Книги по устройству и ремонту автомобилей

Аэродинамика автомобиля

---

Год выпуска: 1987
Автор: ред. В.Г. Гухо
Жанр: Учебное пособие
Формат: PDF / DjVu
Количество страниц: 421
Описание: Книга западногерманских специалистов базируется на учебных материалах курсов повышения квалификации инженеров-автомобилестроителей. Советскому читателю предлагается систематизированный труд, посвященный рассмотрению не толькообтекания кузова автомобиля, но и теплообмена системы охлаждения, вентиляции и отопления салона, экономичности, загрязнения, аэродинамического шума. Даны рекомендации по проектированию легковых и спортивных автомобилей, автопоездов и автобусов, приведена техника экспериментальных исследований.

Для конструкторов, испытателей и дизайнеров транспортных средств, преподавателей и студентов вузов.

Содержание:

Предисловие
Перечень названий иностранных фирм и автомобилей, приведенных в книге
1. Введение в аэродинамику автомобиля
1.]. Разграничение темы
1.1.1. Основы аэродинамики автомобиля
1.1.2. Методология в аэродинамике автомобиля
1.1.3. Родственные области науки
1.2- Историческое развитие
1.2.1. Обзор
1.2.2. Формы, заимствованные из других областей техники
1.2-3. Хороша обтекаемые формы
1.2.4. Оптимизация формы
1.3. Тенденции развития
1.3.1. Технические показатели автомобиля
1.3.2. Аэродинамика автомобиля
1.3.3. Затраты на развитие работ но улучшению аэродинамических свойств автомобиля
1.4. Обозначения
2. Некоторые особенности механики обтекания
2.1. Свойства несжимаемых жидкостей
2.1.1. Плотность
2.1.2. Вязкость
2.1.3. Теплопроводность
2.2. Вопросы механики обтекания автомобилей
2.2.1. Внешнее обтекание автомобиля
2.2.2. Прохождение потока в канале
2.3. Некоторые аспекты внешнего обтекания
2.3.1. Основные уравнения для несжимаемого и не обладающего вязкостью внешнего потока
2.3.2. Примеры
2.3.3. Влияние трения
2.3.4. Особые проблемы
2.4. Проблемы прохождения потока в канале
2.4.1. Основные уравнения для несжимаемого потока
2.4.2. Характерные примеры течения в канале
2.5. Взаимодействие внешнего потока, обтекающего автомобиль, и внутреннего потока, проходящего через автомобиль
2.6. Обозначения
3. Мощностные показатели легковых автомобилей и автомобилей-фур­гоне
3.1. Постановка задачи
3.2. Составляющие силы сопротивления движению
3.2.1. Уравнение силы сопротивления движению
3.2.2- Анализ сил сопротивления движению
3.3. Мошносгные показатели
3.3.1. Тяговый баланс автомобиля................................................................ 95
3.3.2. Время разгона и скоростная характеристика разгона................ 95
3.4. Определение расхода топлива ...... ........... 97
3.4.1. Методика проведения работ................................................................. 97
3.4.2. Характеристика расхода двигателя................................................. 97
3.4.3. Согласование передач.................................................................................
3.4.4. Ездовые циклы.......................................................................................
3.4.5. Точки переключения................................................................................
3.5. Расход топлива и мощностные показатели .............................. .............
3.5.1. Сравнение сопротивления воздуха и сопротивления качению .
3.5.2- Предварительный анализ и классификация автомобилей к по­следующим рассуждениям о расходе топлива
3.5.3. Снижение расхода топлива за счет уменьшения силы сопро­тивления воздуха
3.5.4. Влияние силы сопротивления воздуха, веса и мощности двигателя
3.5.5. Максимальная скорость...........................................................................
3.5.6. Оптима/ыгая с точки зрения расхода топлива концепция автомобиля
3.5.7. Расход топлива для автомобилей-фургонов...................................
3.6 . Заключение.............................................................................................................
3.7. Обозначения.............................................................................................................
Вольф-Генрих Гухо
4. Сопротивление воздуха при движении легковых авто любил ей.......................
4.1. Аэродинамическое сопротивление легкового автомобиля в ряду аэродинамических сопротивлений других тел
4.1. Поле потока вокруг легкового автомобиля................................ ... . . .
4.3. Анализ составляющих сопротивления воздуха .......................................
4.3.1. Основные понятая.......................................................................................
4.3.2. Сопротивления элементов и частей автомобиля.............................
4.4. Исследования аэродинамики легкового автомобиля.............................
4.4.1. Постановка задачи.......................................................................................
4.4.2. Хорошо обтекаемые тела, помещенные вблизи основания . . .
4.4.3. Влияние изменения геометрических параметров формы кузо­ва на аэродинамическое сопротивление автомобиля
4.5. Измерения аэродинамического сопротивления для автомобиля натуральной величины
4.5.1. Классификация результатов измерений.............................................
4.5.2. Положение автомобиля в пространстве, боковой ветер.............
4.5.3. Эксплуатационное состояние автомобиля............................. ... . .
4.5.4. Коэффициенты сопротивления воздуха автомобилей серий­ного производства
4.5.5. Изменения формы.......................................................................................
4.6. Практические работы по доводке аэродинамики легковых автомо­билей
4.6.1. Оптимизация формы.................................................................................
4.6.2. Интерактивная оптимизация формы....................................................
4.6 3. Согласование навесных элементов.......................................................
4.7. Будущее аэродинамики автомобилей..........................................................
4.7.1. Существующий потенциал улучшения аэродинамических свойств автомобилей
4.7.2. Создание легкового автомобиля, обладающего очень малымаэродинамическим сопротивлением
4.7.3. Задачи исследования................................................................................
4.8. Обозначения.............................................................................................................
Ганс-Йосхим Эммельманн
5. Устойчивость движения при боковом ветре..........................................................
5.1. Постановка задачи.................................................................................................
5.2. Аэродинамические силы и моменты, действующие на автомобиль
5.2.1. Естественный атмосферный ветер.......................................................
5 22. Автомобиль при стационарном боковом ветре ............................. 198
5.2.3. Аэродинамическая устойчивость.................................................... 200
5.2.4. Аэродинамические силы при нестационарном боковом ветре . 203
5.3. Встречающиеся на практике проблемы бокового ветра ................... ... 204
5.3.1. Прокладка дорог и зашита от бокового ветра................................ 204
53.2. Естественные и искусственные порывы бокового ветра........... 206
5.4. Динамические аспекты........................................................................................ 208
5.5. Влияние аэродинамического воздействия на боковое отклонение. . 209
5.5.1. Уменьшение адспа параметров.............................................................. 209
5.5.2. Уравнение для оценки влияния боковой силы, веса и поло­жения центра давления на боковое отклонение автомобиля 211
5.53. Вычисление бокового отклонения серийных автомобилей . . . 212
5.6. Предельное условие возникновения опасности....................... _.............. 213
5.7. Заключение........................................................................................................... 214
5.8. Обозначения.............................................................................................................. 215
Раймуид Пиатек
6 . Функциональность, безопасность и комфорт........................................................... 215
6.1. Разграничение темы.............................................................................................. 215
6 .2. Поле потока вокруг автомобиля................................................................. ... 216
6.2.1 .Характер обтекания.................................................................................... 216
6.2.2. Распределение давления............................................................. ... 219
6 3- Силы, действующие на детали кузова........................................................... 223
6.4. Загрязнение поверхности автомобиля........................................................... 224
6.4.1. Общие положения........................................................................................ 224
6.4.2. Поток воды..................................................................................................... 225
6.4.3. Оседание грязи.............................................................................................. 227
6.5. Аэродинамический шум.................................................... ... . ....................... 231
6.5.1, Причины возникновения аэродинамических шумов в авто­мобиле 231
6.5.2. Влияние механики обтекания................................................................. 232
6.6. Обтекание отдельных деталей........................................................................... 237
6.6.1. Очиститель ветрового стекла ................................................................. 237
6.6.2. Тормоза............................................. ............................................................. 238
6.7. Заключение.............................................................................................................. 239
6.8. Обозначения................................................................................. ... ................ ... 239
Гельмут Флегль, Райнхврд Лехнер
7. Некоторые аспекты аэродинамики спортивных и гоночных автомобилей . 240
7.1. Требования аэродинамики и пути их выполнения.................................... 240
7.1.1. Аэродинамическое сопротивление................................ ................. 240
7.1.2. Аэродинамическая прижимающая (отрицательная подъем­ная) сила 243
7.1.3. Зависимость между силой сопротивления воздуха и прижи­мающей (отрицательной подъемной) силой 245
7.1.4. Устойчивость движения............................................................................. 247
7.1.5. Вентиляция, охлаждение............. ............................................................. 253
7.2. Прочие требования................................................................................................. 255
7.2.1. Потребительские качества....................................................................... 255
7.2.2. Спортивный регламент .............................................................................. 256
7.3. Примеры оригинальных конструкций................................................... 258
7.3.1. Эффект отсоса прилежащего к поверхности дороги воздуха -"пылесос” 258
7.3.2. Эффект создания значительного разрежения у поверхности дороги - ’’автомобиль с крыльями" 259
7.3.3. Автомобили, предназначенные для установления рекордов скорости 260
7.4. Обозначения................ ......................... ................................................................... 261
8. Аэродинамика грузовых автомобилей............................................................ .. 261
8.1. Постановка задачи.................................................................................................... 261
8.2. Сопротивление движению и расход топлива.............................................. 262
8.3. Влияние мероприятий, уменьшающих силу аэродинамического сопротивления, на расход топлива 264
8.4. Коэффициенты аэродинамического сопротивления различных грузовых автомобилей 265
8.4.1. Симметричное обтекание................. .................................... ....................... 265
8.4.2. Кососимметричное обтекание................................................................... 266
8.4.3. Ограничение угла скоса потока с учетом скорости ветра .... 266
8.4.4. Параметр, характеризующий силу аэродинамического сопро­тивления в реальных условиях эксплуатации 267
8.5. Факторы, влияющие на аэродинамическое сопротивление ...... 267
8.5.1. Возможности реализации аэродинамических мероприятий на грузовых автомобилях 267
8.5.2. Оптимизация формы в аэродинамической трубе и возникаю­
щие при этом методологические проблемы . .............................................. 268
8.5.3. Пути снижения аэродинамического сопротивления для грузо­вого автомобиля 270
8.5.4. Пути снижения аэродинамического сопротивления автобусов и автомобилей-фургонов 279
8.5.5. Особые проблемы......................................................................................... 282
8.6. Загрязнение автомобиля..................................................... ................... ... 287
8.6. 1. Загрязнение от посторонних участников движения....................... 287
8.6.2. Самозагряэнение............................................................................................ 289
8.7. Обозначения.................................. 297
Клаус-Дитер Эмменталъ
9- Охлаждение двигателя....................................... 294
9.1. Постановка задачи. . . ...........................................................................294
9.2. Требования к системе охлаждения ................................... 296
9.2.1. Расчетные точки на графике мощностного баланса....................... 298
9.2.2. Тепловой поток от двигателя к охлаждающей жвдкости .... 299
9.3. Элементы системы охлаждения двигателя................................... 301
9.3.1. Поступление охлажадющего воздуха.................................................. 301
9.3.2. Радиаторы для легковых автомобилей............................................... 303
9.3.3. Вентилятор радютора................................................................................... 304
9.3.4. Водяной насос . ............................................................ ................... 305
9.4. Определение параметров систем охлаждения........................................... 305
9.4.1. Радиатор как теплообменник с перекрестным током ................. 305
9.4.2. Измерение характеристик радиатора.................................................. 307
9.4.3. Определение размеров радиатора............................................... 309
9.4.4. Проверочный расчет системы . .................................................. 313
9.5. Испытания системы охлаждения...................................................................... 314
9.6. Оценка систем охлаждения................................................................................ 315
9.7. Обозначения................................................................................................... ... 316
Вернер Генгенбах
10. Отопление, вентиляция и микроклимат в салоне автомобиля.... 318
10.1. Климат..................................................................................................................... 318
10.2. Климатическая физиология.................... ........................................................ 319
10.2.1. Температура воздуха в салоне........................... ... . . ........................ 319
10.2.2. Подвижность воздуха................................................................................ 322
10-2.3. Влажность воздуха. . ........................... ... ................. 323
10.2.4. Требования, предъявляемые к микроклимату в салоне автомобиля 325
10.3. Обеспечение микроклимата в салоне......................................................... 325
10-4. Компоненты системы отопления и вентиляции. ..................................... 327
10.4.1. Кузов....................................................................................................................... 328
10.4.2. Радиатор системы отопления.................... ....... ...................... 330
10.4.3. Вштнлятор . ................................................................................................ 334
10-4.4. Регулирование температуры ................................................................... 335
10.5. Пример системы отопления........................................................................... 339
10.6. Обозначения.............................................. ........................................................ 341
Вольф-Генрих Гухо
11. Аэродинамические трубы для изучения аэродинамических свойств автомобилей 342
11.1. Постановка задачи............................................................................................. 342
11.1.1. Требования, предъявляемые к автомобильной аэродинами­ческой трубе 342
11.1.2. Моделирование дорожного движения.............................................. 344
11.2. Основные сведения об аэродинамических трубах . ...........................347
11.2.1. Предварительные замечания................................................................... 347
11.2.2. Устройство и принцип действия.............................. ............................. 347
11.2.3. Элементы конструкции..................................................................... ... . 349
11.2.4. Оснащение....................................................................................................... 355
11.3. Ограничения при имитации................................................................................ 356
11.3.1. Качество потока.......................................................................................... 356
11.3.2. Способы моделирования поверхности дороги................................ 357
11.3.3. Блокировка потока, деформация, градиент давления.............. 362
11.4. Испытания моделей в уменьшенном масштабе........................................ 364
11.4.1. Техника моделирования......................................................................... 364
11.4.2. Влияние числа Рейнольдса...................................................................... 366
11.5. Примеры автомобильных аэродинамических труб .............................. 370
11.5.1. Обзор................................................................................................... ... 370
11.5.2. Большие аэродинамические трубы для испытаний автомо­билей и моделей в масштабе 1:1 375
11.5.3. Малые аэродинамические трубы для испытаний автомобилей и моделей в масштабе 1:1 375
11.5.4. Аэродинамические трубы для проведения исследований на
мол елях в уменьшенном масштабе.................................................................. 376
11.5.5. Климатические каналы............................................................................. 377
11.5.6. Климатические камеры с обдувом..................................................... 377
11.5.7. Сравнительные измерения в европейских автомобильных
аэродинамических трубах...................................................................................... 378
11.6. Заключение
11.7. Обозначения
Гергюн А. Некати
12. Методы к оборудование для измерений при аэродинамических испытаниях 382
12.1. Методы и оборудование для измерений в аэродинамической трубе 382
12.1.1. Измерение сил и моментов...................................................................... 382
12.1.2. Измерение давления................................................................................... 384
12.1.3. Измерение скорости...................
12, 1.4. Измерение температуры
12. 1.5. Измерение расхода воздуха.............................. .................................... 392
12.2. Аэродинамические измерения вне аэродинамической трубы
12.2.1. Испытания методом выбега..................................................................
12.2.2. Испытание при имитации бокового ветра различными уст­ройствами 397
12.2.3. Испытания системы охлаждения двигателя.................................... 399
12.2.4. Загрязнение стекол и деталей кузова .............................................. 401
12.2.5. Аэродинамический шум
12.3. Обозначения