Khi di chuyển, đặc biệt là ở tốc độ cao, ô tô chịu nhiều loại lực cản khác nhau, bao gồm lực cản lăn, lực cản quán tính, lực ma sát và đặc biệt là lực cản của gió. Hãy cùng tìm hiểu thêm về lực nâng và cách cải thiện hiệu suất khí động học của ô tô.

Đèn pha – những điều bạn có thể chưa biết?

Sử dụng cần số mà người dùng nên biết

Tầm quan trọng của đèn động cơ – không phải ai cũng biết

Lực cản khí động học

– Khả năng chống lăn là một thuật ngữ liên quan đến chất lượng của mặt đường, chất lượng của vỏ xe.

– Lực quán tính liên quan đến khối lượng và gia tốc của xe.

– Các lực ma sát liên quan đến vật liệu, công nghệ sản xuất và dầu nhờn.

– Lực cản của gió liên quan đến hình dạng khí động học và tốc độ của xe. Đây cũng là loại điện trở phức tạp nhất được đề cập trong bài báo.

Hiệu quả khí động học của xe được xác định bởi hệ số cản (Cd). Nói một cách đơn giản, hệ số cản là ảnh hưởng của hình dạng xe lên lực cản không khí của xe khi xe chuyển động.

Về mặt lý thuyết, một quả cầu kim loại có Cd là 1,0, nhưng nếu tính đến ảnh hưởng của sự hỗn loạn không khí đằng sau nó, thì giá trị này xấp xỉ 1,2. Hệ số khí động học thấp nhất là đối với vật thể hình giọt nước có hệ số cản là 0,05. Tuy nhiên, chúng ta khó có thể làm ra một chiếc xe như vậy. Ôtô hiện đại thường có hệ số cản Cd khoảng 0,30.

Lực cản tỷ lệ với hệ số cản, diện tích mũi và bình phương vận tốc của xe. Tức là một ô tô đang đi với vận tốc 193 km / h thì phải vượt qua một lực cản lớn gấp bốn lần ô tô đi với vận tốc 97 km / h. Và như vậy tốc độ cao nhất của ô tô sẽ tạo ra lực cản cao nhất.

Ferrari Testarossa

Nếu chúng ta muốn tăng tốc độ tối đa của Ferrari Testaros từ 290 km / h lên 322 km / h như Lamborghini Diablo mà không làm thay đổi hình dạng của chiếc xe, thì chúng ta cần tăng công suất của nó từ 390 mã lực lên 535 mã lực. Nếu chúng ta dành nhiều thời gian và tiền bạc để nghiên cứu hình dạng khí động học của ô tô, chúng ta có thể giảm hệ số cản Cd của nó từ 0,36 xuống 0,2.

READ  Bảng giá xe Jaguar và ưu đãi mới nhất 2022 hiện nay | Avolution.com.vn

Phần đuôi của chiếc Porsche 935/78 “Moby Dick” 1978 dài hơn nhiều

Fastback (Đuôi gió) từ những năm 1960, các kỹ sư xe đua đã thực sự coi trọng hình dáng khí động học của xe. Họ phát hiện ra rằng nếu giảm độ che phủ phía sau của xe xuống 20 độ hoặc thấp hơn, luồng không khí sẽ đi thẳng theo đường mui và giảm đáng kể lực cản. Họ gọi thiết kế này là “fastback”. Do đó, nhiều chiếc xe đua như Porsche 935/78 “Moby Dick” đã kéo dài và hạ thấp đuôi ngoài sức tưởng tượng.

Ở một chiếc sedan hoặc hatchback, luồng không khí sẽ bị giữ lại ở cuối mui xe vì việc hạ thấp đột ngột phần sau mui xe tạo ra một vùng áp suất thấp, do đó tạo ra sự nhiễu loạn trong không khí phía sau mui xe. Sự nhiễu loạn này luôn có ảnh hưởng tiêu cực đến hệ số cản.

Nếu góc của nắp sau thẳng đứng hơn, luồng gió này sẽ thay đổi đột ngột, ảnh hưởng xấu đến sự ổn định ở tốc độ cao. Trong những ngày đầu phát triển, các nhà sản xuất xe hơi chưa hiểu hết vấn đề này nên đã chế tạo ra một vài chiếc xe như vậy.

Lực nâng: Theo lý thuyết khí động học, khi ô tô đang chạy, luồng không khí phía trên mui xe di chuyển một khoảng lớn hơn luồng không khí dưới gầm xe, phía trước nhanh hơn phía sau, do đó theo nguyên lý Bernoulli, tốc độ khác nhau. luồng không khí sẽ tạo ra sự chênh lệch áp suất làm cho xe bị nâng lên và làm giảm độ bám của lốp trên mặt đường.

Giống như lực cản, lực nâng tỷ lệ với diện tích sàn của xe, bình phương tốc độ và hệ số lực nâng (Cl) – phụ thuộc vào hình dạng của xe. Ở tốc độ cao, lực nâng có thể quá mức và ảnh hưởng xấu đến chuyển động của xe. Lực nâng chủ yếu tập trung ở phần phía sau, nếu lực nâng quá lớn bánh sau sẽ bị trượt, rất nguy hiểm, nhất là khi xe đang di chuyển với tốc độ trên 200 km / h.

Do đó, việc đạt được hệ số cản và lực nâng tối ưu cùng một lúc là rất khó. Tuy nhiên, người ta đã nghiên cứu rất kỹ và tìm ra những giải pháp tối ưu để giảm lực cản và lực nâng xuống mức thấp nhất …

READ  Quy trình mua xe trả góp, tính lãi và những điều cần lưu ý | Avolution.com.vn

Các biện pháp cải thiện hiệu suất khí động học

Để nâng cao hiệu suất khí động học, giảm hệ số cản Cd, người ta thường sử dụng các biện pháp sau:

Cánh đuôi: Vào đầu những năm 60, các kỹ sư của Ferrari đã phát hiện ra rằng bằng cách gắn một tấm cản (chúng tôi gọi đơn giản là WINGS) vào cửa sau, áp lực có thể được giảm đáng kể hoặc thậm chí được tạo ra. Trong khi đó, lực cản chỉ tăng lên một lượng rất nhỏ.

Cánh hướng phần lớn không khí ở mui xe thoát trực tiếp trở lại mà không bật trở lại, do đó làm giảm lực nâng. Nếu tăng góc độ cánh, lực xuống có thể tăng lên đến 100 kg. Khi đó, chỉ có một luồng khí rất nhỏ đi về phía sau và treo lơ lửng dưới đuôi cánh. Do đó, cánh gió làm giảm đáng kể sự nhiễu loạn không khí xảy ra ở ô tô không có dạng quay nhanh và triệt tiêu lực nâng, ô tô chỉ chịu lực cản.

Khung gầm: Gầm xe là tên gọi chung của cánh lướt gió đặt dưới cản trước và cánh lướt gió đặt dọc sườn xe. Cánh gió gầm được lắp dưới mũi xe nhằm thay đổi luồng gió vào gầm xe. Tấm ốp gầm gắn ở mép dưới của cản trước thường được gọi là “cánh gió trước”. Còn chắn bùn dọc hông xe là “kính chắn gió ngang”. Để hiểu tác dụng của chúng, trước tiên chúng ta hãy phân tích luồng không khí ở mặt dưới của sàn.

Luồng không khí dưới sàn luôn là điều không mong muốn. Có nhiều bộ phận như động cơ, bộ truyền động, trục lái và một số bộ phận khác nằm lộ ra dưới gầm xe. Chúng sẽ cản trở luồng không khí, không chỉ gây ra nhiễu loạn làm tăng lực cản mà còn làm chậm luồng khí và tăng lực nâng theo nguyên lý Bernoulli.

Gầm xe và các đường gờ bên hông được sử dụng để giảm luồng không khí từ bên dưới bằng cách hướng không khí qua các bên của xe. Do đó, chúng làm giảm lực cản và lực nâng được tạo ra bởi luồng không khí phía dưới.

Nói chung, chắn bùn càng thấp thì hiệu quả càng cao. Đó là lý do tại sao bạn nhìn thấy những chiếc xe đua có cánh và cản ngang nằm sát mặt đường. Tất nhiên, điều này là không thể với những chiếc xe bình dân.

READ  Người mệnh Thổ mua xe màu gì hợp phong thủy MAY MẮN | Avolution.com.vn

Khung gầm êm ái: Chúng ta cũng có thể giảm ảnh hưởng của luồng không khí thấp hơn bằng cách làm cho gầm êm hơn để tránh nhiễu động và nâng.

Hiệu ứng bề mặt: Đối với các kỹ sư xe đua, cửa sau có thể là một giải pháp tốt để giảm lực nâng, nhưng nó vẫn không phải là điều họ thực sự muốn. Một chiếc xe Công thức 1 tăng tốc trong khoảng 4 giây sau khi tăng tốc, điều này cần phải có lực nén để giữ các bánh xe bám chắc trên đường. Lắp đặt cánh với góc lớn có thể đáp ứng yêu cầu này, nhưng làm tăng hệ số cản.

Xe đua Lotus 72

Vào những năm 70, Collin Chapman đã tìm ra một cách hoàn toàn mới để tạo ra khả năng nén mà không ảnh hưởng đến lực cản. Đó là hiệu ứng mặt đường. Anh ấy đã tạo ra một đường dẫn khí ở phía dưới chiếc xe đua Lotus 72 của mình. Đường dẫn khí này khá hẹp ở phía trước và dần dần mở rộng về phía sau. Do khung xe nằm sát mặt đường nên sự kết hợp giữa lối đi trên không và mặt đường tạo thành một đường hầm gần như kín. Khi ô tô đang chạy, không khí lọt vào mũi xe rồi thoát thẳng ra ngoài làm cho áp suất không khí giảm dần về phía đuôi xe, tạo ra lực nén.

Gordon Murray làm Brabham

Hiệu ứng mặt đường có tác dụng tốt hơn cánh sau và nhanh chóng được áp dụng cho xe Công thức 1. Năm 1978, Brabham (thợ chế tạo McLaren F1 nổi tiếng) đã áp dụng phương pháp này cho Gordon Murray của mình. Ngoài ra, thay vì mở rộng đường dẫn khí, anh ta sử dụng một máy thổi công suất lớn để tạo ra áp suất thấp ở gần đuôi xe. Tất nhiên, FIA (Liên đoàn ô tô quốc tế) đã thừa nhận điều đó.

Tuy nhiên, hiệu ứng mặt đường không phù hợp với ô tô thông thường. Vì loại này phải có khoảng sáng gầm cao mới phù hợp với đường bình thường và do đó tác dụng mặt đường gần như mất đi. Nhìn chung, những người thử xe không coi đây là một giải pháp tốt để tạo lực nén, mặc dù có những chiếc xe như Duner 962 của Đức có thể điều chỉnh chiều cao gầm để tận dụng tác dụng của mặt đường và đạt được hiệu quả mong muốn. lực nén lên đến 40%.

Woo Woo (TTTT)

Last modified: 17/07/2022

Author

Comments

Write a Reply or Comment

Your email address will not be published.

Protected with IP Blacklist CloudIP Blacklist Cloud