КУЗОВ И АЭРОДИНАМИКА АВТОМОБИЛЯ

Понятие «аэродинамика автомобиля» включает в себя много аспектов, важнейшими из ко­ торых являются:

— обеспечение минимальной силы сопротивления воздуха при движении автомобиля с це­ лью уменьшения расхода топлива или повышения скорости движения;

— уменьшение аэродинамической подъемной силы, стремящейся оторвать автомобиль от дороги и снижающей сцепление колес с дорожным покрытием;

— снижение загрязнения стекол, ручек дверей и других поверхностей автомобиля;

— обеспечение оптимальных воздушных потоков для снабжения двигателя воздухом, его охлаждения, вентиляции салона;

— снижение аэродинамического шума.

Кузов автомобиля, особенно легкового, как наиболее крупная часть автомобиля, оказы­ вает решающее влияние на характер взаимодействия автомобиля с воздушной средой.

Аэродинамическое сопротивление (или сопротивление воздуха), которое мешает дви­ гаться автомобилю вперед, резко увеличивается (в квадратичной зависимости) с ростом скорости движения, а также зависит от площади поперечного сечения автомобиля и со­ вершенства формы кузова, которое определяется коэффициентом воздушного сопротив­ ления Сх. Основной способ уменьшения аэродинамического сопротивления — создание автомобилей с низким коэффициентом Сх, что особенно актуально для высокоскоростных автомобилей (легковые, спортивные). Обширные исследования аэродинамики, проведен­ ные за последние 40 лет, позволили уменьшить коэффициент Сх легковых автомобилей

практически в два раза и сэкономить в среднем около 1,5 л топлива на 100 км пути (рис. 7.15).

Этот эффект достигнут за счет выбора опти­ мальных углов наклона панелей кузова (ветро­ вого и заднего стекол, капота, крышки багаж­ ника и т. д.), удалении с поверхности кузова мелких выступающих деталей (водосливных желобков на крыше, ободков фар, размещении щеток стеклоочистителей в нише под капотом), придание оставшимся выступающим деталям,

Рис. 7.15. Снижение коэффициента Схлег-например зеркалам, аэродинамических форм,

ковых автомобилей в конце XX векасглаживания острых углов кузова (рис. 7.16).

Рис. 7.16. Изменение аэродинамических свойств кузова автомобилей ВАЗ

Кузов современного легкового автомо­ биля в профиль напоминает самолетное крыло (рис. 7.17).

Поэтому при движении на автомобиль действует аэродинамическая подъемная сила, которая ухудшает управляемость, устойчивость и безопасность движения. При грамотном проектировании формы кузова подъемная сила может быть суще­ ственно снижена, более того, может быть обеспечена сила, прижимающая автомо­

биль к дороге. Иногда для увеличения Рис. 7.17. Кузов современного легкового

прижимающей силы применяют дополни- автомобиля

тельные кузовные элементы — спойлеры

и антикрылья (профиль перевернутого самолетного крыла) (рис. 7.18). Величина аэро­ динамической прижимающей силы для гоночного автомобиля при движении на боль­ шой скорости может в несколько раз превышать его вес.

Аэродинамика грузовых автомобилей и автобусов хуже, чем у легковых, что объясняется невозможностью принципиально поменять форму кузова: для оптимального размещения грузов и пассажиров основа кузова должна приближаться к прямоугольному параллелепи­ педу. Правда, и влияние аэродинамики на эксплуатационные свойства таких автомобилей меньше, что связано с более низкими скоростями движения грузовиков и автобусов.

Тем не менее в последние годы кабины и кузовы названных транспортных средств про­ ектируются с учетом аэродинамических требований. Это проявляется в придании кабинам более округлых форм, увеличении угла наклона ветрового стекла, установке между кабиной и кузовом аэродинамических обтекателей и закрылков (рис. 7.19).

Рис. 7.18. Схема установки аэродинамических элементов на гоночном автомобиле:1 — переднее антикрыло; 2 — боковая секция; 3 — заднее антикрыло; Р1р Р2, Рз — аэроди­ намические прижимающие силы переднего крыла, боковой секции и заднего антикрыла со­ ответственно

Рис. 7.19. Кабина грузового автомобиляРис. 7.20. Противогрязевые обтекатели Volvo FH автомобиля КамАЗ

Загрязняемость поверхностей кузова определяется его формой, расположением выступа­ ющих деталей и учитывается конструктором при проектировании кузова. Иногда для снижения загрязняемости боковых или задних стекол на кузове устанавливают дополнительные аэроди­ намические устройства (рис. 7.20), воздушный поток от которых отбрасывает летящую грязь.

§48