කැළඹිලි ප්රවාහය
අන්තර්ගතය
නවීන තාක්‍ෂණය කාර් වායුගති විද්‍යාව වෙනස් කරන්නේ කෙසේද?
අඩු වායු ප්‍රතිරෝධය ඉන්ධන පරිභෝජනය අඩු කිරීමට උපකාරී වේ. කෙසේ වෙතත්, මේ සම්බන්ධයෙන්, සංවර්ධනය සඳහා විශාල අවස්ථාවන් තිබේ. මෙතෙක්, ඇත්ත වශයෙන්ම, වායුගතික විද්යා experts යින් නිර්මාණකරුවන්ගේ මතය සමඟ එකඟ වේ.
"යතුරුපැදි සෑදිය නොහැකි අය සඳහා වායුගති විද්‍යාව." මෙම වචන 60 දශකයේ එන්සෝ ෆෙරාරි විසින් කථා කරන ලද අතර, මෝටර් රථයේ මෙම තාක්ෂණික අංගය පිළිබඳව එකල බොහෝ නිර්මාණකරුවන්ගේ ආකල්පය පැහැදිලිව පෙන්නුම් කරයි. කෙසේ වෙතත්, පළමු තෙල් අර්බුදය ඇති වී වසර දහයකට පසුව ඔවුන්ගේ සමස්ත සාරධර්ම පද්ධතිය රැඩිකල් ලෙස වෙනස් විය. මෝටර් රථයේ චලනයෙහි ප්‍රතිරෝධයේ සියලු බලවේගයන් සහ විශේෂයෙන් එය වායු ස්ථර හරහා ගමන් කිරීමේ ප්‍රති as ලයක් ලෙස පැන නගින විට, පරිභෝජනය කරන ලද ඉන්ධන ප්රමාණය නොසලකා එන්ජින්වල විස්ථාපනය හා බලය වැඩි කිරීම වැනි පුළුල් තාක්ෂණික විසඳුම් මගින් ජය ගන්නා අවස්ථා, ඒවා ඉවතට ගොස් ඉංජිනේරුවන් ආරම්භ වේ ඔබේ අරමුණු සාක්ෂාත් කර ගැනීම සඳහා වඩාත් ways ලදායී ක්‍රම සොයන්න.
මේ මොහොතේ, වායුගති විද්‍යාවේ තාක්ෂණික සාධකය අමතක කිරීමේ දූවිලි layer න තට්ටුවකින් ආවරණය වී ඇති නමුත් එය නිර්මාණකරුවන් සඳහා සම්පූර්ණයෙන්ම අලුත් දෙයක් නොවේ. තාක්‍ෂණයේ ඉතිහාසය පෙන්නුම් කරන්නේ විසිවන වියේ දී පවා ජර්මානු එඩ්මන්ඩ් රම්ප්ලර් සහ හංගේරියානු පෝල් ජාරේ (ටාට්‍රා ටී 77 සංස්කෘතිය නිර්මාණය කළ) වැනි විධිමත් පෘෂ් aces යන් හැඩගස්වා කාර් ශරීර සැකැස්ම සඳහා වායුගතික ප්‍රවේශයක් සඳහා අඩිතාලම දැමූ බවයි. 1930 ගණන් වලදී ඔවුන්ගේ අදහස් වර්ධනය කළ බාරොන් රයින්හාර්ඩ් වොන් කෙනිච්-ෆැක්සෙන්ෆෙල්ඩ් සහ වුනිබෝල්ඩ් කැම් වැනි වායුගතික විශේෂ ists යින්ගේ දෙවන රැල්ලක් ඔවුන් පසුපසින් ගියේය.
වැඩිවන වේගය සමඟ සීමාවක් ඇති බව සෑම කෙනෙකුටම පැහැදිලිය, ඊට ඉහළින් මෝටර් රථයක් පැදවීමේදී වායු ප්‍රතිරෝධය තීරණාත්මක සාධකයක් බවට පත්වේ. වායුගතිකව ප්‍රශස්ත හැඩයන් නිර්මාණය කිරීමෙන් මෙම සීමාව සැලකිය යුතු ලෙස ඉහළට මාරු කළ හැකි අතර එය ඊනියා ප්‍රවාහ සංගුණකය Cx මගින් ප්‍රකාශ කරනු ලැබේ, මන්ද 1,05 අගයක වායු ප්‍රවාහයට ලම්බකව ඝනකයක් ප්‍රතිලෝමව ඇති බැවින් (එය එහි අක්ෂය දිගේ අංශක 45 ක් කරකවන්නේ නම්, එසේ ය. එහි ඉහළ දාරය 0,80 දක්වා අඩු වේ). කෙසේ වෙතත්, මෙම සංගුණකය වායු ප්රතිරෝධක සමීකරණයේ එක් කොටසක් පමණි - මෝටර් රථයේ ඉදිරිපස ප්රදේශයේ ප්රමාණය (A) අත්යවශ්ය අංගයක් ලෙස එකතු කළ යුතුය. වායුගතික විද්‍යාඥයින්ගේ පළමු කර්තව්‍ය වන්නේ පිරිසිදු, වායුගතික කාර්යක්ෂම මතුපිටක් නිර්මාණය කිරීමයි (ඒවායේ සාධක, අප දකින පරිදි, මෝටර් රථයේ බොහෝ දේ ඇත), එය අවසානයේ ප්‍රවාහ සංගුණකය අඩුවීමට හේතු වේ. දෙවැන්න මැනීමට, සුළං උමඟක් අවශ්‍ය වේ, එය මිල අධික හා අතිශය සංකීර්ණ පහසුකමකි - මෙයට උදාහරණයක් වන්නේ 2009 දී ආරම්භ කරන ලද BMW හි යුරෝ මිලියන 170 උමං මාර්ගයයි. එහි ඇති වැදගත්ම අංගය වන්නේ යෝධ විදුලි පංකාවක් නොවේ, එයට වෙනම ට්‍රාන්ස්ෆෝමර් මධ්‍යස්ථානයක් අවශ්‍ය වන තරමට විදුලිය පරිභෝජනය කරයි, නමුත් වායු ජෙට් යානය මෝටර් රථය මත ක්‍රියාත්මක කරන සියලුම බලවේග සහ අවස්ථා මනින නිවැරදි රෝලර් ස්ථාවරයකි. ඔහුගේ කාර්යය වන්නේ වායු ප්රවාහය සමඟ මෝටර් රථයේ සියලුම අන්තර්ක්‍රියා තක්සේරු කිරීම සහ සෑම විස්තරයක්ම අධ්‍යයනය කිරීමට සහ එය ගුවන් ප්‍රවාහයේ කාර්යක්ෂම කිරීමට පමණක් නොව, නිර්මාණකරුවන්ගේ කැමැත්තට අනුකූල වන පරිදි එය වෙනස් කිරීමට විශේෂඥයින්ට උපකාර කිරීමයි. . මූලික වශයෙන්, මෝටර් රථයක් මුහුණ දෙන ප්රධාන ඇදගෙන යාමේ සංරචක පැමිණෙන්නේ එය ඉදිරිපස වාතය සම්පීඩනය වන විට සහ මාරු වන විට සහ - අතිශයින් වැදගත් දෙයක් - පසුපස ඇති දැඩි කැළඹීමෙනි. එහිදී, අඩු පීඩන කලාපයක් සෑදී ඇති අතර එය මෝටර් රථය ඇද ගැනීමට නැඹුරු වන අතර එය සුළියේ ප්‍රබල බලපෑම සමඟ මිශ්‍ර වේ, එය වායුගතික විද්‍යාඥයින් "මළ උද්දීපනය" ලෙසද හැඳින්වේ. තාර්කික හේතූන් මත, වතු ආකෘති පිටුපස, අඩු කරන ලද පීඩන මට්ටම වැඩි වන අතර එහි ප්‍රති result ලයක් ලෙස ප්‍රවාහ සංගුණකය පිරිහී යයි.
වායුගතික ඇදගෙන යාමේ සාධක
අන්තිමයා මෝටර් රථයේ සමස්ත හැඩය වැනි සාධක මත පමණක් නොව, විශේෂිත කොටස් සහ මතුපිට මත රඳා පවතී. ප්‍රායෝගිකව, නවීන මෝටර් රථවල සමස්ත හැඩය සහ සමානුපාතය මුළු වායු ප්රතිරෝධයෙන් සියයට 40 ක කොටසක් ඇති අතර, ඉන් හතරෙන් එකක් වස්තුව මතුපිට ව්‍යුහය සහ දර්පණ, ලයිට්, බලපත්‍ර තහඩුව සහ ඇන්ටනාව වැනි විශේෂාංග මගින් තීරණය වේ. වායු ප්රතිරෝධයෙන් 10% ක් සිදුරු හරහා තිරිංග, එන්ජිම සහ ගියර් පෙට්ටිය වෙත ගලා යාමයි. 20% විවිධ බිම් සහ අත්හිටුවීමේ ව්යුහයන් තුළ සුලිය ප්රතිඵලය වේ, එනම්, මෝටර් රථය යටතේ සිදු වන සෑම දෙයක්ම. තවද වඩාත් සිත්ගන්නා කරුණ නම් වායු ප්රතිරෝධයෙන් 30% ක් දක්වා ඇත්තේ රෝද සහ පියාපත් වටා ඇති කර ඇති සුළි නිසාය. මෙම සංසිද්ධිය පිළිබඳ ප්‍රායෝගික නිරූපණයක් මේ පිළිබඳව පැහැදිලි ඇඟවීමක් ලබා දෙයි - රෝද ඉවත් කරන විට සහ මෝටර් රථයේ හැඩය සම්පූර්ණ කිරීමත් සමඟ තටුවෙහි සිදුරු ආවරණය කරන විට මෝටර් රථයකට 0,28 සිට පරිභෝජන සංගුණකය 0,18 දක්වා අඩු වේ. පළමු Honda Insight සහ GM හි EV1 විද්‍යුත් මෝටර් රථය වැනි සියලුම පුදුම සහගත අඩු සැතපුම් මෝටර් රථවල පිටුපස ෆෙන්ඩර් සැඟවී තිබීම අහම්බයක් නොවේ. සමස්ත වායුගතික හැඩය සහ සංවෘත ඉදිරිපස කෙළවර, විදුලි මෝටරයට විශාල සිසිලන වාතය අවශ්‍ය නොවන නිසා, GM සංවර්ධකයින්ට EV1 ආකෘතිය 0,195 පමණක් ප්‍රවාහ සංගුණකය සමඟ සංවර්ධනය කිරීමට ඉඩ ලබා දුන්නේය. ටෙස්ලා මාදිලිය 3 හි Cx 0,21 ඇත. අභ්යන්තර දහන එන්ජින් සහිත වාහනවල රෝද වටා ඇති සුලිය අඩු කිරීම සඳහා, ඊනියා. සිහින් සිරස් ප්‍රවාහයක ස්වරූපයෙන් "වායු තිර" ඉදිරිපස බම්පරයේ විවරයේ සිට රෝද වටා පිඹිමින් සහ සුළි ස්ථාවර කරයි. එන්ජිමට ගලායාම වායුගතික ෂටර් මගින් සීමා කර ඇති අතර, පතුල සම්පූර්ණයෙන්ම වසා ඇත.
රෝලර් ස්ටෑන්ඩ් මගින් මනිනු ලබන බලවේග අඩු වන තරමට Cx අඩු වේ. සම්මතයට අනුව, එය පැයට කිලෝමීටර 140 ක වේගයකින් මනිනු ලැබේ - උදාහරණයක් ලෙස 0,30 ක අගයක්, උදාහරණයක් ලෙස, මෝටර් රථයක් හරහා ගමන් කරන වාතයෙන් සියයට 30 ක් එහි වේගයට වේගවත් වේ. ඉදිරිපස ප්රදේශය සම්බන්ධයෙන් ගත් කල, එහි කියවීමට වඩා සරල ක්‍රියා පටිපාටියක් අවශ්‍ය වේ - මේ සඳහා, ලේසර් ආධාරයෙන්, මෝටර් රථයේ බාහිර සමෝච්ඡයන් ඉදිරිපස සිට බලන විට දක්වා ඇති අතර වර්ග මීටරයෙන් සංවෘත ප්රදේශය ගණනය කෙරේ. වාහනයේ සම්පූර්ණ වායු ප්‍රතිරෝධය වර්ග මීටරයෙන් ලබා ගැනීම සඳහා එය පසුව ප්‍රවාහ සාධකය මගින් ගුණ කරනු ලැබේ.
අපගේ වායුගතික විස්තරයේ ඓතිහාසික දළ සටහන වෙත ආපසු යාමේදී, 1996 දී ප්‍රමිතිගත ඉන්ධන පරිභෝජන මිනුම් චක්‍රය (NEFZ) නිර්මාණය කිරීම ඇත්ත වශයෙන්ම මෝටර් රථවල වායුගතික පරිණාමය තුළ සෘණාත්මක කාර්යභාරයක් ඉටු කළ බව අපට පෙනී යයි (එය 1980 ගණන්වල සැලකිය යුතු ලෙස දියුණු විය). ) මක්නිසාද යත්, අධිවේගී චලිතයේ කෙටි කාලය හේතුවෙන් වායුගතික සාධකය සුළු බලපෑමක් ඇති කරන බැවිනි. ප්‍රවාහ සංගුණකය කාලයත් සමඟ අඩු වුවද, එක් එක් පන්තියේ වාහනවල ප්රමාණය වැඩි කිරීමෙන් ඉදිරිපස ප්රදේශය වැඩි වන අතර එම නිසා වායු ප්‍රතිරෝධය වැඩි වේ. VW Golf, Opel Astra සහ BMW 7 Series වැනි මෝටර් රථ 1990 ගණන්වල ඒවායේ පූර්වගාමීන්ට වඩා ඉහළ වායු ප්‍රතිරෝධයක් තිබුණි. මෙම ප්‍රවණතාවය ඔවුන්ගේ විශාල ඉදිරිපස ප්රදේශය සහ පිරිහෙන ගමනාගමනය සහිත ආකර්ෂණීය SUV මාදිලි සමූහයක් මගින් පෝෂණය වේ. මෙම වර්ගයේ මෝටර් රථය ප්රධාන වශයෙන් එහි විශාල බර නිසා විවේචනයට ලක්ව ඇත, නමුත් ප්‍රායෝගිකව මෙම සාධකය වැඩි වන වේගය සමඟ අඩු සාපේක්ෂ වැදගත්කමක් ගනී - නගරයෙන් පිටත පැයට කිලෝමීටර 90 ක පමණ වේගයෙන් ධාවනය කරන විට, වායු ප්‍රතිරෝධයේ අනුපාතය සියයට 50 ක් පමණ, අධිවේගී මාර්ගයේ වේගය, එය වාහනය හමුවන මුළු ඇදගෙන යාමෙන් සියයට 80 දක්වා වැඩි වේ.
වායුගතික නළය
වාහන ක්‍රියාකාරිත්වයේ වායු ප්‍රතිරෝධයේ භූමිකාවට තවත් උදාහරණයක් වන්නේ සාමාන්‍ය ස්මාර්ට් සිටි ආකෘතියයි. ආසන දෙකකින් යුත් මෝටර් රථයක් නගර වීදිවල වේගවත් හා වේගවත් විය හැකි නමුත් කෙටි හා හොඳින් සමානුපාතික ශරීරයක් වායුගතික දෘෂ්ටි කෝණයෙන් අතිශයින්ම අකාර්යක්ෂම වේ. සැහැල්ලු බර පසුබිමට එරෙහිව, වායු ප්‍රතිරෝධය වඩ වඩාත් වැදගත් අංගයක් බවට පත්වෙමින් පවතින අතර, ස්මාර්ට් සමඟ එය පැයට කිලෝමීටර 50 ක වේගයෙන් ප්‍රබල බලපෑමක් ඇති කිරීමට පටන් ගනී.එය සැහැල්ලු සැලසුම නොතකා අඩු වියදමකින් අපේක්ෂා කිරීම අඩුවීම පුදුමයක් නොවේ.
Smart හි අඩුපාඩු තිබියදීත්, මව් සමාගම වන Mercedes හි වායුගතික විද්‍යාවේ ප්‍රවේශය කාර්යක්ෂම හැඩතල නිර්මාණය කිරීමේ ක්‍රියාවලිය සඳහා ක්‍රමානුකූල, ස්ථාවර සහ ක්‍රියාශීලී ප්‍රවේශයක් විදහා දක්වයි. සුළං උමං මාර්ගවල ආයෝජන සහ මෙම ප්රදේශය තුළ වෙහෙස මහන්සි වී වැඩ කිරීමේ ප්රතිඵල මෙම සමාගම තුළ විශේෂයෙන් පෙනෙන බව තර්ක කළ හැකිය. මෙම ක්‍රියාවලියේ බලපෑම පිළිබඳ විශේෂයෙන් කැපී පෙනෙන උදාහරණයක් වන්නේ වත්මන් S-Class (Cx 0,24) ගොල්ෆ් VII (0,28) ට වඩා අඩු සුළං ප්‍රතිරෝධයක් තිබීමයි. වැඩි අභ්යන්තර ඉඩක් සෙවීමේ ක්‍රියාවලියේදී, සංයුක්ත ආකෘතියේ හැඩය තරමක් විශාල ඉදිරිපස ප්‍රදේශයක් අත්පත් කර ගෙන ඇති අතර, කෙටි දිග හේතුවෙන් ප්‍රවාහ සංගුණකය S පන්තියට වඩා නරක වන අතර එය දිගු විධිමත් මතුපිටකට ඉඩ නොදේ. සහ ප්රධාන වශයෙන් පසුපසට තියුණු සංක්රමණයක් හේතුවෙන්, සුළි ගොඩනැගීමට ප්රවර්ධනය කරයි. නව අටවන පරම්පරාවේ ගොල්ෆ් වල වායු ප්‍රතිරෝධය සහ අඩු සහ වඩා විධිමත් හැඩයක් ඇති බව VW දැඩි ලෙස ප්‍රකාශ කළේය, නමුත් නව සැලසුම් සහ පරීක්ෂණ හැකියාවන් තිබියදීත්, මෙය මෝටර් රථයට අතිශයින් අභියෝගාත්මක විය. මෙම ආකෘතිය සමඟ. කෙසේ වෙතත්, 0,275 සාධකයක් සහිතව, මෙය මෙතෙක් නිපදවා ඇති වඩාත්ම වායුගතික ගොල්ෆ් වේ. අභ්යන්තර දහන එන්ජිමක් සහිත වාහනයකට 0,22 ලෙස වාර්තා වී ඇති අඩුම ඉන්ධන පරිභෝජන අනුපාතය Mercedes CLA 180 BlueEfficiency වේ.
විදුලි වාහනවල වාසිය
බරෙහි පසුබිමට එරෙහිව වායුගතික හැඩයේ වැදගත්කම පිළිබඳ තවත් උදාහරණයක් වන්නේ නවීන දෙමුහුන් ආකෘති සහ ඊටත් වඩා විදුලි වාහන ය. නිදසුනක් ලෙස ප්‍රියස් සම්බන්ධයෙන් ගත් කල, ඉහළ වායුගතික හැඩයක අවශ්‍යතාවය ද නියම කරනුයේ වේගය වැඩි වන විට දෙමුහුන් පවර්ට්‍රේනයේ කාර්යක්ෂමතාව අඩු වන බැවිනි. විද්‍යුත් වාහන සම්බන්ධයෙන් ගත් කල, විදුලි මාදිලියේ සැතපුම් ගණන වැඩි කිරීම සම්බන්ධ ඕනෑම දෙයක් අතිශයින් වැදගත් ය. විශේෂ experts යන් පවසන පරිදි, කිලෝග්‍රෑම් 100 ක බර අඩු වීමකින් මෝටර් රථයේ දුර කිලෝමීටර කිහිපයකින් වැඩි වනු ඇත, නමුත් අනෙක් අතට, විද්‍යුත් මෝටර් රථයක් සඳහා වායුගතික විද්‍යාව ඉතා වැදගත් වේ. පළමුවෙන්ම, මෙම වාහනවල විශාල ස්කන්ධය යථා තත්ත්වයට පත්වීමෙන් පරිභෝජනය කරන ශක්තියෙන් යම් ප්‍රමාණයක් නැවත ලබා ගැනීමට ඉඩ සලසන නිසාත්, දෙවනුව, විදුලි මෝටරයේ ඉහළ ව්‍යවර්ථය ආරම්භයේ දී බරෙහි බලපෑමට වන්දි ගෙවීමට ඉඩ සලසන නිසාත්, එහි කාර්යක්ෂමතාව අධික වේගයෙන් හා අධික වේගයෙන් අඩු වන නිසාත් ය. මීට අමතරව, බල ඉලෙක්ට්‍රෝනික හා විද්‍යුත් මෝටරයට අඩු සිසිලන වාතය අවශ්‍ය වන අතර එමඟින් මෝටර් රථයේ ඉදිරිපස කුඩා විවරයක් ලබා ගත හැකි අතර, අප සඳහන් කළ පරිදි ශරීර ප්රවාහය අඩු වීමට ප්රධාන හේතුව එයයි. නවීන ප්ලග්-ඉන් දෙමුහුන් ආකෘතිවල වඩාත් වායුගතිකව කාර්යක්ෂම ආකෘති නිර්මාණය කිරීමට නිර්මාණකරුවන් පෙළඹවීමේ තවත් අංගයක් වන්නේ ත්වරණය නොවන විද්‍යුත් පමණක් මාදිලිය හෝ ඊනියා ය. යාත්‍රා කිරීම. රුවල් බෝට්ටු මෙන් නොව, මෙම පදය භාවිතා කරන සහ සුළඟට බෝට්ටුව චලනය කළ යුතු අතර, මෝටර් රථවල, මෝටර් රථයට අඩු වායු ප්‍රතිරෝධයක් ඇත්නම් විදුලි බලයෙන් ධාවනය වන සැතපුම් ගණන වැඩි වේ. ඉන්ධන පරිභෝජනය අඩු කිරීම සඳහා වඩාත්ම ලාභදායී ක්‍රමය වන්නේ වායුගතිකව ප්‍රශස්ත හැඩයක් නිර්මාණය කිරීමයි.
සමහර ප්‍රසිද්ධ මෝටර් රථවල පරිභෝජන සංගුණක:
මර්සිඩීස් සිම්ප්ලෙක්ස්
නිෂ්පාදනය 1904, සීඑක්ස් = 1,05
රම්ප්ලර් ඩ්‍රොප් කරත්තය
නිෂ්පාදනය 1921, සීඑක්ස් = 0,28
ෆෝඩ් මොඩල් ටී
නිෂ්පාදනය 1927, සීඑක්ස් = 0,70
කාම පර්යේෂණාත්මක ආකෘතිය
1938 දී නිෂ්පාදනය කරන ලද Cx = 0,36.
මර්සිඩීස් රෙකෝඩ් කාර්
නිෂ්පාදනය 1938, සීඑක්ස් = 0,12
වීඩබ්ලිව් බස්
නිෂ්පාදනය 1950, සීඑක්ස් = 0,44
Volkswagen "කැස්බෑවා"
නිෂ්පාදනය 1951, සීඑක්ස් = 0,40
පන්හාර්ඩ් ඩිනා
1954 දී නිෂ්පාදනය කරන ලද Cx = 0,26.
පෝර්ෂේ 356 ඒ
1957 දී නිෂ්පාදනය කරන ලද Cx = 0,36.
එම්ජී එක්ස් 181
1957 නිෂ්පාදනය, Cx = 0,15
සිට්‍රෝන් ඩීඑස් 19
නිෂ්පාදනය 1963, සීඑක්ස් = 0,33
NSU ක්‍රීඩා කුමාරයා
නිෂ්පාදනය 1966, සීඑක්ස් = 0,38
මර්සිඩීස් එස් 111
නිෂ්පාදනය 1970, සීඑක්ස් = 0,29
වොල්වෝ 245 වත්ත
නිෂ්පාදනය 1975, සීඑක්ස් = 0,47
Audi 100
නිෂ්පාදනය 1983, සීඑක්ස් = 0,31
මර්සිඩීස් ඩබ්ලිව් 124
නිෂ්පාදනය 1985, සීඑක්ස් = 0,29
ලැම්බෝගිනි කවුන්ටරය
නිෂ්පාදනය 1990, සීඑක්ස් = 0,40
ටොයොටා ප්‍රියස් 1
නිෂ්පාදනය 1997, සීඑක්ස් = 0,29
