Аэродинамика автомобиля — что такое коэффициент Cx и как определяется

Что такое аэродинамика автомобиля. Как конструкторы улучшают аэродинамику автомобиля.

Лобовое сопротивление и коэффициент Сх

По большей части все работы с кузовом авто направлены на преодоление лобового сопротивления, поскольку именно эта сила самая значительная.

Движение потоков воздуха

За основу при расчетах берется сила сопротивления воздуха. Для вычисления результата используются такие данные как плотность воздуха, площадь поперечной проекции авто, коэффициент аэродинамического сопротивления (Сх) — это важнейший показатель в аэродинамике автомобиля. При этом на силу сопротивления в значительной мере влияет также скорость движения. Так, увеличение скорости вдвое будет сопровождаться повышением сопротивлением в 4 раза. Скорость один из мощных факторов увеличения расхода.

Например, для хорошо обтекаемого авто с площадью проекции 2 м2 и коэффициентом 0,3 при движении на скорости 60 км/ч для преодоления сопротивления воздуха необходимо 2,4 л.с., а при скорости 120 км/ч уже 19,1 л.с. Разница расхода топлива при таких условиях достигает 30% на 100 км.

Если вам, в данный момент, требуется максимальная экономия топлива, необходимо придерживаться постоянной скорости около 60 км/ч. В этом режиме движения расход будет минимальным даже у авто с большим Cx.

Рассмотрим все по-простому. У воздуха есть своя плотность, причем немалая. При движении автомобилю приходится проходить через имеющиеся воздушные массы, при этом создается поток, который обтекает кузов. И чем легче авто будет «резать» воздушную массу, тем меньше он затратит на это энергии.

Но не все так просто. Во время движения перед авто создается область увеличенного давления (машина сжимает воздушную массу), то есть спереди образуется такой себе невидимый барьер, осложняющий «разрезание» воздушной массы.

Также после обтекания кузова происходит отрыв воздушного потока от поверхности, что становиться причиной появления завихрений и разрежения за авто. В сочетании с повышенным давлением возникающее разрежение еще больше увеличивает сопротивление.

Поскольку повлиять на плотность воздуха невозможно, то конструкторам остается только вносить коррективы в две другие расчетные составляющие – площадь авто и коэффициент аэродинамического сопротивления.

Но уменьшить проекцию авто не представляется особо возможным без ущерба для полезных пространств кузова (просто невозможно сделать авто меньше, чем он есть), поэтому остается только изменение коэффициента Сх.

Этот коэффициент устанавливается экспериментальным путем (в аэродинамической трубе) и характеризует он соотношение лобового сопротивления к скоростному напору и площади поперечного сечения кузова. Величина его безразмерная.

Аэродинамическая труба

Наименьший коэффициент аэродинамического сопротивления имеет каплевидное тело. При движении в воздушной массе такое тело плавно перед собой разводит поток, не создавая области повышенного давления, а имеющийся «хвост» позволяет за собой сомкнуть поток без обрывов и завихрений, то есть разрежение тоже отсутствует. Получается, что воздух просто обтекает тело, создавая минимальное сопротивление. Для такого тела коэффициент Сх составляет всего 0,05.

Конструкторам, работая с аэродинамикой автомобиля добиться, таких показателей пока не удается. И все потому, что при движении сопротивление создается несколькими факторами:

• Формой кузова;
• Трением потока о поверхности при обтекании;
• Попаданием потока в подкапотное пространство и салон.

Поэтому для современных авто коэффициент аэродинамического сопротивления считается отличным, если его значение ниже 0,3. К примеру, у Peugeot 308 коэффициент составляет 0,29, у Audi A2 он равен 0,25, а у Toyota Prius – 0,26. Но стоит отметить, что это расчетные показатели в идеальных условиях. На практике же во время движения на авто воздействуют множество разнообразных факторов, которые негативным образом сказываются на сопротивлении кузова.

Примечательно, что на коэффициент оказывает наибольшее влияние не передок авто, а его задняя часть. И виной этому становится создание разрежения и завихрений в результате отрыва потока от кузова. Поэтому конструкторы по большей части занимаются приданием необходимой формы именно задней части.

Коэффициент сопротивления Volkswagen XL1 составляет всего 0,19

Снизить коэффициент Сх позволяет также уменьшение количества выступающих частей, причем везде на авто (бока, крыша, днище, передок), а тем элементам, которые не удается убрать с поверхности придается максимально возможная обтекаемая форма.

Источник: http://motorchina-online.ru/test-drajv/koefficient-aerodinamicheskogo-soprotivleniya-avtomobilej-rejting.html

Rumpler Drop Car

На немецком автосалоне 1921 года в Берлине австрийский дизайнер Эдмунд Румплер представил свой необычный автомобиль, получивший имя «Drop Car». Коэффициент лобового сопротивления этого автомобиля составлял 0.28 cd. Для того времени это не просто сенсация. Вы не поверите, но всего несколько лет назад у многих современных автомобилей этот коэффициент был хуже!

К сожалению, значение аэродинамического сопротивления воздуха не гарантировало успех автомобиля. Спрос на машину был маленьким. Всего было произведено сто автомобилей. По всей видимости, людей напугала футуристическая внешность автомобиля.

Сегодня в мире сохранилось всего два таких автомобиля, один из которых находится в немецком музее в Мюнхене.

Источник: http://motorchina-online.ru/test-drajv/koefficient-aerodinamicheskogo-soprotivleniya-avtomobilej-rejting.html

Примеры

Некоторые примеры коэффициентов аэродинамического сопротивления современных автомобилей:

Серийно выпускаемые автомобили

• 

  Cx=0,29{displaystyle C_{x}=0,29} — Peugeot 308, 2007

• 

  Cx=0,28{displaystyle C_{x}=0,28} — Porsche 997, 2004

• 

  Cx=0,26{displaystyle C_{x}=0,26} — Lexus LS 430, 2001 (0,25 air suspension)

• 

  Cx=0,26{displaystyle C_{x}=0,26} — Toyota Prius, 2004

• 

  Cx=0,25{displaystyle C_{x}=0,25} — Audi A2 1.2 TDI, 2001

Несерийные и уникальные автомобили

• 

  Cx=0,2{displaystyle C_{x}=0,2} — Loremo, 2007

• 

  Cx=0,18{displaystyle C_{x}=0,18} — Acabion, 2006

• 

  Cx=0,18{displaystyle C_{x}=0,18} — Мерседес Т80, 1939

Источник: http://wiki2.org/ru/Коэффициент_аэродинамического_сопротивления_автомобиля

См. также

• Лобовое сопротивление
• Турбулентное течение
• Каммбэк
• Спойлер
• Аэродинамика автомобиля

Источник: http://wiki2.org/ru/Коэффициент_аэродинамического_сопротивления_автомобиля

Что ещё влияет на аэродинамику?

Конечно, конструкторы стараются по максимуму снизить сопротивление авто при движении и повысить прижимную силу. Но особенности эксплуатации авто и свой взгляд автовладельцев на внешние особенности машины вносят свои коррективы, причем в некоторых случаях – значительны.

Аэродинамическое сопротивление разных автомобилей в зависимости от скорости

К примеру, установка багажника на крышу, даже с аэродинамической формой увеличивает поперечную проекцию авто и сильно влияет на обтекаемость, это сразу сказывается на потреблении топлива.

Также расход повышается от езды с открытыми окнами и люком, использование защитных и декоративных обвесов, перевозка негабаритных грузов, выступающих за авто, нарушение положения конструктивных элементов, расположенных под днищем, повышение клиренса.

Но автовладелец также может и внести коррективы, которые положительно повлияют на аэродинамику автомобиля. К ним относится использование аэродинамических обвесов, установка спойлера, уменьшение клиренса.

Источник: http://motorchina-online.ru/test-drajv/koefficient-aerodinamicheskogo-soprotivleniya-avtomobilej-rejting.html

Saab 92

Когда Saab проектировал первый автомобиль, им пригодился опыт авиастроения, где аэродинамика с самого начала играет важную роль. В 1949 году компания выпустила модель Saab 92, с превосходным коэффициентом аэродинамического сопротивления воздуха, составляющим 0,30.

Смотрите также: Вот насколько тратится больше топлива из-за груза на крыше автомобиля

Этот автомобиль легко преодолевал скорость в 100 км/ч, несмотря на небольшую мощность двухтактного 25-сильного двигателя.

Источник: http://motorchina-online.ru/test-drajv/koefficient-aerodinamicheskogo-soprotivleniya-avtomobilej-rejting.html

Ссылки

• Унесенные ветром: Аэродинамика автомобилей, autotechnic.su, 30.10.2009
• Кадр дня: Сверхлегкий и сверхэкономичный автомобиль, Иван Карташев, 21 июня 2007 (Loremo AG: LS / GT)

Как только страница обновилась в Википедии она обновляется в Вики 2.
Обычно почти сразу, изредка в течении часа.

Источник: http://wiki2.org/ru/Коэффициент_аэродинамического_сопротивления_автомобиля

Новый «кофейный» кросс раскрыли изнутри: опубликованы фотографии салона WEY Macchiato

Wey
Аэросопротивление напрямую зависит от формы тела. Если, к примеру, вместо цилиндра взять плоский щит аналогичного диаметра, то его сопротивление будет на 17-20 процентов больше, чем у цилиндра. Такого эффекта ему удается добиться за счет завихрений, которые создаются позади. Их еще называют зоной разряженного воздуха и она, как бы самостоятельно, тянет щит назад. Точно также происходит и с машинами. Для измерения аэродинамического коэффициента необходимо разделить силу лобового сопротивления транспортного средства на произведение скоростного напора и площадь миделевого сечения авто.

Читайте наc:

Идеальные результат аэродинамического коэффициента демонстрирует капля. У нее cW равен всего 0,04. Это значит, что капля обтекаема более, чем на 96%, если сравнивать с цилиндром с аналогичными диаметрами. Ее главный секрет в форме. Дело в том, что спереди капля представляет собой округлый «обтекатель», а в задней части у нее расположен длинный сужающийся хвостик. Из-за этого создается минимальное количество завихрений. Первые автокомпании, которые работали над созданием динамичных машин, брали за основу именно каплеобразную форму. Стоит только вспомнить отечественную Победу с ее вытянутым «хвостом».

Источник: http://motorchina-online.ru/test-drajv/koefficient-aerodinamicheskogo-soprotivleniya-avtomobilej-rejting.html

Худшие и лучшие модели

Не всегда автопроизводители готовы раскрывать реальные аэродинамические показатели своих моделей. Кроме того, некоторые разработчики никогда не проводили подобные измерения для ряда машин. Поэтому автомобилей с плохой аэродинамикой на рынке достаточно. Самыми яркими представителями машин с известными показателями являются:

• Caterham Seven – 0,7;
• УАЗ Хантер – 0,6;
• Jeep Wrangler – 0,58;
• Hummer H2 – 0,57;
• ВАЗ 2106 – 0,56;
• Mercedes-Benz G-Class – 0,54;
• Лада 4х4 Нива – 0,536.

Определить лучших из лучших по данному показателю модель достаточно сложно, так как производители идут буквально «колесо в колесо». Места в десятке лидеров делят сразу 20 автомобилей различных иностранных марок. На третьем месте расположился американский электрокар Tesla Model 3. Его коэффициент аэродинамического сопротивления равен 0,21. Второй стала модель General Motors EV1 с результатом cW 0,195. Лидирует в этом списке футуристичный автомобиль Volkswagen XL1. Его показатель составляет всего 0,189. При такой впечатляющей динамике машина тратит всего 1 литр топлива на 100 км пути.

Источник: http://avtostandart-m24.ru/avtomobili-drugoe/koefficient-lobovogo-soprotivleniya-avtomobilej-tablica.html

Tatra 87

Представленная в 1936 году, Tatra 87 сегодня является иконой дизайна. Благодаря хорошо спроектированной задней части машины значение аэродинамического сопротивления составляет 0,36. По традиции тех лет чешский автопроизводитель установил двигатель в заднюю часть машины.

Высокая скорость и низкое потребление топлива были сильной стороной Татры. Для того времени это был идеальный автомобиль для шоссе. К 1950 году было произведено 3000 автомобилей.

Источник: http://avtostandart-m24.ru/avtomobili-drugoe/koefficient-lobovogo-soprotivleniya-avtomobilej-tablica.html

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.

Источник: http://abakan7m.ru/drugoe/koefficient-lobovogo-soprotivleniya-avtomobilej-tablica.html

Коэффициент лобового сопротивления лада веста

Как выяснили британские учёные, удовольствие иногда зависит от длины прелюдии. Люди с АвтоВАЗа не ударили в грязь лицом и серийную «Весту» показали не где-нибудь, а в Тоскане. А прежде, чем пустить за руль, группу журналистов два дня возили по итальянским холмам на самолётах и автобусах, презентуя машину орально, а также в картинках и диаграммах. Оказалось, что с точки зрения банальной бухгалтерии седан Lada Vesta — русский национальный автомобиль. Лозунг для телеящика красноречив: локализация на уровне 71%. Но чисто внешне машина не кричит о своем происхождении.

Автор экстерьера — француз Жульен Друар (Julien Drouard), когда-то работавший на Renault, а ныне живущий в Тольятти. Но его на презентации не было, и за всю команду дизайнеров отдувался их шеф Стив Маттин. Я зашёл с банальностей: кто за что отвечает и чем занимается. Оказалось, все и сразу всем. В работе пятнадцать проектов (догадываемся: речь о хэтчбеке Vesta и универсале Vesta Cross, о рестайлингах машин старой линейки, о внедорожнике Lada 4×4, то есть новом поколении «Нивы»). Никакой специализации в команде нет: все подчинённые Маттина многозадачны — так проще и быстрее.

После «Весты» примерят все последующие модели «Лады».

И в каких же муках рождается новый российский стиль? Маттин морщится: «Что есть русский дизайн?» Есть скандинавский: минимализм, простые, лаконичные формы. А модельный ряд «Лады» — это перепевки итальянских мотивов середины XX века плюс дисгармония 90-х. Прикажете черпать в этой какофонии вдохновение для нового фирменного стиля? К тому же Vesta в недалёком будущем должна вернуть АвтоВАЗ на рынки Ближнего Востока и Западной Европы — узор из балалаек на сиденьях и рычащий медведем клаксон «Весте» ни к чему.

Дизайн седана уже давно секретом не является. Но одно дело — студийный свет, а другое — увидеть машину живьём, когда тени расставляет солнце. Оказалось, что технологичные выштамповки на дверях и крыльях фантастически смотрятся в контровом свете, давая неожиданные рефлексы. По габаритам Vesta почти забралась в гольф-класс. Длина 4 410 мм — на 60 мм больше, чем у «Приоры». Позади остаются и Polo-седан, и Solaris, и Logan, но Skoda Rapid и пара Peugeot 301/Citroёn C-Elysee всё же крупнее. Колёсная база «Весты» — 2 635 мм, это опять-таки больше, чем у «Приоры» (+143 мм) и большинства других соперников, ровно на миллиметр больше, чем у «Логана», но меньше, чем у пары «французов». Чисто российский аргумент — «кроссоверный» клиренс. В отличие от предсерийной партии с заниженным ради красивой картинки просветом в Италию привезли уже товарные машины.

Заявленный клиренс — 17,8 см, но под передним подрамником пустой машины я намерил рулеткой на сантиметр больше.

Знакомство с салоном я начал, усевшись «сам за собой» на заднее сиденье. Запас перед коленями гигантский, пальцами едва дотягиваюсь до спинки водительского кресла. Если «лапти» не сорок восьмого размера, то ступни можно вытянуть под сиденье. Все потолочные ручки — с демпферами: тихо и плавно возвращаются в исходное положение. Посреди пола — невысокий туннель. Чего ещё желать? Карманов в дверях (есть только в спинках сидений) и пространства над головой. Во мне 174 см, а до потолка — считанные два сантиметра, хватит на причёску. Рослые пассажиры, готовьтесь подпирать покатую крышу. Багажник большой (480 л) и с аккуратной обивкой. Открывается он или кнопкой в салоне, или с брелока, а позже добавят и кнопку на самой крышке. Погрузочная высота великовата — 72,4 см, зато на внутренней стороне крышки есть ручка.

Lada успешно борется со своим «пролетарским» происхождением. По интерьеру это тоже заметно. И хотя здесь же сконцентрированы основные «косяки», замысел хорош. Да, пластик жёсткий (найдёте мягкий в бюджетном седанчике — сообщите в СМИ!), но цельный, качество сборки, подбор фактур, подгонка панелей не удручают. В топ-версии есть и навигация с тачскрином, и регулировка поясничного подпора у водительского сиденья, и круиз-контроль с ограничителем скорости, и камера заднего вида, и даже пара вариантов обивки на выбор. Но даже в версии проще Vesta не вызывает чувства унылой дешевизны.

В салоне «Весты» нет породы, лоска, руки мастера, которая у именитых марок ощущается даже на бюджетных моделях.

Обжившись в салоне, понимаешь, что создатели машины были заняты более принципиальными задачами, а до мелочей руки не дошли. Где-то под крышкой бездонного охлаждаемого бардачка поселился «сверчок». Поскрипывает и дверная ручка, когда пассажир хватается за неё на повороте. Двуплечие кнопки стеклоподъёмников (такие же, как у «Гранты», без авторежима) должны бы отклоняться на пару градусов с внятным усилием, а на деле скрипят, как будто намертво приклеены. Кругляши на блоке микроклимата вращаются безвольно, а чтобы услышать включённый поворотник, нужно приложить ухо к приборке. Такие же подрулевые переключатели я видал на Renault Laguna в 1994 году, но там они «тикали» с чувством собственного достоинства. Трудно нащупать и нефиксируемую область, чтобы сигнал моргнул три раза.

За рулём легко устроиться с комфортом: рулевая колонка в изрядном диапазоне регулируется и по наклону, и по вылету. Сиденье можно настроить по высоте, а наполнитель у него довольно мягкий — «борта» в этой «лодочке» играют роль боковой поддержки. Не продавится ли со временем сиденье и не слишком ли коротка подушка? «Тест-драйв» рулеткой показал, что подушка заднего дивана точно такая же, длиной 51 см, но колени поддерживает лучше — видимо, дело в наклоне и наполнителе спинки. Впрочем, за два дня и полтысячи километров Vesta не утомила, а тихоходством мы не страдали.

Интересно, что в «Ладе» вообще зашла об этом речь, но сцепление не балует информативностью, свободный ход педали великоват.

Всё, ключ на старт, поехали. Добавляю газ, отпускаю сцепление — и ненароком глушу мотор. «На пересдачу!» — шучу сам над собой, а на диктофоне оставляю «напоминалку»: сцепление схватывает в самом верху, надо привыкать. И привыкли. Первые пару часов сцеплению пришлось несладко: на серпантине рычаг «механики» то и дело мечется между второй и третьей. Но ничего: «подпалили», «притёрли» — и всё заработало как надо.

Моторов у «Весты» будет много. Но стартует она с одним: новым 106-сильным шестнадцатиклапаником 1.6 по имени ВАЗ-21129. Создан он на основе мотора 21127, знакомого по другим «Ладам», но модернизирован целиком, от блока цилиндров до системы выпуска. В апреле 2020 года на «Весте» появится давно собираемый в Тольятти «рено-ниссановский» мотор HR16 (1.6, 114 л.с. — как на «Альмере», например). Затем компанию пополнит третий двигатель — совершенно новый ВАЗ-21179 (1,8 л, 123 л.с.) с роботизированной коробкой.

А здесь и сейчас Vesta разгоняется ни шатко ни валко. В салоне три мужика, но ведь это традиционные ценности — так, по-семейному, в России «Лады» и живут.

По паспорту с места до «сотни» Vesta тратит 11,8 секунды, а по жизни это ровное, не обещающее многого ускорение. Первая передача короткая, зато на второй Vesta взбирается аж до 95 км/ч. Весь тест-драйв можно озаглавить «Как мы носились по Тоскане на второй передаче». Ведь «низов» у мотора мало, а с особенностями сцепления манёвры нужно планировать и часто переключаться. В горку третьей хватает только для поддержания темпа, но не для разгона. Про четвёртую и пятую передачу вспоминаешь только на магистрали.

Источник: http://alanspb.ru/drugoe/koefficient-lobovogo-soprotivleniya-avtomobilej.html

Современные автомобили, у которых есть активная аэродинамика

Крылья, которые могут изменять угол наклона и высоту, улучшают все – от скорости до эффективности торможения и маневрирования. Современные технологии позволяют использовать воздух для управления автомобилями.

Смотрите также: Аэродинамика автомобиля: Технология появилась в 1800-х годах

Источник: http://honda-1.ru/tovary-dlya-avto/aerodinamika.html