumposti gassosi. In media, a densità di i strati solidi di l'atmosfera (spaziu da a terra à a vista d'uccellu) hè di circa 1,2 kg / metru quadru. Quandu un ogettu hè in muvimentu, collide cù e molecule di gas chì formanu l'aria. Più a velocità hè alta, più forza sti elementi colpiscenu l'ughjettu. Per questa ragione, quandu entra in l'atmosfera terrestre, a navicella spaziale principia à scaldassi forte da a forza di frizione.
U primu compitu chì i sviluppatori di u novu mudellu di designu cercanu di affrontà hè cumu riduce a resistenza. Stu paràmetru aumenta di 4 volte se u veiculu accelera in u intervallu da 60 km / h à 120 km / h. Per capisce quantu hè significativu questu, cunsiderate un picculu esempiu.
U pesu di u trasportu hè di 2 mila kg. U trasportu accelera à 36 km / h. In questu casu, solu 600 watt di putenza sò spesi per superà sta forza. Tuttu u restu hè passatu per u overclocking. Ma dighjà à una velocità di 108 km / h. 16 kW di putenza sò dighjà aduprati per superà a resistenza frontale. Quandu si cunduce à una velocità di 250 km / h. a vittura spende dighjà quant'è 180 cavalli in resistenza. Se u cunduttore vole accelerà a vittura ancu di più, finu à 300 chilometri / ora, in più di u putere per aumentà a velocità, u mutore hà da cunsumà 310 cavalli per affrontà u flussu d'aria frontale. Hè per quessa chì una vittura sportiva hà bisognu di un sistema di trasmissione cusì putente.
Per sviluppà u trasportu più simplificatu, ma à u listessu tempu abbastanza cunfortu, l'ingegneri calculanu u coefficiente Cx. Stu parametru in a descrizzione di u mudellu hè u più impurtante in termini di forma ideale di u corpu. Una goccia d'acqua hà una dimensione ideale in questa zona. Hà stu coefficiente di 0,04. Nisun fabricatore di veiculi ùn accunsenteria à un tale design originale per u so novu mudellu di vittura, ancu se ci sò state opzioni in questu cuncepimentu prima.
Ci hè dui modi per riduce a resistenza à u ventu:
- Cambiate a forma di u corpu in modu chì u flussu di l'aria scorri intornu à a vittura u più pussibule;
- Fate a vittura stretta.
Quandu a macchina si move, una forza verticale agisce annantu. Pò avè un effettu di pressione bassa, chì hà un effettu pusitivu nantu à a trazione. Se ùn aumentate micca a pressione nantu à a vittura, u vortice resultante assicurerà a separazione di u veiculu da a terra (ogni fabbricante cerca di eliminà questu effettu u più pussibule).
D'altra parte, mentre a vittura hè in muvimentu, a terza forza agisce nantu à ella - a forza laterale. Questa zona hè ancu menu cuntrullabile in quantu hè influenzata da parechje quantità variabili, cum'è un ventu trasversale quandu si conduce drittu avanti o in curva. A forza di stu fattore hè impussibile di prevede, cusì l'ingegneri ùn risicheghjanu micca è creanu casi cù una larghezza chì permette di fà un certu cumprumissu in u raportu Cx.
Per determinà in chì misura i parametri di e forze verticale, frontale è laterale ponu esse presi in considerazione, i principali produttori di veiculi stanu istituendu laboratori specializati chì cunducenu test aerodinamici. A seconda di e pussibilità materiali, stu laburatoriu pò cuntene un tunnel di u ventu, in quale l'efficienza di a simplificazione di u trasportu hè verificata sottu un grande flussu d'aria.
Idealmente, i pruduttori di novi mudelli di vitture si sforzanu sia di portà i so prudutti à un coefficiente di 0,18 (oghje hè l'ideale), sia di superallu. Ma nimu hà ancu riesciutu in u secondu, perchè hè impussibile eliminà altre forze chì agiscenu nantu à a macchina.
Forza di serraggio è di sollevamentu
Eccu un'altra sfumatura chì affetta a gestione di i trasporti. In certi casi, u trascinamentu ùn pò micca esse minimizatu. Un esempiu di questu hè a vittura F1. Ancu se u so corpu hè perfettamente simplificatu, e rote sò aperte. Questa zona pone i più prublemi per i pruduttori. Per tale trasportu, Cx hè in u intervallu da 1,0 à 0,75.
Se u vortice posteriore ùn pò micca esse eliminatu in questu casu, allora u flussu pò esse adupratu per aumentà a trazione cù a pista. Per questu, parti addiziunali sò installate nantu à u corpu chì creanu forza aerea. Per esempiu, u paraurti frontale hè dotatu di un spoiler chì impedisce ch'ellu si elevi da a terra, ciò chì hè estremamente impurtante per una vittura sportiva. Una ala simile hè attaccata à u fondu di a vittura.
L'ala anteriore dirige u flussu micca sottu à a vittura, ma nantu à a parte superiore di u corpu. Per via di questu, u nasu di u veiculu hè sempre direttu versu a strada. Un vacuum si forma da sottu, è a vittura pare attaccà à a pista. U spoiler posteriore impedisce a furmazione di un vortice daretu à a vittura - a parte rompe u flussu prima di cumincià à esse aspirata in a zona di u vuoto daretu à u veiculu.
Elementi chjuchi influenzanu ancu a riduzzione di a trascinazione. Per esempiu, u bordu di u cappucciu di guasi tutte e vitture muderne copre i spazzole. Postu chì a parte anteriore di a vittura incontra a maiò parte di u trafficu chì vene, si presta attenzione ancu à elementi cusì chjucu cum'è deflettori di entrata d'aria.
Quandu si stallanu kit sportivi di carrozzeria, bisogna à piglià in contu chì a forza aerea addizionale rende a vittura più sicura nantu à a strada, ma in listessu tempu u flussu direzionale aumenta a resistenza. Per via di questu, a velocità massima di tali trasporti serà più bassa ch'è senza elementi aerodinamichi. Un altru effettu negativu hè chì a vittura diventa più vorace. Hè veru, l'effettu di u kit sportiu di u corpu si senterà à velocità di 120 chilometri à l'ora, cusì in a maiò parte di e situazioni nantu à e strade publiche tali dettagli.
Poveri mudelli di trascinamentu:
Modelli cù una bona resistenza aerodinamica
Inoltre, guardate un breve video nantu à l'aerodinamica di a vittura:
Cumunitati 2
Bogdan
Bonghjornu. Una quistione ignorante.
Sì una vittura andava à 100km/h à 2000 rpm, è a stessa vittura andava à 200km/h à 2000 rpm, u cunsumu serà diversu ? E s'ellu hè diversu? Altu valore?
O chì hè u cunsumu di a vittura? À a velocità di u mutore o à a vitezza ?
Mulțumesc
Straziatu
Duppià a vitezza di una vittura radduppia a resistenza di rollu è quadruplica a resistenza di l'aria, cusì hè necessariu più energia. Questu significa chì avete bisognu di brusgià più carburante, ancu s'è rpm hè custante, cusì pressu l'acceleratore è a pressione di u manifold aumenta è una massa più grande d'aria entra in ogni cilindru. Questu significa chì u vostru mutore injecte più carburante, cusì sì, ancu s'è u vostru RPM resta u listessu, aduprà circa 4.25 volte più carburante per km.