На автомобиль действуют аэродинамические силы. Равнодействующую всех элементарных аэродинамических сил называют полной аэродинамической силой:
P 
= c 
Fq, (1.34)
где: c - безразмерный к-т полной аэродинамической силы
F – площадь Миделя, в качестве которой принимается, выраженная в м 
лобовая площадь, равная площади проекции АТС на плоскость перпендикулярную его продольной оси.
Для грузовых АТС: F = В Н 
, для легковых: F = В Н , где: В – ширина колеи В и Н - соответственно габаритная ширина и высота АТС.
q = 
V /2 – скоростной напор (кг/мс ), равный кинетической энергии одного кубического метра воздуха, движущегося со скоростью, равной скорости движения автомобиля относительно воздушной среды.
Результирующий момент элементарных аэродинамических сил, действующих на поверхность АТС, называют полным аэродинамическим моментом автомобиля:
М = m Fqb, (1.35)
где: m - безразмерный к-т полного аэродинамического момента
b – характерный линейный размер по ширине, в качестве которого обычно принимают ширину колеи.
P и М раскладываются по осям прямоугольной системы координат. При этом проекцию силы P на ось ОХ называют силой сопротивления воздуха Р 
:
Р = с 
F V , (1.36)
где: с - к-т лобового сопротивления воздуха.
Проекцию силы P на ось ОУ называют боковой аэродинамической силой P 
.
Проекцию силы P на ось ОZ называют подъемной аэродинамической силой Р 
.
Проекцию момента М на ось ОХ называют моментом крена М 
.
Проекцию момента М на ось ОУ называют опрокидывающим моментом М 
.
Проекцию момента М на ось ОZ поворачивающим моментом М .
Все коэффициенты, входящие в расчетные формулы, определяются опытным путем, обычно при продувке в аэродинамической трубе.
|
|
На ТСС основное влияние оказывают сила лобового сопротивления, подъемная сила и опрокидывающий момент.
Лобовое сопротивление складывается из пяти составляющих:
1) Сопротивление формы – 55…60%. Обусловлено в основном разностью давлений (спереди – повышенное, сзади – пониженное). Решающее значение имеет форма капота, крыльев, ветровых и боковых стекол, крыши, багажника.
2) Внутренне сопротивление кузова – 10…15%. Создается потоками воздуха, проходящими внутри автомобиля (вентиляция, отопление, потоки через открытые форточки люки).
3) Дополнительные сопротивления – 10…15%. Вызываются выступающими частями (зеркала, антенны, фары, ручки)
4) Индуктируемое сопротивление – 5…10%. Вызывается взаимодействием боковой и подъемной силы в направлении продольной оси.
5) Сопротивление поверхностного трения – 5…10%. Вызывается силами вязкости пограничного слоя воздуха и зависит от величины этой поверхности и её шероховатости.
Принимая плотность воздуха постоянной, равной 1,225 кг/м 
, можно считать с / 2 = К , зависящим только от формы кузова и угла натекания. К можно рассматривать как характеристику автомобиля, а именно к-т сопротивления воздуха (к-т обтекаемости), который численно равен силе сопротивления воздуха, действующей на 1 м площади автомобиля при скорости 1 м/с.
В справочной литературе обычно приводятся значения с (к-та обтекаемости), их получают при продувке в аэродинамической трубе, реальные значения получают умножением на к-т 1,35.
Для углов натекания 0 средние значения К составляют:
- легковые автомобили 0,18…0,35 кг/м ;
|
|
- автобусы с капотной компоновкой 0,45…0,55 кг/м ;
- автобусы с вагонной компоновкой 0,35…0,45 кг/м ;
- грузовые бортовые 0,6…0,8 кг/м ;
- грузовые фургоны 0,5…0,6 кг/м ;
- цистерны 0,55…0,65 кг/м ;
- автопоезда 0,85…0,95 кг/м .
Для неподвижной среды: Р = К F V 
, при наличии ветра: V 
= 
, если 
=0, то: V = V + V 
, а если =180 
, то:
V = V - V .
Соответственно, мощность сопротивления воздуха в кВт:
N = К F V / 1000, (1.37)