Коэффициент аэродинамического сопротивления автомобилей таблица

Коэффициент аэродинамического сопротивления автомобилей таблица

3.3. Аэродинамическое сопротивление

На расход топлива, в особенности при больших скоростях движения, значительное влияние оказывает сопротивление воздуха (аэродинамическое сопротивление), сила аэродинамического сопротивления пропорциональна квадрату скорости и рассчитывается по формуле

где S — площадь фронтальной проекции автомобиля, м 2 ; v — скорость движения автомобиля относительно воздуха, м/с; ρ — плотность воздуха, кг/м 3 ; с_х — коэффициент аэродинамического сопротивления (1).

Мощность двигателя, необходимая для преодоления аэродинамического сопротивления, пропорциональна, следовательно, кубу скорости:

где v — относительная скорость движения автомобиля, км/ч.

Коэффициент аэродинамического сопротивления, как видно из табл. 3, изменяется в широком диапазоне в зависимости от формы кузова автомобиля.

Таблица 3. Аэродинамическое сопротивление различных автомобилей

Коэффициент аэродинамического сопротивления устанавливается продувкой автомобиля или его макета в аэродинамической трубе или приближенно в ходе эксплуатационных испытаний. При испытаниях в аэродинамической трубе на макетах получаются менее точные значения, чем при тех же испытаниях на реальных автомобилях. Это вызвано тем, что на изменение сопротивления воздуха оказывают влияние неточности изготовления некоторых узлов и деталей автомобиля: ручек дверей, днища кузова, бамперов, зеркал заднего вида и т. д. Кроме того, значительное влияние на величину с_х оказывает воздух, проходящий в кузов для охлаждения и вентиляции.

При больших скоростях движения автомобиля аэродинамическое сопротивление является преобладающим.

На рис. 4 показано КЩ изменение мощностей, необходимых для преодоления сопротивления качению N_f и аэродинамического сопротивления Nv в зависимости от скорости v для автомобиля среднего класса. При скорости 60 км/ч мощности, необходимые для преодоления сопротивления качению и аэродинамического сопротивления, равны, что характерно для данного вида автомобилей. По сумме потребляемых мощностей можно убедиться в важном значении аэродинамического сопротивления. При скорости 80 км/ч мощность, затрачиваемая на его преодоление, в 4 раза больше, чем при скорости 40 км/ч, а при скорости выше, чем 120 км/ч, общая мощность, необходимая для движения, растет почти пропорционально кубу скорости автомобиля.

Рис. 4. Мощность, затрачиваемая на преодоление сопротивлений движению. Масса автомобиля 1350 кг, площадь фронтальной проекции автомобиля S = 2 м 2 , коэффициент сопротивления качению f = 0,015, коэффициент аэродинамического сопротивления с_х = 0,456

При определении мощности двигателя, необходимой для достижения максимальной скорости, большей той, которую обеспечивает номинальная мощность установленного на автомобиле двигателя, можно использовать без значительной ошибки следующее соотношение:

где N₂ — требуемая мощность, кВт; N₁ — достигнутая максимальная мощность, кВт; v₂ — требуемая скорость, км/ч; v₁ — достигнутая максимальная скорость, км/ч.

Через точку X — максимальная мощность N₁ при максимальной скорости v₁ — проведена кривая зависимости мощности от куба скорости. Разница между этой кривой и линией мощности, требуемой для движения при максимальной скорости, незначительна.

Показанная сумма мощностей сопротивления качению N_f и аэродинамического сопротивления Nv представляет собой мощность сопротивления равномерному движению автомобиля по горизонтальному участку дороги при безветрии.

Автомобильный справочник

для настоящих любителей техники

Автомобильные кузова

Автомобиль давно не является только средством передвижения. Сегодня он является неотъемлемой частью нашей жизни. Поэтому автомобили стали такими многоликими, стремясь удовлетворить самым разнообразным потребностям покупателей. В настоящее время на авторынке представлено большое разнообразие моделей, отличающихся по типу кузова. В этом разделе мы рассмотрим автомобильные кузова.

Систематизация транспортных средств

Классификация транспортных средств по ЕСЕ

Классификация автомобилей по ЕСЕ (Economic Commission of Europe, Европейская комиссия по экономике), R.E. З (Consolidated Resolution on the Construction of Vehicles, консолидиро­ванная резолюция по автомобилестроению).

Категория L

Транспортные средства с двумя или тремя колесами.

Категория М

Автомобили не менее чем с четырьмя коле­сами, предназначенные для перевозки пас­сажиров.

Категории М₂ и М₃ подразделяются на под­категории (только с сиденьями, с сиденьями и местами для проезда стоя, категории I-III и А и В).

Категория N

Автомобили не менее чем с четырьмя коле­сами, предназначенные для перевозки гру­зов.

Категория О

Прицепы и полуприцепы

Автомобили категорий М,N и O могут осна­щаться специальным оборудованием, напри­мер, «дом на колесах», автомобиль скорой помощи.

Существуют также классификации машин для сельского и лесного хозяйства и других внедорожных машин (Категория G).

Классификация транспортных средств в США

Фундаментальные определения автомоби­лей в 49 CFR Part 523 “Vehicle Classification” (CFR, Кодекс федеральных правил США ): че­тырехколесные автомобили с разрешенной полной массой до 10 000 фунтов, работаю­щие на углеводородном или альтернативном топливе, предназначенные для эксплуатации на дорогах общего пользования.

Дальнейшее подразделение на легковые автомобили для перевозки не более десяти человек и легкие грузовики, отвечающие одному из следующих требований:

• Более 10 посадочных мест;
• Открытая грузовая площадка (пикапы);
• Грузовой отсек больше пассажирского;
• Предназначены для внедорожной эксплуа­тации.

Автомобильные кузова (легковые автомобили)

Внутренние размеры автомобиля

Размеры кузова автомобиля зависят от формы кузова, типа привода, совокупности использованного оборудования, желательных внутренних размеров, объема багажного от­деления и ряда других факторов (например, комфорт, безопасность при эксплуатации) (рис. «Типичные внутренние и наружные размеры автомобиля»). Сидячие места конструируются со­гласно законам эргономики и с помощью ма­некенов или пространственных CAD-моделей (DIN, SAE, RAMSIS): манекен по стандарту DIN 33408 , для мужчин (5-й, 50-й, и 95-й процентиль) и женщин (1-й, 5-й и 95-й процентиль). Например, манекен 5-го процентиля пред­ставляет собой «маленький» размер тела, т.е. только 5% населения имеет меньшие размеры тела, в то время как у 95% тела более крупные.

Манекен с точкой Н SAE (Общество автомо­бильных инженеров) выполнен в соответствии с нормами SAE J826 (май 1987 г.): 5-й, 50-й, и 95-й процентиль — зона бедер и голеней. По установленным в ряде стран правилам, фирмы- изготовители автомобилей должны использо­вать манекен с точкой Н для определения поло­жения базовой точки на сиденье. Большинство автопроизводителей во всем мире используют пространственную CAD-модель RAMSIS (ком­пьютерная антропоматематическая система для имитации пассажиров).

Точка Н является центром сочленения туло­вища и бедра человека и приблизительно соот­ветствует месту расположения тазобедренного сустава. Базовая точка на сиденье (в соответ­ствии с нормами SRP, ISO 6549 и законодатель­ством США) или точка R (ISO 6549 и Директивы EEC / Правила ЕСЕ) — это положение точки Н в диапазоне регулировки сиденья (на регулируе­мых сиденьях), с учетом точки касания каблука водителя пола (рис. «Ключевые параметры дизайна кокпита автомобиля»). При определении рас­четного положения точки Н многие автопро­изводители используют положение взрослого человека 95-го процентиля или, если это по­ложение не достигается, то крайнее заднее положение сиденья. Для проверки положения точки Н относительно автомобиля применя­ется трехразмерный механический манекен с изменяемым положением точки Н (массой 75 кг). Базовая точка сиденья, точка контакта каблука с полом салона при положении ступни на педали газа (АНР), расстояние между этими двумя точками по горизонтали и вертикали, а также значения углов тела на манекене, уста­новленные производителем автомобилей, формируют основу для определения размеров сиденья водителя.

Базовая точка на сиденье (точка R) использу­ется для определения:

• Эллипса перемещения глаз (SAE J941) и точек, соответствующих центрам глаз во­дителя (RREG 77/649), как базиса для опре­деления переднего поля обзора водителя;
• Замкнутой линии, очерчиваемой рукой во­дителя, позволяющей определить места установки органов управления автомобилем;
• Точки контакта каблука обуви правой ноги водителя с полом при ее положении на педали газа (АНР ) как базовой точки для выбора местоположения других педалей в автомобиле.

Пространство, необходимое для размещения задней оси автомобиля, а также местополо­жение и форма топливного бака являются основными факторами, определяющими устройство задних сидений и форму крыши кузова в его задней части. В зависимости от типа разрабатываемого автомобиля, проекти­руемых основных размеров и необходимых размеров пассажиров, существуют различные углы тела для двухразмерных манекенов или поз ( RAMSIS) и различные расстояния между опорными точками сиденья водителя и задних сидений. Продольные размеры в значитель­ной мере зависят от высоты сидений. Более низкие сиденья требуют увеличения простран­ства для их размещения и приводят к увеличе­нию длины салона автомобиля.

Ширина салона и, соответственно, простран­ство на уровне плеч, локтей и бедер, зависят от проектируемой внешней ширины, формы боко­вин (кривизны), и пространства, необходимого для дверных механизмов, пассивных систем безопасности и различных деталей (туннель карданного вала, система выпуска и т.д.).

Размеры багажного отделения автомобиля

Размеры и форма багажного отделения зависят от конструкции задней части автомобиля, объема и местоположения топливного бака, запасного колеса, положения задней оси, размеров колесных арок и места установки глушителя.

В Германии объем багажного отделения определяется стандартом DIN ISO 3832 или, что более распространено, по методу VDA (Ассоциация немецких инженеров) с моду­лем VDA (параллелепипед 200 х 100 х 50 мм — соответствует 1 дм 3 объема).

10 автомобилей с идеальным аэродинамическим «телом»

Что объединяет эти три фактора: экономия топлива, быстрый разгон до первой сотни и устойчивость на скоростных поворотах? Правильно – аэродинамика. Top Gear опубликовал список автомобилей с идеальным аэродинамическим «телом», которые, кстати, уже можно купить прямо сейчас.

Конструкторы идут на компромисс, и он дается им с большим трудом. Они не слишком меняют форму автомобиля, но делают все возможное, чтобы снизить сопротивление кузова воздуху. 15 лет назад Opel Calibra установил непостижимый для того времени результат – коэффициент сопротивления (Cd) равный 0,26. И сегодня Cd равный 0,26 годится только для 10-го результата.

Mazda3 Sedan: 2012 (Cd 0.26)
Главный трюк маленькой Mazda – активные жалюзи решетки, установленные в переднем бампере. Они автоматически закрываются, когда двигатель не требует охлаждения, и отправляют воздушные потоки вдоль кузова. Система не уникальна, но чаще используется на очень крутых тачках. Так вот, на поле аэродинамики Mazda 3 играет с ними на равных.

Какие коэффициенты аэродинамического сопротивления у автомобилей LADA

Любое транспортное средство имеет не только технические параметры, но и аэродинамические характеристики (например, коэффициент аэродинамического сопротивления, сила лобового сопротивления и т.д.). Чем лучше продумана аэродинамика автомобиля, тем более совершенным он считается. Сравниваем коэффициенты аэродинамического сопротивления автомобилей LADA.

Коэффициент аэродинамического сопротивления (Сх) — это безразмерная величина, отражающая отношение силы сопротивления воздуха движению автомобиля к силе сопротивления движению цилиндра. Чем меньше Cx, тем лучше проработана аэродинамика автомобиля.

Чем меньше у кузова будет сопротивление воздуху, тем будет

• больше максимальная скорость;
• меньше расход топлива;
• меньше шумов (например, могут свистеть боковые зеркала);
• меньше проявление поднимающих сил (автомобиль будет устойчивей);
• меньше грязи на боковых стеклах, задней двери и т.д.
• и др.

Коэффициент определяется экспериментальным путём — в аэродинамической трубе, либо компьютерным моделированием.