Геометрия кузова автомобиля

Форма кузова определяется целым рядом факторов: он должен быть привлекательным для покупателя как в отношении комфорта, так и в отношении своего вида, и должен иметь хорошие обводы, чтобы легко преодолевать сопротивление воздуха при движении.

Аэродинамическая форма автомобилей оценивается аэродинамическим коэффициентом и геометрией кузова. Чем меньше значение этого коэффициента, тем легче автомобиль преодолевает сопротивление воздуха, в результате улучшается экономия топлива. В настоящее время расходы на топливо имеют большое значение, поэтому аэродинамическому сопротивлению автомобиля уделяется большое внимание.

Сопротивление воздуха

При нормальных условиях мощность, требуемая для перемещения автомобиля через воздух, представляет собой большую часть мощности, развиваемой двигателем, поэтому уменьшение этой мощности имеет чрезвычайно важное значение.
Сопротивление воздуха определяется формулой:
Сопротивление воздуха = Аэродинамический коэффициент х Площадь х Скорость2.
Из формулы видно, что сопротивление воздуха растет пропорционально квадрату скорости автомобиля, таким образом сопротивление становится очень большим, когда скорость движения высока (рис. 20.4). По сравнению с сопротивлением на скорости 50 км/ч, сопротивление при скоростях 100 км/ч и 150 км/ч больше в 4 и в 9 раз соответственно.
Испытания автомобиля в аэродинамической трубе позволяют измерить сопротивление воздуха. Поскольку площадь поперечного сечения автомобиля и его относительная скорость по отношению к воздуху известны, можно вычислить аэродинамический коэффициент сопротивления (С).
Низкое значение С, получается тогда, когда кузов является обтекаемым и позволяет автомобилю продвигаться через воздух с минимальным возмущением. Поскольку большая часть сопротивления оказывается областью с низким давлением в задней части автомобиля, обычно стремятся вернуть воздух в эту область с минимальной турбулентностью, после того как воздух обошел вокруг кузова.

Сопротивление прямо пропорционально площади поперечного сечения, поэтому «зализанный» автомобиль спортивного типа будет иметь хорошие характеристики в этом отношении.
Делаются различные усовершенствования кузова автомобиля, для того чтобы уменьшить его аэродинамическое сопротивление; к таким усовершенствованиям относятся «утапливание» ручек дверей и добавление обтекателя под передним бампером автомобиля (рис. 20.5а).

Устройства для лучшего обтекания воздуха в задней части автомобиля иногда устанавливаются производителем автомобиля, а иногда владельцем автомобиля. В зависимости от их формы и расположения, они иногда сглаживают воздушный поток, уменьшая возмущение, или действуют в качестве спойлеров, отражая поток воздуха вверх, чтобы увеличить силу сцепления задних колес с дорогой (рис. 20.5Ь). Хотя эти устройства могут приносить реальную пользу при установке на гоночные автомобили, их установка на обычные автомобили часто вызывается стремлением улучшить внешний вид.