בהנדסה גבוהה של כלי רכב, ספוילרים הם אבן הפינה של אווירודינמיקה רכב, המשפיע ישירות על יציבות, טיפול ובטיחות במהירויות גבוהות. האתגר הבסיסי הוא בעיצוב ספוילרים המייצרים כוח ירד משמעותי - דיכוי הצמיגים לתוך המדרכה עבור אחיזה מעולה - ללא עלייה משמעותית של גרור דינמיט, אשר שודד את המכונית של מהירות גבוהה ויעילות דלק.

הבנה של כוח ודרדר

הכוח האנרגדינמי הוא הכוח האנכימי הדוחף את הרכב כלפי מטה, מגביר את הכוח הרגיל על הצמיגים ובכך לשפר את הדחף, יכולת הפינות, וביצועים מתפתלים.הוא נוצר על ידי יצירת הבדל לחץ בין פני השטח העליון והתחתונים של אלמנטים אווירודינמיים כמו ספוילרים וכנפיים.גרור, לעומת זאת, הוא ההתנגדות האירודינמיקה שפועלת בניגוד למהלך התנועה.

היחסים בין כוח וגרור מובעים באמצעות יחס המעלית-ל-דזה (L/D), הנקרא גם יעילות אווירודינמית.יחס L/D גבוה מצביע על כך שספוילר מייצר כוח ירד משמעותי עם גרור נמוך יחסית. Achieving יחס גבוה L/D הוא השבריר הקדוש של עיצוב קלקל, המאפשר כלי רכב לשמור על מהירויות גבוהות תוך נהנה היתרונות של שימוש משופר במהנדסים חישוביים (F) ובדיקה מנפחים של נוזל זה, ומטמים, לשילוב של נוזל (FD) וניקוי, ומטבצורה סגסוגת נוזל).

עיצובים חדשניים

התקדמות חדשה בעיצוב מפונק מתמקדת בצמצום הגרור הפרסיטי תוך שמירה או הגדלת כוח.כמה חידושים מרכזיים הופיעו, כל אחד מהם מיישם עקרונות אווירודינמיקה שונים.

Active Aeroדינמית Spoilers

ספוילרים פעילים מייצגים שינוי פרדיגמטי באירודינמיקה של כלי רכב.בניגוד לספוילרים קבועים, מערכות פעילות מתאמת את הגיאומטריה שלהם - זווית של התקפה, גובה או צורה - בזמן אמיתי המבוסס על מהירות הרכב, מתפתל, פינה ופרמטרים אחרים.במהירויות נמוכות, הספוילר עשוי לגרור מחדש את ה-DRircretocreper או לגרור מחדש את הכלכלה בלחץ גבוה יותר.

Vortex Generator

גנרטורים וורטקס הם מכשירים קטנים, דמויי פין המוצבים על פני השטח של הספוילר, כנף, או אפילו גוף הרכב לפני הספוילר.הם עובדים על ידי יצירת מערבות מבוקרות הממריץ את שכבת הגבול, מעכבת הפרדה זרימה וצמצום גודל של התעוררות דלת-לחץ נמוכה.זה תוצאה של פחות לחץ תוך שמירה על הלחץ המייצור של לחץ אווירי שונה במיוחד.

Diffuser-Integrated Spoilers

Diffusers הם ערוצי הרחבה ממוקמים מתחת למגרש האחורי או משולבים במבנה הספוילר. על ידי צמצום זרימת האוויר תחת המכונית, diffusers ליצור אזור בלחץ נמוך אשר מגביר את הכוח ללא עונש גרר גבוה של מנקה מסורתית. כאשר בשילוב עם כנף אחורית מדי, המטבול יכול לעבוד סינרגיסט: האגף מוריד את הלחץ מעל המכונית, בעוד גרור 9 גרם פחות חזק של נוזל אחורי, גם למטה, 000 קלף אחד, למעשה, לחץ חזק יותר קלף אחד למטה, לחץ חזק יותר, כמו גם לחץ חזק יותר לחץ חזק יותר לחץ חזק יותר, לחץ חזק יותר קלף אחד למטה, 000 קלף, 000 קלף, 000 קלף, 000 קלף, כמו גם למטה, 000 קלף, 000 קלף, 000 קלף, 000 קלף, 000 קלף, 000 קלף קלף אחד למטה, 000 קלף, 000 קלף, 000 קלף, 000 קלף קלף אחד למטה, יכול לעבוד באופן יעיל יותר, 000 קלף אחד למטה, 000 קלף אחד למטה, 000 קלף אחד למטה, 000 קלף, 000 קלף יכול לעבוד באופן יעיל יותר, 000 קלף יכול לעבוד באופן יעיל יותר לחץ חזק יותר, 000 קלף אחד למטה, 000 קלף אחד למטה,

כנפיים ו- Endplates

לוחות אנכיים בטיפים של ספוילר או כנף לחסום את האוויר בלחץ גבוה על פני השטח העליון משפך סביב לתחת לחץ נמוך תחת לחץ נמוך.זה מונע היווצרות של מערבות כנף אשר להפחית את כוח למטה ולגרום טרה-ידונים מושרה להרחיב את הרעיון הזה על ידי angling את הסוללות האסתטיקה כדי להפוך את זרימת הייצור של רכיב קטן קדימה, להפחית את הכנפיים האחוריות, כולל גרורת כלי רכב בולטים יותר, כדי לשפר את הדלפקידי מפונקציה.

גורני פלמס ו-Wickerbills

זבוב גורני הוא קטן, אנכי הכרטיסיה המצורפת לקצה השביל של מקלקל או כנף, בדרך כלל רק כמה מ"מ גבוה.למרות גודלו הקטן, עף גורני יכול להגדיל באופן משמעותי את הכוח על ידי הגדלת הסמן היעיל של הפרופיל.הוא יוצר אזור טיהור קטן מאחורי הטיפ, אשר מוריד את הלחץ על פני השטח העליון מגביר את כוח הפחתת כוח המשיכה, אך הוא משפר באופן דרמטי את האפשרות של המשחק, אך הוא משפר באופן דומה, הוא משפר את האפשרות של פעילות גופנית פשוטה, אך הוא לעתים קרובות, אך הוא משפר באופן דרמטי, אך הוא משפר את האפשרות הקלה, אך הוא משפר את האפשרות של החלפתו של פחות יעילה, אך ורק לאחר מכן, הוא משפר את האפשרות היא משפר את האפשרות של החלפתוריד, אך ורק לאחר מכן, באופן דרמטי, אך ורק לאחר מכן, הוא משפר את הפחתת כוח חוזר, באופן דרמטי, אך הוא משפר את הלחץ על פני השטח הוא משפר את האפשרות של החלפתוריד, באופן דרמטי, אך הוא משפר את האפשרות של פחות יעיל.

מערכות ניכוי (DRS)

מקורו מפורמולה 1, DRS הוא מערכת פעילה כי באופן זמני שטוח שטוח או פותחה את האגף האחורי כדי להפחית את הסגנית על חלקים ישר. כאשר מופעל (בדרך כלל בתוך שנייה של המכונית קדימה), פרופיל כנף הופך פחות אגרסיבי, מוריד את גרר ולהגדיל את המהירות הגבוהה ביותר. ברגע שהנהגים או נכנס לפינה, המערכת חוזרת לתצורה גבוהה של כוח. בעוד DRS הוא בעיקר טכנולוגיה מרוץ, כמה דרכים מתקדמות למנגנוני בקרה מתקדמים, אך ורקמותרפיון נכשלים, דורשות יותר, אך ורק על ידי מערכת בקרה מתקדמים, אך ורקמותרפיון נכשלים, אך ורקמותרפיסטציה מתקדמת, אך דורשות, אך ורק על גבי מערכת בקרה מתקדמת.

עקרונות עיצוב עבור יעילות

מעבר לסוגים ספציפיים של ספוילר, כמה עקרונות עיצוב אנרכיטיביים שולטים ביצירת מכשירים אווירודינמיקה יעילים.

ניהול זרימה וחיבור

שמירה על זרימת האוויר המצורפת אל פני השטח של הספוילר ואת גוף הרכב הוא קריטי. Flow הפרדה יוצרת התעוררות בלחץ נמוך גדול לתרום רבות ללחץ גרור.מעצבים להשתמש בקווים חלק, גנרטורים טורטטקס, ובאופן אסטרטגי להציב שכבות כדי לשמור על זרימה המצורפת.רדיוס הראשי של ספוילר, זווית התקפה, וצורה כוללת חייבת להיות אופטימיזציה למהירויות ספציפיות וכושר המאפשרת סימולציה של תאים.

אופטימיזציה ואפשרויות חומריות

הריצוף של מקלקל משפיע על חיכוך העור והתנהגות שכבת הגבול. ספוילרים מודרניים משתמשים לעתים קרובות סיבים פחמן חזק פולימר (CFRP) כי זה קל משקל ויכול להיווצר לתוך צורות מורכבות, חלקה. Smooth משטחים להפחית את חיכוך גרר, אבל לפעמים משטח מחוספס (אפקט חד-כדור-פעמי) יכול להזיז את השכבה לעיכובים סוערים, אשר אפקט הפרדה בשימוש בחלק מהמכוניות החומריות; שיפור משקל.

הסתגלות ובקרת זמן אמת

הספוילרים היעילים ביותר הם אלה שיכולים להתאים לתנאים שונים. מפוזרים קבועים הם פשרה; הם נועדו למהירות מסוימת ותסריטאי עומס. מקלקלים מתאימים - בין אם ידני, הידראולי או חשמלי - מאפשרים לנהג או ECU של הרכב לשנות את זווית הספוילר, גובה או צורה. מערכות בקרה בזמן אמת משתמשות בחיישנים למהירות, , ירכיים, מאוחר יותר, ולהוביל לשיפור אופטימלי של תפקוד שבץ, ובכך לשפר את רמת הניהול המפונקטיבית.

שילוב עם כלי רכב כללי

ספוילר אינו פועל בבידוד.יעילותו תלויה בזרימת האוויר על פני כל הרכב, כולל הפגוש הקדמי, הhood, חצאיות צדדיות, ותחת גוף.לדוגמה, מקלקל אחורי חייב לעבוד בקונצרט עם מתפצל כדי לאזן את הכוחות האירודינמיקה.חוסר איזון יכול להוביל לתחתית או oversteer במהירויות גבוהות.

היתרונות של עיצובים מתקדמים

יישום תכונות ספוילר מתקדמות אלה מספק יתרונות מוחשיים על פני ביצועים, בטיחות, ותחומי יעילות.

  • (ב) ,0) שיפור יכולת ההשתלה והפינית: אנדרט 1:1 כוח עליון מגביר את העומס האנכי על צמיגים, ומאפשר מהירויות פינות גבוהות יותר ללא אובדן אחיזה.זה קריטי במיוחד בסבבים מהירים גבוהים ובזמן תמרונים evasive.
  • (FLT:0) מבטיח ברלינג סטריאנס: אנדרל 1 (Downforce) על גבי האקסקל האחורי מונע את הגלגלים האחוריים להרים במהלך הרינג הקשה, שמירה על שליטה בהיגוי וצמצום מרחקי עצירה. פציפזרים פעילים יכולים לפרוס במהלך הזיוף כדי למקסם את ההשפעה הזו.
  • (FLT:0) אספקת דלק ו-Emissions:BuildFLT 1 על ידי צמצום גרר במהלך פעילות גופנית רגילה, מקלקלנים מתקדמים לתרום לכלכלת דלק טובה יותר. למערכות Active שמשתפות או מחזרות את הספוילר במהירויות נמוכות יותר להפחית את ההפסדים הפרציטיים.
  • (FLT:0) גדול יותר מהירות פוטנציאל: FLT:1ir גרור נמוך יותר מאפשר את הכוח של המנוע להמיר ישירות יותר במהירות. DRS ומערכות ספוילר פעיל מאפשר מכוניות להגיע למהירויות גבוהות יותר על יישרות תוך שמירה על כוח גבוה פינות.
  • (FLT:0) ,Aesthetic ערעור וזהות מותג: FIRLT:1 מפוזרים מתקדמים רבים נועדו להיות בולט מבחינה ויזואלית. מנגנוני הפריסה הפעילים וצורות ייחודיות להפוך רמזים מעצבי חתימה עבור מותגים ביצועים כמו פורשה, פרארי, ומבורגיני.
  • (FLT:0)Customization ופוטנציאל השיווק: ההרחבה:1 , Enthusiasts יכול רטרוfit vortex גנרטורים, גורני flaps, או כנפיים ניתנות להתאמה כדי לשפר את האירודינמיקה של הרכב שלהם.

יישומים אמיתיים ומקריות

פורשה 911 (992) פעיל Rear Spoiler

פורשה 911 הנוכחית כוללת מקלקל אחורי פעיל שמפיץ במהירויות מעל 90 ק"מ / שעה (56 קמ"ש) בשני שלבים.זה קודם עולה מעט כדי להפחית את המעלית, ואז נוטה לזווית תלולה יותר במהירויות גבוהות יותר עבור כוח מופחת.המערכת מתחדשת כאשר המכונית מאטה, צמצום גרר והגנה על הספוילר מפני נזק.

מק'לארן Speedtail ו-DRS

ה- McLaren Speedtail, היפרגרפטריה היברידית, משתמשת במערכת ניכוי דרדר בדומה לפורמולה 1.ה כנף האחורי של המכונית ואת משטחים אווירודינמיים פעיל יכול להפחית את גרר ב-30% כאשר הנהג לוחץ על כפתור.המערכת מיועדת לריצה מהירה גבוהה (המהירות העליונה של Speedtail עולה על 400 קמ"ש), ומאפשרת לחתוך את האוויר עם התנגדות מינימלית תוך מתן הכוח הדרוש ליציבות כזו של מהירות ה-ידי ה-כך.

פורמולה 1 חזית ו-Rear Wings

פורמולה 1 מכוניות לפעול בקצה הקיצוני של יעילות אווירודינמית.כנפיים האחוריות שלהם הן סטיות מורכבות להפליא המכילות אלמנטים מרובים, לוחות קצה, DRS flap, ולפעמים a Gorney flap. האגף הקדמי גם תורם לכוח למטה אבל נועד לנהל אוויר סוער מן הצמיגים.

מסקנה

עיצובים מתקדמים של ספוילר הפכו את האווירודינמיקה של הרכב מפשרות למדע דינמי, מתאים.על ידי שילוב שליטה פעילה, דור טורטקס, diffusers, ו-Desplates מעודנים, מהנדסים יכולים עכשיו להשיג כוח גבוה עם גרור מינימלי לתנאי נהיגה ספציפיים.החידושים האלה מתורגמים לטיפול טוב יותר, שולי בטיחות טובים יותר, יעילות דלק, ומהירויות גבוהות יותר.

(ב) לקריאה נוספת על הפיזיקה של כוח האטה, התייחסה ל-FLT:0Wikipedia מאמרו של דלמנטומנטל FLT:1 (העקרונות של האירודינמיקה פעילה מוסברים היטב ב-FLT:2, מאמר זה של ההרחבה 3FLT 3: אם אתה מעוניין בגנרטור טורטקס, ראה FLT:4 את כניסת ויקיפדיה ייעודית:5 עבור גזע-car-Fliekural פתרונות הנדסת מכונות, 7Rlier Engineerings 7.