Рух автомобіля відбувається у масиві повітря, молекули якого автомобіль відкидає зі свого шляху. Внаслідок цього виникають такі явища:
▪ перед автомобілем виникає зона стисненого повітря, а позаду – завихрення і зона розрідженого повітря, які утворюють перепад тисків, що протидіє рухові автомобіля;
▪ біля кожної виступаючої деталі автомобіля (коліс, деталей підвісок, склоочисників, зовнішніх дзеркал, антени, дверних ручок тощо) теж виникають завихрення, які утворюють перепад тисків;
▪ між повітрям і зовнішніми поверхнями кузова (днищем, верхньою і бічними поверхнями) виникають сили тертя, спрямовані проти напряму руху автомобіля.
Усі ці шкідливі явища проявляються тим більше, чим менш обтічною (тобто чим менш аеродинамічно досконалою) є форма кузова автомобіля – рис. 2.1.
Аеродинамічну недосконалість форми кузова автомобіля характеризують одним узагальнюючим коефіцієнтом , кПа·с2/м2. Його фізичний зміст – це перепад тисків зустрічного потоку повітря, який діє на лобову площу автомобіля при швидкості руху 1 м/с.
Рис. 2.1. Обтічність потоком повітря ідеально обтічного тіла, легкового і вантажного автомобілів |
При незмінній густині повітря значення коефіцієнта залежить лише від форми кузова автомобіля і плавності його обводів. У ідеально обтічного тіла коефіцієнт дорівнював би нулю.
Оскільки коефіцієнт не залежить від розмірів автомобіля, то при виборі його значення можна орієнтуватись на будь-який вантажний автомобіль, загальна компоновка, форма і обтічність кузова якого (капоту, кабіни водія і кузова для вантажу) подібні до компоновки і форми кузова автомобіля, який розробляється.
Для вантажівок значення коефіцієнта знаходяться у межах від 0,31·10–3 (ЗиЛ-5301 „Бичок”фургон) до 0,7·10–3 кПа·с2/м2 – табл. 2.1 (11, с. 137; 13, с. 199).
Але це не означає, що слід точно виписувати значення коефі-цієнта з табл. 2.1, бо коефіцієнт є дуже мінливою величиною, на його значення впливають навіть такі обставини, як наявність тенту на кузові автомобіля, відкритих чи закритих вікон чи люку у стелі кабіни тощо. Наприклад, існуючі автомобілі „Газель” залежно від конструктивного виконання можуть мати коефіцієнт у межах від 0,338 до 0,405·10–3. Яке саме значення цього коефіцієнта матиме подібний до „Газелі” розроблюваний автомобіль – не може спрогнозувати ніхто, і ніхто не зможе гарантувати, що новий автомобіль дійсно матиме значення , яке знаходитиметься у вказаних межах – воно може бути як більшим, так меншим.
2.1. Значення коефіцієнта
деяких існуючих автомобілів [11, 13]
Автомобіль | Коефіцієнт , кПа·с2/м2 |
Легкові автомобілі | |
Москвич-401 | 0,37·10-3 |
Москвич-2140 | 0,312·10-3 |
ЗАЗ-968 | 0,30·10-3 |
ЗАЗ-1102 „Таврія” | 0,23·10-3 |
ВАЗ-2101 | 0,287·10-3 |
ВАЗ-2103 | 0,281·10-3 |
ГАЗ М-20 „Победа” | 0,25·10-3 |
ГАЗ-24 | 0,275·10-3 |
ГАЗ-3102 | 0,23·10-3 |
Ауди 100 | 0,238·10-3 |
Вантажні автомобілі | |
ИЖ-2715 | 0,32·10-3 |
ГАЗ-3302 „Газель”: тентований бортовий фургон | 0,338·10-3 0,367·10-3 0,405·10-3 |
ЗиЛ-5301 „Бичок”: фургон бортовий | 0,309·10-3 0,370·10-3 |
ЗиЛ-130 | (0,375–0,588)·10-3 |
ЗиЛ-4331: тентований бортовий | 0,41·10-3 0,56·10-3 |
ЗиЛ-131 бортовий | 0,64·10-3 |
Урал-375 бортовий | 0,668·10-3 |
КамАЗ-5320: тентований бортовий | 0,425·10-3 0,663·10-3 |
МАЗ-500А: тентований бортовий | (0,42–0,45)·10-3 0,64·10-3 |
КрАЗ-256 | 0,59·10-3 |
Тому на етапі проектування автомобіля, зовні подібного до „Газелі” (як приклад), слід зупинити свій вибір на будь-якому більш-менш круглому (для спрощення обчислень) значенні коефіцієнта , яке задовольняє одній з таких умов:
а) знаходиться в інтервалі від 0,338·10–3 до 0,405·10–3, наприклад, дорівнює 0,35·10–3 або 0,40·10–3;