آپلود عکس


آپلود عكس

آپلود عكس

مقاله آیرودینامیک خودرو - مکانیک خودرو


مکانیک خودرو
خودرو وشناسایی قطعات وعیب یابی آنها
قالب وبلاگ

مقاله دانشگاهی آیرودینامیک خودرو


بسم الله الرحمن الرحیم

آیرو دینامیک خودرو

گرد آورنده : بهزاد عبدی

اردیبهشت 91

www.Prozhe.com

ایرودینامیک خودرو

معنی ایرودینامیک در اصل، چیزی بھ جز مطالعھ رفتار ھوای متحرک نیست. اگر بخواھیم از رفتار ھوا بھ نفع خود

استفاده کنیم، باید ببینیم کھ ھوا بھ ھنگام حرکت چگونھ عمل می کند. از آزمایشات با دوچرخھ یا اتومبیل بدون سقف و

ھمچنین از تجربیات خود در مورد تأثیر ھوای توفانی. می دانیم کھ یک تندباد دارای چھ نیروی عظیمی است؛ کار یک

متخصص ایرودینامیک این است کھ از این نیروی عظیم برای بالا نگھداشتن ھواپیما استفاده کند؛ برای مثال، اگر یک

ھواپیما ٧۵ تن وزن داشتھ باشد، بالھای آن باید طوری طراحی شوند کھ جریان ھوا بتواند در آنھا فشاری معادل ٧۵

تن ایجاد کند.

ھدف طراح بال اینست کھ باد نسبی فقط مقدار نیرویی را تولید کند کھ آن نیرو ھواپیما را بھ سمت بالا سوق دھد. وی

دیگرمایل نیست کھ باد نسبی نیرویی ھم برای پس زدن و عقب بردن ھواپیما ایجاد کند. اما طراح متأسفانھ قادر نیست

بھ آنچھ می خواھد دست یابد، زیرا جریان ھوا در اطراف ھواپیما مقداری ھم نیروی رو بھ عقب تولید می کند کھ این

نیرو حرکت رو بھ جلوی ھواپیما را محدود می سازد.

نیروی رو بھ عقب در بین مھندسان ھوانوردی بھ نیروی پسار یا رانش معکوس یعنی نیرویی کھ ھواپیما را بھ عقب

می کشد، معروف است. شما ھم اگر رو بھ باد رکاب بزنید یا بدوید، احساس خواھید کرد کھ نیرویی شما را از عقب

می کشد و از پیشرویتان جلوگیری می کند. نیرویی کھ رو بھ بالا عمل کرده، وزن ھواپیما را تحمل می کند نیروی

برآر (بردارنده یا بالا برنده) نام دارد. پس معلوم می شود کھ این مھندسان عمر خود را صرف تلاش برای طراحی

بال و بدنھ می کنند تا بتوانند بھ بیشترین نیروی برآر با کمترین نیروی پسار دست یابند. یعنی بھ چیزی برسند کھ در

اصطلاح فنی بھترین نسبت برآر بھ پسار نامیده می شود.

حال می توان مشکل آنان را بھ دوقسمت تقسیم کرد؛ نخست باید کاری کنند کھ پسار پیکر اصلی ھواپیما (پسار بدنھ) تا

حد امکان ضعیف و اندک باشد. برای اینکار باید از ایجاد ھرگونھ پستی و بلندی و استفاده از سطوح زبر و ناصاف

جلوگیری کنند و شکل مناسبی برای دم و دماغھ ھواپیما انتخاب کنند.

شکل خوب و مناسب برای پسار کمتر در ھوا، کم و بیش باید نظیر شکل بدن ماھی باشد کھ در آب پسار چندانی تولید

نمیکند. بھ عبارت دیگر، دماغھ ھواپیما باید کاملاً گرد باشد و دم آن مخروطی و کشیده. البتھ ممکن است فکر کنید این

نوک دماغھ است کھ باید مخروطی و تیز باشد، لیکن باید دانست کھ این نوع شکل بدنھ برای ھواپیماھایی کھ کندتر از

سرعت صوت پرواز می کنند مناسب نیست.

از سوی دیگر، اگر مسایل را تا اینجا بھ دقت دنبال کرده باشید ممکن است سوال کنید کھ چرا باید ھوای آشفتھ در پشت

سر ھواپیما از پیشروی آن جلوگیری کند. در واقع نیز ھوا نمی تواند چیزی را بھ عقب بکشد، چون ھوا مثل آب است

نھ مثل طناب. حتی اگر تکھ ای از ھوا را بھ جسمی گره بزنیم نمی توانیم آن جسم را بکشیم، زیرا ذرات ھوا از ھم باز

می شود و گره نیز از بین می رود.

بھ احتمال قوی انتظار دارید بگوییم نیروی پساری کھ ھوا در ھواپیما یا اشیا تولید می کند از طریق فشار دادن است نھ

کشیدن، یعنی باید ھوای جلوی ھواپیما باشد کھ پسار بھ وجود می آورد نھ ھوای عقب آن. این نظریھ درست است و

ایرادی بر آن وارد نست، ولی کل قضیھ برخلاف سادگی ظاھری، از مفھوم عمیق تری برخوردار است. بھ عنوان

مثال بد نیست کمی در مورد ھمین اتوبوسی کھ ایستاده است (شکل ١) بیندیشیم:

فشار ھوا در ھمھ اطراف آن برابر و مقدارش نیز بھ ھمان اندازه فشار جوی متعارفی است کھ ھمواره ما را احاطھ

کرده است.

www.Prozhe.com

اما بھ محض اینکھ اتوبوس راه می افتد (شکل ٢)، فشار ھوا در جلو آن اندکی از فشار متعارف بیشتر می شود. اکنون

دیگر تعادل بین فشار ھوای جلو و فشار ھوای پشت اتوبوس از بین رفتھ و فشاری اضافی در جلو اتوبوس پیدا شده کھ

اتوبوس را بھ سمت عقب پس می زند و باعث ایجاد پسار می شود.

حال لازم است کھ فشار ھوای عقب را تا جایی کھ مقدور است بالا نگھ داریم تا تعادل از دست رفتھ را دوباره بدست

آوریم. برای این منظور، چاره ای نیست جز اینکھ عقب ماشین را مخروطی درست کنیم تا جریانات تقسیم شده ھوا بھ

نرمی بھ ھم ملحق شوند و زیاد دچار آشفتگی نگردند.

این روش در ساختن اتومبیلھای سواری تندرو (شکل ٣) و ھواپیماھای سریع السیر و ھمچنین در طراحی بدنھ کشتیھا

و قایق ھا نیز بھ کار می رود. بھ ھر حال، اینکھ مقاومت ھوا (نیروی پسار) در اطراف ھواپیما چگونھ بھ حداقل

رسانده شود تنھا یکی از مشکلات مھندسان ایرودینامیک است. مشکل دیگرشان منحصراً بھ بال و اندامھایی نظیر آن

مربوط است و لذا کشتی و اتوبوس را در بر نمی گیرد.

www.Prozhe.com

نیروی درگ چیست؟

ھر خودرو برای حرکت ھمواره با نیرویی از جانب سیال (ھوا) روبرو است،این نیرو ھمان نیروی درگ است کھ در

مسائل ائرودینامیکی مربوط بھ طراحی و ساخت خودرو ھمواره از اھمیت خاصی برخورداراست.طراحان و

خودروسازان بھ وسیلھ اعمال ترفندھایی سعی در کاھش این نیرو و مقابلھ با ان را دارند.نیروی درگ بھ عوامل

مختلفی مربوط می شود تا یک خودرو دارای ضریب ائرودینامیکی (ضریب پسار) بھتری باشد.برخی از این عوامل

عبارتند از:

١.جنس مواد بھ کار رفتھ در بدنھ خودرو (برخی از مواد دارای اصطکاک کمتری با ھوا ھستند کھ مورد توجھ قرار

می گیرند در ساخت بعضی از خودروھا)

٢.خطوط روی بدنھ خودرو (این خطوط کمک شایانی بھ خودرو جھت شکافتن ھوا می نمایند.)

٣.شکل ظاھری خودرو (برای درک این مورد کافی است بھ شکل ظاھری خودروھای سوپر اسپرت مثل لامبورگینی

و فراری توجھ و بعد از ان بھ خودروھای شاسی بلند مثل ھامر یا جیپ توجھ کنید تا متوجھ خواص ائرودینامیکی بھتر

سوپر اسپرت ھا شوید.)

یکی از عواملی کھ در طراحی خودرو باید لحاظ شود انجام عملیاتی کھ در قسمتھایی از خودرو گره ھا و یا بھ عبارت

بھتر اشفتگی ھای ھوایی بھ وجود نیاید.این اشفتگی ھا باعث می شوند تا خودرو برای تداوم داشتن حرکت خود تلاش

بیشتری کند و یکی از مضراتاین تلاش بیشتر افزایش مصرف سوخت در خودرو است.این گره ھا ھمچنینی باعث

ناپایدار شدن خودرو ھم می شوند.

مسائل ائرودینامیکی در طراحی خودروھای مسابقھ ای از اھمیت بسیار بالایی برخوردار است از از این رو می توان

خودروھای فرمولاوان را نام برد کھ از بالاترین سطح ائرودینامیک خودرو سود می برد.بھ عبارت بھتر در

خودروھایی کھ در مسابقات سرعت شرکت می کنند مقاومت ھوا باید بھ میزان بسیار کمتری در مقابل خودرو

صورت پذیرد.

در خودروھای سوپر اسپرت و خودروھایی کھ فاکتور سرعت و شتاب بسیار مھم است سرعتھوایی کھ از زیر خودرو

عبور می کند بسیار سریع تر از ھوایی کھ از بالای خودرو عبور می کند است بنابراین بھ دلیل حرکت کند ھوا در

بالای خودرو فشار ایجاد شده در این قسمت بیشتر از قسمت زیر خودرو است و فشار بالای خودرو باعث چسبیدن

خودرو بھ زمین می شود.

در خودرو مناطق مختلف خودرو دارای مقادیر مختلف فشار ھستند:

قسمت جلوی خودرو دارای فشار زیاد است

قسمت عقب خودرو دارای فشار کمی است

قسمت جلوی خودرو جریان ھوا را می شکافد سپس ھوای شکافتھ شده بھ منطقھ پشت ان می رسد در این وقت قسمت

پشت خودرو باید توانایی این امر را داشتھ باشد تا ھوای شکافتھ شده را بھ ارامی ببندد.بھ طور کلی ھرچھ جلوی

خودرو سریع تر ھوا را بشکافد و قسمت عقب با ارامش بیشتری حفره ایجاد شده را ببندد ماشاھد جریان اغتشاشی

کمتری در قسمت عقب خودرو ھستیم.

جریان ھای ایرودینامیکی:

منظور از جریان ھای ائرودینامیکی حرکت ھوا روی سطح بدنھ است بھ طور کلی ھوایی کھ از روی سطح بدنھ

خودرو عبور می کند بھ دو دستھ جریان تقسیم می شوند:

جریان لامینار - جریان توربولانس

www.Prozhe.com

جریان لامینار:جریان ھایی کھ با نظم خاصی از روی بدنھ خودرو عبور می کند.این جریان ھا دارای ھیچ گونھ

اغتشاش و بی نظمی در حرکت خودرو نیستند و بیشتر در جلو ، طرفین و قسمت زیرین خودرو بھ وجود می

اید.خطوط روی بدنھ بھ جھت دادن این جریان ھا کمک می نماید.

جریان توربولانس:این جریانھا دارای بی نظمی ھستند.اغتشاش زیادی را بھ وجود اورده و بیشتر در قسمت عقب

خودرو پدیدار می گردندمقدار این جریان ھا در خودروھای سدان (چھار در) بیشتر ھستند البتھ این بدین معنی نیست

کھ خودروھای سدان دارای نیروی درگ بسیار زیادتری نسبت بھ خودروھای دیگر باشند.بھ قول معروف با مھندسی

دقیق ھر کاری میشود انجام داد.مھندسین و طراحان ھمواره در تلاشند تا با بھبود خواص ائرودینامیکی این جریان ھا

(توربولانس) را از بین ببرند.ھرچھ جریان ھای توربولانس کمتری در خودرو پدیدار گردد خودرو دارای نیروی

درگ کمتری خواھد بود.

ضریب پسار چیست؟

طبق مطالب گفتھ شده ھر خودرویی در طول مسیر حرکت خود باید با نیروی درگ مقابلھ کند.ضریب ائرودینامیکی

کھ در زبان فارسی بھ ان ضریب پسار اطلاق می شود مقاومت ھوا در مقابل خودرو را نشان می دھد و یا بھ عبارت

بھتر مقدار نیروی درگ را نشان میدھد.ھرچھ این عدد کمتر باشد نیروی درگ ما کمتر است.این عدد ھیچ گونھ یکایی

.( (واحد) ندارد و ھمیشھ کمتر از یک است (مثلا ٠.٣۵

در زیر ضریب پسار چند خودرو را برای شما اورده ایم:

Nissan GT-R : 0.27 cd

BMW 650i 2011 : 0.032 cd

BMW 640i 2011 : 0.31 cd

BMW Vision Efficient Dynamics : 0.22 cd

Bently Continental GT coupe 2012 : 0.33 cd

BMW 740Li 2010 : 0.30 cd

Ford Fusion 2010 : 0.33 cd

Ford Mustang GT 2009 : 0.38 CD

Mersedes Benz SL500 2009 :0.32 CD

Mini Cooper Convertible 2009 : 0.35 cd

Hyundai Elantra 2010 : 0.28 cd

www.Prozhe.com

طراحی خودرو

انتخاب شیب اتاق عقب و ھمچنین طول صندوق عقب خودرو رابطھ مستقیمی با نیروی آیرودینامیکی کھ از طریق

نقطھ جدایش ایجاد می شود دارد. جدایی باید در نقاط مشخص و محدود روی دھد. ھر چھ این ناحیھ کوچک تر باشد

نیروی مقاوم کمتر میشود. بھ صورت تئوری یک شکل ایده آل برای عقب خودرو از نظر آئرودینامیکی شکلی شبیھ

قطره اشک است .

از آنجایی کھ اندازه منطقھ جدایش روی نیروی مقاوم آیرودینامیک کھ تاثیر مستقیم دارد دامنھ جریانی کھ بھ قسمت

عقب خودرو و برای چرخش بھ سمت پایین آن فشار می آورد بر نیروی بالا برنده آیرودینامیکی بر عقب تاثیر می

گذارد. نکتھ دیگری کھ باید در طراحی عقب خودرو مورد توجھ قرار گیرد. توانایی رفع گرد و غبار روی اتاق عقب

و چراغ ھای عقب است. آشفتگی زیاد جریان در منطقھ شامل این چنین اجرایی می باشد. و خاک در این نواحی

انباشتھ خواھد شد. و مانع دید عقب می شود .

نیروی آیرودینامیکی :

در نتیجھ عکس العمل متقابل بدنھ خودرو و جریان ھوا، نیروھا، و گشتاور ھا ایجاد می شوند. این نیرو ھا را می

توان بھ صورت سینماتیک بھ عنوان سھ نیرو و سھ گشتاور مشخص کردکھ این گشتاورھا و نیروھا حول محورھای

اصلی خودرو عمل میکند. این عکس العمل ھا بھ شرح زیرند :

گشتاور نیرو جهت

طولی مثبت در جھت محور) x) گشتاور پیچشی نیروی آیرودینامیکی

جانبی مثبت متمایل بھ راست محور) Y) ( گشتاور دورانی نیروی جانبی(کناری

عرضی مثبت در جھت بالا محور) Z) گشتاور چرخشی نیروی بالا برنده

مولفه های نیروی مقاوم(دراگ)

نیروی دراگ بزرگترین و مھمترین نیروی آیرودینامیکی است کھ خودروھای سواری در سرعتھای معمولی

بزرگراھھا ، با ان روبرو ھستند دراگ کل بر روی خودرو ھای سواری از ترکیب منابع زیادی ناشی می شودکارھای

متفاوتی ممکن است برای کاھش اثرات این نیرو انجام گیرد . شکل زیر یستی از مھمترین نیروھای مقاوم و راھھای

کاھش آنھا را بروی قسمت ھای مختلف خوردو د ردھھ ١٩٧٠ نشان میدھد .

از جملھ راھھای مناسب برای کاھش نیروی دراگ می توان بھ استفاده از یک صفحھ صاف در زیر خودرو ، طراحی

درست بر آمدگی ھای بدنھ مانند چرخھا حفرھا ی چرخ ھا اشاره کرد .

نیروی دراگ قابل توجھی در چرخھا بھ علت جریان برگشتی گردابی در فضاھای خالی بوجود می آید لبھ ھای تیز

چرخ ، فرصت بوجود آمدن اثرات جریان در یک سطح افقی را از بین می برد تا زمانی کھ جرخ تمایل دارد بھ

صورت دایره ای در یک سطح عمودی بچرخد . این تأثیرات بیشتر از آنجھ کھ بھ نظر بیاید بھ جرخ برای اثر گذاری

بیشتر جریان ، کمک می کند زیرا قسمت جلو در معرض جریان ھوا قرار دارد .

برای بھبود این وضعیت معمول این است کھ سپر آیرودینامیکی محافظتی در نواحی چرخ ھا و سوراخ ھای چرخ ھا

قرار می گیرد در صورتی کھ در چرخ ھای عقب می توان با کاھش فضای میان سطح زیری وزمین با کم کردن

حفر? چرخ ھا و کم چرخ ھا را در ایجاد نیروی دراگ آیرودینامیکی کاھش داد .

سیستم خنک کننده آخرین عامل عمد تآثیر گذار بر نیروی دراگ است جریان ھوای عبوری از رادیاتور بھ موتور و

محفظ احتراق بر خورد می کند و فشار دینامیکی آن مثل نیروی دراگ روی خودرو اعمال می شود .

الگوی جریان ھوا درون یک قسمت مشخص موتور ممکن است بھ علت فقدان عمل آیرودینامیکی در این ناحیھ بسیار

نامنظم باشد بدون توجھ بھ کنترل جریان ھوا ف ھوای ورودی از میان رادیاتور ، قسمتی از حرکت پیش برنده را تلف

می کند .

www.Prozhe.com

آیرودینامیک و کاهش مصرف سوخت

ھمانطور کھ مشخص است کلیھ خودروھا در ھوا یک سیال است حرکت می کنند. از این رو با شکل گیری لایھ

ھیدرودینامیکی بر روی بدنھ خودرو نیروی درگ بر روی خودرو اثر می گذارد حال اگر این نیرو را بر ھر

صورتی بھ مقدار حداقل و بھینھ

رساند .می توان تا حد قابل ملاحظھ ای در مصرف سوخت صرفھ جویی کرد و بنابراین تا حد زیادی از تولید آلاینده

ھا و بالخص گاز دی اکسید کربن جلوگیری می شود .

حرکت در جھت بھینھ سازی بدنھ ١٩٧۵ با جھش در مصرف سوخت خودرو ھای بین نسل تولیدی دھھ ١٩۶٠ و

١٩٧٠ آغاز گردید. در این خودرو ھا مصرف بنزین افزایش چشمگیری نشان می داد کھ علت آن ساخت خودروھایی

با سطح جلوی عمودی و وسیع قسمت عقبی بریده شده شبیھ فرم اتومبیل پیکان بود. در این خودرو ھا بھ علت وجود

نقطھ جدایش در قسمت انتھایی نیروی درگ بالایی بوجود می آمد. راه حل مناسبی کھ برای رفع این نقیصھ پیشنھاد شد

اضافھ کردن قسمتی بھ ناحیھ انتھایی و ایجاد فرم دئکی شکل بود .

در سال ١٩٧۵ پروفسور (آلبرتومورلی (طرحی برای بدنھ ایده آل آیرودینامیک و قابل ساخت ارائھ داد. ویژگیھای

اصلی چنین طرحھایی عبارتند از تلاش جھت دستیابی بھ نیروی بالا برنده در حد صفر و نیز نیروی درگ بسیار

پایین کھ در نتیجھ پایداری اتومبیل و کنترل بر توزیع نیروھای محوری افزایش می یابد .

البتھ طرحھای آیرودینامیک ضعفھایی ھم دارند کھ از جملھ آنھا تأثیر بادھای جانبی بر روی عملکرد خودرو است کھ

بیشتر از آن چیزی است کھ مورد انتظار است و نیز انحراف جانبی خودرو تاثیر شدیدی بر پایداری خودرو می

در سال ١٩٩٢ ساختھ شد. کھ با ھمھ بھینھ سازی ھا E-Auto گذارد. بر اساس طرح پرفسور مورلی اتومبیلی بھ نا م

این اتومبیل دیفرانسیل جلوی موتور وسط سھ نفرھد ١.۵٧ لیتر بنزین در ھر صد کیلو متر مصرف می کرد .

البتھ طرح پیشنھادی پرفسور مورلی در قسمت آیرودینامیک بسیار تاثیر گذار بود. و نمای جانبی، بسیاری از خودرو

ھای کم مصرف و نیز خودروھای اسپرتی کھ در سرعت ھای بالا نیروی درگ مشکلی اساسی بود. شبیھ فرم ایده ال

جنرال موتور و EV پرفسور مورلی است. خودروھای کم مصصرف مانند ھوندای ھیبریدی اینسانت، پروژه 1

جانبی کاملاً آیرودینامیکی دارند . F خودروھای اسپرتی مانند انواع مک لارن 1

لازم بذکر است طرحھای آیرودینامیک اغلب زیباتر و از لحاظ ایمنی ھم برتری بر خودروھایی با طرحھای قدیمی

دارند . در خودروھای آیرودینامیک ارتفاع در پوش موتور کاھش یافتھ و سطح شیشھ جلوی راننده افزایش یافتھ پس

راننده کنترل بھتری دارد. و دید بھتری نسبت بھ اطراف دارد .

نتایج چند نمونه طرحهای ایده آل آیرودینامیک :

یکی ازمحصولات کمپانی جنرال موتور طرحی است بھ نام آئرو ٢٠٠٢ کھ بر درگ حمل چھار نفر مسافر در نظر

گرفتھ شده است شیب شیشھ جلوی آن ۶٨ و بسیار خوابیده تر از اتومبیل ھای معمولی است. است. ضریب درگ این

بدنھ کھ از جنس فایبر گلاس است معادل رقم باور نکردنی ٠.١۴ (در صد ضریب پسای ھواپیما ) است و سطح پیشین

٠ می باشد. / ٠ تا ۴ ./ آن برابر ١.۶٨ متر مربع است لازم بھ ذکر کھ رقم ضریب برای اتومبیل ھای معمولی در حد ٣

٠ طرحھای بسیار پختھ و فنی می باشند . / و رقم ھای زیر ٣

توان آئرودینامیک این خودرو و یا بھ عبارت دیگر توان مورد نیاز جھت غلبھ بر مقاومت ھوا در سرعت ۵٠ کیلومتر

٣ لیتر می باشد. از / 1اسب بخار می باشد. و مصرف سوخت آن برای ھر یک کیلومتر برابر ٧ / بر ساعت معادل 2

جملھ ویزگیھای این طرح زیرین صافی و بستھ وجود روپوش روی چرخھای جلو و عقب و شیشھ ھای ھمسطح بدنھ

می باشد .

١ لیتری چھار / یک طرح موفق دیگر، اتومبیل پرو ب ۴ ساخت فورد می باشد. کھ مجھز بھ یک موتور خطی ۶

سیلندر است کھ بھ طور عرضی در اومبیل کار گذاشتھ می شود. و باعث چرخش چرخھای جلو می شود. توان

٢ اسب بخار برای حرکت در سرعت ۵٠ کیلومتر بر ساعت می باشد . / آئرودینامیک این خودرو و معادل ۵

www.Prozhe.com

از جملھ ویژگیھای این طرح شیشھ ھای ھمسطح بدنھ و شیب ۶٠٠ شیشھ جلو و آینھ بغل آئرودینامیک است از دیگر

ویژگیھای این طرح محفظھ چرخھای جلو است کھ توسط یک پوستھ انعطاف پذیر از جنس ( پلی اتیلن الاستومر)

پوشانیده شده و یک حفاظ انحنا دھنده بر روی آن قسمت لاستیک و رینگ کھ در پشت این پوستھ مخفی گشتھ پوستھ

را بھ بیرون انحنا می دھد. و سطح خارجی قوسی دار و آئرودینامیکی را کھ ھوا بھ راحتی از کنار آن می گذرد.

بوجود آورده است ھمین پوستھ باعث کاھش ٩ در صدی ضریب پسا شده است .

نامیده می شود. این طرح کھ ھمکاری دانشگاه ASCC طرح دیگری کھ بین صنعت و دانشگاه شکل گرفتھ بھ عنوان

کرنفیلد انگلستان و کمپانی لوتوس و شرکت رینارد انجام گرفت. و نشان داد کھ دسترسی بھ سطح نھایی مورد نظر در

مصرف سوخت اتومبیل با فن آوری فعلی صنایع خودرو سازی کاملاً امکان پذیر است .

استفاده زیادی گردید. کھ نتیجھ آن طی ١۶٠ EAUTO در طرح از نتایج بدست آمده در طراحی و ساخت خودروی

AEROSTABLE مایل با یک گالن بنزین بود. لازم بھ ذکر است کھ این بدنھ ای از جنس فیر کربن داشت

نامیده می شود کھ بھ معنای اتومبیل کربنی ھوا سر می باشد . Carbon car

نام برد کھ موتور آن با موتور پیکان 1600 RD در انتھا بھ عنوان یک نمونھ عملی و ملموس می توان از 1600

یکسان است و فقط دنده پنجم اوردرایو در سیستم انتقال قدرت دارد کھ در آزمون مصرف سوخت از آن استفاده نشده

است. طبق کاتالوگ دو خودرو RD است پس تنھا تفاوت این دو خودرو در بدنھ و فرم آئرودینامیک پژو ١۶٠٠

٨/ برابر ۵ RD ١٠ لیتر است کھ این رقم در پژو ١۶٠٠ / مصرف پیکان 1600 در جاده و در ھر ١٠٠ کیلومتر ٢

لیتر در ھر ١٠٠ کیلومتر می باشد. کھ این کاھش مصرف سوخت را تا حد 90 در صد می توان بھ فرم آئرودینامیکی

نسبت دارد . RD بدنھ پژو ١۶٠٠

می پردازیم. ابتدا بھ دلیل اینکھ در این پروژه با Ansys اکنون بھ عنوان مثال بھ تحلیل خودروی سمند در نرم افزار

را Mechaniccal Flotron عبارت prodeuct selsction سیال ھوا سروکار داریم. در قسمت راه انداز

وارد نرم افزار می شویم . RUN انتخاب کرده و با دستور

می کنیم. با وارد کردن نقاط خودرو ، خطوط دور خودرو را ok کلیھ نقاط را با توجھ بھ اندازه خود وارد کرده و

بندی می کنیم . . Filet ترسیم و ھمانند اتومبیل نقاطی را کھ در آن تنش وجود دارد

در مرحلھ بعد مدل را در صفحھ ایجاد کرده، می دانیم کھ این مدل یک مدل صفحھ ای است. لازم بھ ذکر است کھ

برای ایجاد چرخ ھای اتومبیل دو دایره بھ صورت صفحھ ای در زیر مدل ترسیم کرده و سپس سر دایره را از مدل

جدا کرده تا مدل طرح یک اتومبیل بھ ون چرخ باشد .

حال نوبت بھ طراحی تونل باد می رسد. برای ایجاد تونل باد، در اطراف مدل چھار نقطھ انتخاب می کنیم. (تونل باد

یک صفحھ مستطیلی می باشد) اما باید توجھ داشت کھ فاصلھ جلوی خودرو تا خط عمودی (ورودی جریان در تونل)

١) طول خودرو فاصلھ کف خودرو تا خط افقی تونل باد (جاده) بھ اندازه تایر خودرو ، و ارتفاع تونل باد ۶ / باید ( ۴

برابر ارتفاع خودرو در نھایت فاصلھ عقب خودرو با خط عمودی (خروجی تونل باد) اندازه طول خودرو می باشد.

پس از طراحی تونل باد مدل را مش بندی می کنیم .

باید خصوصیات SOLLUTTON مرحلھ بعد مرحلھ بارگذاری می باشد. در این مرحلھ پس از وارد شدن ده بھ

نیروھای وارده بھ مدل اعمال شود. مثلاً سرعت باد در خطوط ورودی جریان ، اندازه سرعت ، در خطوط بالا وایین

تونل باد کھ صفر است و فشار در خط خروجی کھ باز برابر صفر می باشد .

در نظر گرفتھ می شود. و با مشخصھ ھای Air- SI در ادامھ باید خصوصیات سیال تعریف گردد. سیال

TEMP…..Adiabatic , TREN…..Transitent

COMP…..Incompressible , TURB….TUrlUnt

اکنون وارد مرحلھ پایانی یھنی حل مسیلھ و دیدن مسئلھ می شویم . می توان در قسمت کانتورھا، کانتورھای سرعت

وکانتور فشار را مشاھده نمود .مشخصات تونل باد و خودرو ، جھت حرکت باد و بردارھای Vsum,Y,X در جھات

سرعت فشار از دیگر نتایج حل می باشند کھ می توان مشاھده کرد .

www.Prozhe.com

ھمانطور کھ مشخص است کلیھ خودروھا در ھوا یک سیال است حرکت می کنند. از این رو با شکل گیری لایھ

ھیدرودینامیکی بر روی بدنھ خودرو نیروی درگ بر روی خودرو اثر می گذارد حال اگر این نیرو را بر ھر

صورتی بھ مقدار حداقل و بھینھ رساند. می توان تا حد قابل ملاحظھ ای در مصرف سوخت صرفھ جویی کرد و

بنابراین تا حد زیادی از تولید آلاینده ھا و بالخص گاز دی اکسید کربن جلوگیری می شود .

حرکت در جھت بھینھ سازی بدنھ ١٩٧۵ با جھش در مصرف سوخت خودرو ھای بین نسل تولیدی دھھ ١٩۶٠ و

١٩٧٠ آغاز گردید. در این خودرو ھا مصرف بنزین افزایش چشمگیری نشان می داد کھ علت آن ساخت خودروھایی

با سطح جلوی عمودی و وسیع قسمت عقبی بریده شده شبیھ فرم اتومبیل پیکان بود. در این خودرو ھا بھ علت وجود

نقطھ جدایش در قسمت انتھایی نیروی درگ بالایی بوجود می آمد. راه حل مناسبی کھ برای رفع این نقیصھ پیشنھاد شد

اضافھ کردن قسمتی بھ ناحیھ انتھایی و ایجاد فرم دئکی شکل بود .

در سال ١٩٧۵ پروفسور (آلبرتومورلی) طرحی برای بدنھ ایده آل آیرودینامیک و قابل ساخت ارائھ داد. ویژگیھای

اصلی چنین طرحھایی عبارتند از تلاش جھت دستیابی بھ نیروی بالا برنده در حد صفر و نیز نیروی درگ بسیار

پایین کھ در نتیجھ پایداری اتومبیل و کنترل بر توزیع نیروھای محوری افزایش می یابد .

البتھ طرحھای آیرودینامیک ضعفھایی ھم دارند کھ از جملھ آنھا تأثیر بادھای جانبی بر روی عملکرد خودرو است کھ

بیشتر از آن چیزی است کھ مورد انتظار است و نیز انحراف جانبی خودرو تاثیر شدیدی بر پایداری خودرو می

در سال ١٩٩٢ ساختھ شد. کھ با ھمھ بھینھ سازی ھا E-Auto گذارد. بر اساس طرح پرفسور مورلی اتومبیلی بھ نا م

این اتومبیل دیفرانسیل جلوی موتور وسط سھ نفرھد ١.۵٧ لیتر بنزین در ھر صد کیلو متر مصرف می کرد .

البتھ طرح پیشنھادی پرفسور مورلی در قسمت آیرودینامیک بسیار تاثیر گذار بود. و نمای جانبی، بسیاری از خودرو

ھای کم مصرف و نیز خودروھای اسپرتی کھ در سرعت ھای بالا نیروی درگ مشکلی اساسی بود. شبیھ فرم ایده ال

جنرال موتور و EV پرفسور مورلی است. خودروھای کم مصصرف مانند ھوندای ھیبریدی اینسانت، پروژه 1

جانبی کاملاً آیرودینامیکی دارند . F خودروھای اسپرتی مانند انواع مک لارن 1

لازم بذکر است طرحھای آیرودینامیک اغلب زیباتر و از لحاظ ایمنی ھم برتری بر خودروھایی با طرحھای قدیمی

دارند . در خودروھای آیرودینامیک ارتفاع در پوش موتور کاھش یافتھ و سطح شیشھ جلوی راننده افزایش یافتھ پس

راننده کنترل بھتری دارد. و دید بھتری نسبت بھ اطراف دارد .

نتایج چند نمونه طرحهای ایده آل آیرودینامیک :

یکی ازمحصولات کمپانی جنرال موتور طرحی است بھ نام آئرو ٢٠٠٢ کھ بر درگ حمل چھار نفر مسافر در نظر

گرفتھ شده است شیب شیشھ جلوی آن ۶٨ و بسیار خوابیده تر از اتومبیل ھای معمولی است. است. ضریب درگ این

بدنھ کھ از جنس فایبر گلاس است معادل رقم باور نکردنی ٠.١۴ (در صد ضریب پسای ھواپیما ) است و سطح پیشین

٠ می باشد. / ٠ تا ۴ ./ آن برابر ١.۶٨ متر مربع است لازم بھ ذکر کھ رقم ضریب برای اتومبیل ھای معمولی در حد ٣

٠ طرحھای بسیار پختھ و فنی می باشند . / و رقم ھای زیر ٣

توان آئرودینامیک این خودرو و یا بھ عبارت دیگر توان مورد نیاز جھت غلبھ بر مقاومت ھوا در سرعت ۵٠ کیلومتر

٣ لیتر می باشد. از / ٢ اسب بخار می باشد. و مصرف سوخت آن برای ھر یک کیلومتر برابر ٧ / بر ساعت معادل ١

جملھ ویزگیھای این طرح زیرین صافی و بستھ وجود روپوش روی چرخھای جلو و عقب و شیشھ ھای ھمسطح بدنھ

می باشد .

١ لیتری چھار / یک طرح موفق دیگر، اتومبیل پرو ب ۴ ساخت فورد می باشد. کھ مجھز بھ یک موتور خطی ۶

www.Prozhe.com

سیلندر است کھ بھ طور عرضی در اومبیل کار گذاشتھ می شود. و باعث چرخش چرخھای جلو می شود. توان

5اسب بخار برای حرکت در سرعت ۵٠ کیلومتر بر ساعت می باشد . / آئرودینامیک این خودرو و معادل 2

از جملھ ویژگیھای این طرح شیشھ ھای ھمسطح بدنھ و شیب ۶٠٠ شیشھ جلو و آینھ بغل آئرودینامیک است از دیگر

ویژگیھای این طرح محفظھ چرخھای جلو است کھ توسط یک پوستھ انعطاف پذیر از جنس ( پلی اتیلن الاستومر)

پوشانیده شده و یک حفاظ انحنا دھنده بر روی آن قسمت لاستیک و رینگ کھ در پشت این پوستھ مخفی گشتھ پوستھ

را بھ بیرون انحنا می دھد. و سطح خارجی قوسی دار و آئرودینامیکی را کھ ھوا بھ راحتی از کنار آن می گذرد.

بوجود آورده است ھمین پوستھ باعث کاھش ٩ در صدی ضریب پسا شده است .

نامیده می شود .این طرح کھ ھمکاری دانشگاه ASCC طرح دیگری کھ بین صنعت و دانشگاه شکل گرفتھ بھ عنوان

کرنفیلد انگلستان و کمپانی لوتوس و شرکت رینارد انجام گرفت. و نشان داد کھ دسترسی بھ سطح نھایی مورد نظر در

مصرف سوخت اتومبیل با فن آوری فعلی صنایع خودرو سازی کاملاً امکان پذیر است .

استفاده زیادی گردید. کھ نتیجھ آن طی ١۶٠ EAUTO در طرح از نتایج بدست آمده در طراحی و ساخت خودروی

AEROSTABLE مایل با یک گالن بنزین بود. لازم بھ ذکر است کھ این بدنھ ای از جنس فیر کربن داشت

نامیده می شود کھ بھ معنای اتومبیل کربنی ھوا سر می باشد . Carbon car

نام برد کھ موتور آن با موتور پیکان ١۶٠٠ RD در انتھا بھ عنوان یک نمونھ عملی و ملموس می توان از 1600

یکسان است و فقط دنده پنجم اوردرایو در سیستم انتقال قدرت دارد کھ در آزمون مصرف سوخت از آن استفاده نشده

است. طبق کاتالوگ دو خودرو RD است پس تنھا تفاوت این دو خودرو در بدنھ و فرم آئرودینامیک پژو ١۶٠٠

٨/ برابر ۵ RD ١٠ لیتر است کھ این رقم در پژو ١۶٠٠ / مصرف پیکان ١۶٠٠ در جاده و در ھر ١٠٠ کیلومتر ٢

لیتر در ھر ١٠٠ کیلومتر می باشد. کھ این کاھش مصرف سوخت را تا حد ٩٠ در صد می توان بھ فرم آئرودینامیکی

1600 نسبت دارد. RD بدنھ پژو

www.Prozhe.com

نمومه ی سطح آیرو دینامیکی بر سرعت اجسام

چرا توپ گلف سطح زبری دارد اما سطح توپ پینگ پنگ صاف است؟

این مسئلھ بھ کاربرد آنھا مربوط می شود.توپ ینگ پنگ روی میز سھ متری مورد استفاده قرار می گیرددرحالی کھ

توپ گلف در زمین ھای بزرگ مورد استفاده قرار می گیرد.توپ پینگ پنگ اگر ھمچون توپ گلف سرعت زیادی

داشتھ باشدافراد فرصت کافی نخواھند داشت.پس توپ باید طوری ساختھ شودکھ زیاد سرعت نگیردبالعکس دربازی

.تنیس یا گلف ما احتیاج بھ توپی داریم کھ سرعت زیادی داشتھ باشدتا مسافت زیادی را طی کند

بھ ھمین دلیل سطح توپ گلف آج دارو سطح توپ تنیس پرزدار ساختھ می شود درحالیکھ سطح توپ پینگ پنگ صاف

ھرچندوزن توپ تاثیر مھمی .است.افزایش ناصافی سطح راه حل عجیب،اما کارآمد برای افزایش سرعت توپ است

.دارد

مادرزمستان برای سر نخوردن روی یخ،از کفش ھایی استفاده می کنیم کھ آجدارھستندتابا زمین اصطکاک زیادی ایجاد

کنند؛یابرای افزایش قدرت ترمز گیری ماشین از چرخ ھتی آجدار استفاده می شود.این مطلب این ذھنیت رادرما ایجاد

می کند کھکھ زبرشدن سطح توپباعث ھم ،باعث کاھش سرعت توپ خواھد شد.امادر واقعیت ،زیرکردن سطح توپ نھ

تنھا باعث کاھش سرعت توپ نمی شودبلکھ باعث افزایش سرعت نیزخواھدشد.بااین شرایط آجدارکردن سطح توپ گلف

باعث افزایش اصطکاک توپ با ھواودرنتیجھ اتلاف انرژی توپ نمی شود؟

این مطلب صحیح است،اما در اجسامی مانندتوپ کھ سطح پھنی درمقابل جریان ھوادارند،پدیده ای رخ می دھدکھ

بیشتر اتالف انرژی توپ بھ خاطر آن صورت می گیردنھ اصطکاک ھوا.این پدیده جدایش نام دارد.جدایش یعنی جداشدن

جریان ھوا از سطح توپ،کھ این پدیده جدایش باعث متلاطم شدن جریان ھوادر پشت توپ می شودومتلاطم شدن جریان

.باعث بھ ھدر رفتن انرژی توپ می شود کھ ماھش انرژی ھم بھ معنای کاھشسرعت توپ خواھدبود

www.Prozhe.com

ھمان طور کھ درشکل مشخص است توپ در حال حرکت لایھ ھای ھوا را می شکافد.وقتی سطح توپ صاف باشد پدیده

جدایش زودتر اتفاق می افتد وباعث می شود دنبالھ بزرگتری از ھوا تشکیل شودکھ این دنبالھ باعث اتلاف انرژی توپ

می شود.درحالی کھ درتوپ زبر جدایش دیرتر اتفاق می افتد وباعث تشکیل دنبالھ کوچکتری می شودکھ کمتر از سرعت

.توپ می کاھد

این دنبالھ برای حرکت بسیار مضراست،مخصوصا" با افزایش سرعت اثرات این دنبالھ در کاھش سرعت محسوس

ترمی شود.بھ ھمین دلیل درطراحی وسلئل پرسرعت،شکل ظاھری راطوری می سازندکھ از لحاظ آیرودینامیکی شکل

کشیده ای داشتھ باشدتا خطوط جریان ھوارا زیادبھ ھم نزنندوباعث تشکیل دنبالھ ھوا نشوند.اما اوج اھمیت پدیده

.جدایش،درھواپیماھای جنگندھدیده می شودھواپیماھایی کھ بایدگاھی باسرعتی تا چھاربرابر سرعت صوت حرکت کنند

www.Prozhe.com

Nissan GT-R : 0.22

BMW 650i 2011 : 0.32

www.Prozhe.com

BMW 640i 2011 : 0.31

BMW Vhsion Efficient Dynamics : 0.22

www.Prozhe.com

Ford fusion 2010 : 0.33

Hyundai Elantra 2010 : 0.28

www.Prozhe.com__

بسم الله الرحمن الرحیم

آیرو دینامیک خودرو

گرد آورنده : بهزاد عبدی

اردیبهشت 91

www.Prozhe.com

ایرودینامیک خودرو

معنی ایرودینامیک در اصل، چیزی بھ جز مطالعھ رفتار ھوای متحرک نیست. اگر بخواھیم از رفتار ھوا بھ نفع خود

استفاده کنیم، باید ببینیم کھ ھوا بھ ھنگام حرکت چگونھ عمل می کند. از آزمایشات با دوچرخھ یا اتومبیل بدون سقف و

ھمچنین از تجربیات خود در مورد تأثیر ھوای توفانی. می دانیم کھ یک تندباد دارای چھ نیروی عظیمی است؛ کار یک

متخصص ایرودینامیک این است کھ از این نیروی عظیم برای بالا نگھداشتن ھواپیما استفاده کند؛ برای مثال، اگر یک

ھواپیما ٧۵ تن وزن داشتھ باشد، بالھای آن باید طوری طراحی شوند کھ جریان ھوا بتواند در آنھا فشاری معادل ٧۵

تن ایجاد کند.

ھدف طراح بال اینست کھ باد نسبی فقط مقدار نیرویی را تولید کند کھ آن نیرو ھواپیما را بھ سمت بالا سوق دھد. وی

دیگرمایل نیست کھ باد نسبی نیرویی ھم برای پس زدن و عقب بردن ھواپیما ایجاد کند. اما طراح متأسفانھ قادر نیست

بھ آنچھ می خواھد دست یابد، زیرا جریان ھوا در اطراف ھواپیما مقداری ھم نیروی رو بھ عقب تولید می کند کھ این

نیرو حرکت رو بھ جلوی ھواپیما را محدود می سازد.

نیروی رو بھ عقب در بین مھندسان ھوانوردی بھ نیروی پسار یا رانش معکوس یعنی نیرویی کھ ھواپیما را بھ عقب

می کشد، معروف است. شما ھم اگر رو بھ باد رکاب بزنید یا بدوید، احساس خواھید کرد کھ نیرویی شما را از عقب

می کشد و از پیشرویتان جلوگیری می کند. نیرویی کھ رو بھ بالا عمل کرده، وزن ھواپیما را تحمل می کند نیروی

برآر (بردارنده یا بالا برنده) نام دارد. پس معلوم می شود کھ این مھندسان عمر خود را صرف تلاش برای طراحی

بال و بدنھ می کنند تا بتوانند بھ بیشترین نیروی برآر با کمترین نیروی پسار دست یابند. یعنی بھ چیزی برسند کھ در

اصطلاح فنی بھترین نسبت برآر بھ پسار نامیده می شود.

حال می توان مشکل آنان را بھ دوقسمت تقسیم کرد؛ نخست باید کاری کنند کھ پسار پیکر اصلی ھواپیما (پسار بدنھ) تا

حد امکان ضعیف و اندک باشد. برای اینکار باید از ایجاد ھرگونھ پستی و بلندی و استفاده از سطوح زبر و ناصاف

جلوگیری کنند و شکل مناسبی برای دم و دماغھ ھواپیما انتخاب کنند.

شکل خوب و مناسب برای پسار کمتر در ھوا، کم و بیش باید نظیر شکل بدن ماھی باشد کھ در آب پسار چندانی تولید

نمیکند. بھ عبارت دیگر، دماغھ ھواپیما باید کاملاً گرد باشد و دم آن مخروطی و کشیده. البتھ ممکن است فکر کنید این

نوک دماغھ است کھ باید مخروطی و تیز باشد، لیکن باید دانست کھ این نوع شکل بدنھ برای ھواپیماھایی کھ کندتر از

سرعت صوت پرواز می کنند مناسب نیست.

از سوی دیگر، اگر مسایل را تا اینجا بھ دقت دنبال کرده باشید ممکن است سوال کنید کھ چرا باید ھوای آشفتھ در پشت

سر ھواپیما از پیشروی آن جلوگیری کند. در واقع نیز ھوا نمی تواند چیزی را بھ عقب بکشد، چون ھوا مثل آب است

نھ مثل طناب. حتی اگر تکھ ای از ھوا را بھ جسمی گره بزنیم نمی توانیم آن جسم را بکشیم، زیرا ذرات ھوا از ھم باز

می شود و گره نیز از بین می رود.

بھ احتمال قوی انتظار دارید بگوییم نیروی پساری کھ ھوا در ھواپیما یا اشیا تولید می کند از طریق فشار دادن است نھ

کشیدن، یعنی باید ھوای جلوی ھواپیما باشد کھ پسار بھ وجود می آورد نھ ھوای عقب آن. این نظریھ درست است و

ایرادی بر آن وارد نست، ولی کل قضیھ برخلاف سادگی ظاھری، از مفھوم عمیق تری برخوردار است. بھ عنوان

مثال بد نیست کمی در مورد ھمین اتوبوسی کھ ایستاده است (شکل ١) بیندیشیم:

فشار ھوا در ھمھ اطراف آن برابر و مقدارش نیز بھ ھمان اندازه فشار جوی متعارفی است کھ ھمواره ما را احاطھ

کرده است.

www.Prozhe.com

اما بھ محض اینکھ اتوبوس راه می افتد (شکل ٢)، فشار ھوا در جلو آن اندکی از فشار متعارف بیشتر می شود. اکنون

دیگر تعادل بین فشار ھوای جلو و فشار ھوای پشت اتوبوس از بین رفتھ و فشاری اضافی در جلو اتوبوس پیدا شده کھ

اتوبوس را بھ سمت عقب پس می زند و باعث ایجاد پسار می شود.

حال لازم است کھ فشار ھوای عقب را تا جایی کھ مقدور است بالا نگھ داریم تا تعادل از دست رفتھ را دوباره بدست

آوریم. برای این منظور، چاره ای نیست جز اینکھ عقب ماشین را مخروطی درست کنیم تا جریانات تقسیم شده ھوا بھ

نرمی بھ ھم ملحق شوند و زیاد دچار آشفتگی نگردند.

این روش در ساختن اتومبیلھای سواری تندرو (شکل ٣) و ھواپیماھای سریع السیر و ھمچنین در طراحی بدنھ کشتیھا

و قایق ھا نیز بھ کار می رود. بھ ھر حال، اینکھ مقاومت ھوا (نیروی پسار) در اطراف ھواپیما چگونھ بھ حداقل

رسانده شود تنھا یکی از مشکلات مھندسان ایرودینامیک است. مشکل دیگرشان منحصراً بھ بال و اندامھایی نظیر آن

مربوط است و لذا کشتی و اتوبوس را در بر نمی گیرد.

www.Prozhe.com

نیروی درگ چیست؟

ھر خودرو برای حرکت ھمواره با نیرویی از جانب سیال (ھوا) روبرو است،این نیرو ھمان نیروی درگ است کھ در

مسائل ائرودینامیکی مربوط بھ طراحی و ساخت خودرو ھمواره از اھمیت خاصی برخورداراست.طراحان و

خودروسازان بھ وسیلھ اعمال ترفندھایی سعی در کاھش این نیرو و مقابلھ با ان را دارند.نیروی درگ بھ عوامل

مختلفی مربوط می شود تا یک خودرو دارای ضریب ائرودینامیکی (ضریب پسار) بھتری باشد.برخی از این عوامل

عبارتند از:

١.جنس مواد بھ کار رفتھ در بدنھ خودرو (برخی از مواد دارای اصطکاک کمتری با ھوا ھستند کھ مورد توجھ قرار

می گیرند در ساخت بعضی از خودروھا)

٢.خطوط روی بدنھ خودرو (این خطوط کمک شایانی بھ خودرو جھت شکافتن ھوا می نمایند.)

٣.شکل ظاھری خودرو (برای درک این مورد کافی است بھ شکل ظاھری خودروھای سوپر اسپرت مثل لامبورگینی

و فراری توجھ و بعد از ان بھ خودروھای شاسی بلند مثل ھامر یا جیپ توجھ کنید تا متوجھ خواص ائرودینامیکی بھتر

سوپر اسپرت ھا شوید.)

یکی از عواملی کھ در طراحی خودرو باید لحاظ شود انجام عملیاتی کھ در قسمتھایی از خودرو گره ھا و یا بھ عبارت

بھتر اشفتگی ھای ھوایی بھ وجود نیاید.این اشفتگی ھا باعث می شوند تا خودرو برای تداوم داشتن حرکت خود تلاش

بیشتری کند و یکی از مضراتاین تلاش بیشتر افزایش مصرف سوخت در خودرو است.این گره ھا ھمچنینی باعث

ناپایدار شدن خودرو ھم می شوند.

مسائل ائرودینامیکی در طراحی خودروھای مسابقھ ای از اھمیت بسیار بالایی برخوردار است از از این رو می توان

خودروھای فرمولاوان را نام برد کھ از بالاترین سطح ائرودینامیک خودرو سود می برد.بھ عبارت بھتر در

خودروھایی کھ در مسابقات سرعت شرکت می کنند مقاومت ھوا باید بھ میزان بسیار کمتری در مقابل خودرو

صورت پذیرد.

در خودروھای سوپر اسپرت و خودروھایی کھ فاکتور سرعت و شتاب بسیار مھم است سرعتھوایی کھ از زیر خودرو

عبور می کند بسیار سریع تر از ھوایی کھ از بالای خودرو عبور می کند است بنابراین بھ دلیل حرکت کند ھوا در

بالای خودرو فشار ایجاد شده در این قسمت بیشتر از قسمت زیر خودرو است و فشار بالای خودرو باعث چسبیدن

خودرو بھ زمین می شود.

در خودرو مناطق مختلف خودرو دارای مقادیر مختلف فشار ھستند:

قسمت جلوی خودرو دارای فشار زیاد است

قسمت عقب خودرو دارای فشار کمی است

قسمت جلوی خودرو جریان ھوا را می شکافد سپس ھوای شکافتھ شده بھ منطقھ پشت ان می رسد در این وقت قسمت

پشت خودرو باید توانایی این امر را داشتھ باشد تا ھوای شکافتھ شده را بھ ارامی ببندد.بھ طور کلی ھرچھ جلوی

خودرو سریع تر ھوا را بشکافد و قسمت عقب با ارامش بیشتری حفره ایجاد شده را ببندد ماشاھد جریان اغتشاشی

کمتری در قسمت عقب خودرو ھستیم.

جریان ھای ایرودینامیکی:

منظور از جریان ھای ائرودینامیکی حرکت ھوا روی سطح بدنھ است بھ طور کلی ھوایی کھ از روی سطح بدنھ

خودرو عبور می کند بھ دو دستھ جریان تقسیم می شوند:

جریان لامینار - جریان توربولانس

www.Prozhe.com

جریان لامینار:جریان ھایی کھ با نظم خاصی از روی بدنھ خودرو عبور می کند.این جریان ھا دارای ھیچ گونھ

اغتشاش و بی نظمی در حرکت خودرو نیستند و بیشتر در جلو ، طرفین و قسمت زیرین خودرو بھ وجود می

اید.خطوط روی بدنھ بھ جھت دادن این جریان ھا کمک می نماید.

جریان توربولانس:این جریانھا دارای بی نظمی ھستند.اغتشاش زیادی را بھ وجود اورده و بیشتر در قسمت عقب

خودرو پدیدار می گردندمقدار این جریان ھا در خودروھای سدان (چھار در) بیشتر ھستند البتھ این بدین معنی نیست

کھ خودروھای سدان دارای نیروی درگ بسیار زیادتری نسبت بھ خودروھای دیگر باشند.بھ قول معروف با مھندسی

دقیق ھر کاری میشود انجام داد.مھندسین و طراحان ھمواره در تلاشند تا با بھبود خواص ائرودینامیکی این جریان ھا

(توربولانس) را از بین ببرند.ھرچھ جریان ھای توربولانس کمتری در خودرو پدیدار گردد خودرو دارای نیروی

درگ کمتری خواھد بود.

ضریب پسار چیست؟

طبق مطالب گفتھ شده ھر خودرویی در طول مسیر حرکت خود باید با نیروی درگ مقابلھ کند.ضریب ائرودینامیکی

کھ در زبان فارسی بھ ان ضریب پسار اطلاق می شود مقاومت ھوا در مقابل خودرو را نشان می دھد و یا بھ عبارت

بھتر مقدار نیروی درگ را نشان میدھد.ھرچھ این عدد کمتر باشد نیروی درگ ما کمتر است.این عدد ھیچ گونھ یکایی

.( (واحد) ندارد و ھمیشھ کمتر از یک است (مثلا ٠.٣۵

در زیر ضریب پسار چند خودرو را برای شما اورده ایم:

Nissan GT-R : 0.27 cd

BMW 650i 2011 : 0.032 cd

BMW 640i 2011 : 0.31 cd

BMW Vision Efficient Dynamics : 0.22 cd

Bently Continental GT coupe 2012 : 0.33 cd

BMW 740Li 2010 : 0.30 cd

Ford Fusion 2010 : 0.33 cd

Ford Mustang GT 2009 : 0.38 CD

Mersedes Benz SL500 2009 :0.32 CD

Mini Cooper Convertible 2009 : 0.35 cd

Hyundai Elantra 2010 : 0.28 cd

www.Prozhe.com

طراحی خودرو

انتخاب شیب اتاق عقب و ھمچنین طول صندوق عقب خودرو رابطھ مستقیمی با نیروی آیرودینامیکی کھ از طریق

نقطھ جدایش ایجاد می شود دارد. جدایی باید در نقاط مشخص و محدود روی دھد. ھر چھ این ناحیھ کوچک تر باشد

نیروی مقاوم کمتر میشود. بھ صورت تئوری یک شکل ایده آل برای عقب خودرو از نظر آئرودینامیکی شکلی شبیھ

قطره اشک است .

از آنجایی کھ اندازه منطقھ جدایش روی نیروی مقاوم آیرودینامیک کھ تاثیر مستقیم دارد دامنھ جریانی کھ بھ قسمت

عقب خودرو و برای چرخش بھ سمت پایین آن فشار می آورد بر نیروی بالا برنده آیرودینامیکی بر عقب تاثیر می

گذارد. نکتھ دیگری کھ باید در طراحی عقب خودرو مورد توجھ قرار گیرد. توانایی رفع گرد و غبار روی اتاق عقب

و چراغ ھای عقب است. آشفتگی زیاد جریان در منطقھ شامل این چنین اجرایی می باشد. و خاک در این نواحی

انباشتھ خواھد شد. و مانع دید عقب می شود .

نیروی آیرودینامیکی :

در نتیجھ عکس العمل متقابل بدنھ خودرو و جریان ھوا، نیروھا، و گشتاور ھا ایجاد می شوند. این نیرو ھا را می

توان بھ صورت سینماتیک بھ عنوان سھ نیرو و سھ گشتاور مشخص کردکھ این گشتاورھا و نیروھا حول محورھای

اصلی خودرو عمل میکند. این عکس العمل ھا بھ شرح زیرند :

گشتاور نیرو جهت

طولی مثبت در جھت محور) x) گشتاور پیچشی نیروی آیرودینامیکی

جانبی مثبت متمایل بھ راست محور) Y) ( گشتاور دورانی نیروی جانبی(کناری

عرضی مثبت در جھت بالا محور) Z) گشتاور چرخشی نیروی بالا برنده

مولفه های نیروی مقاوم(دراگ)

نیروی دراگ بزرگترین و مھمترین نیروی آیرودینامیکی است کھ خودروھای سواری در سرعتھای معمولی

بزرگراھھا ، با ان روبرو ھستند دراگ کل بر روی خودرو ھای سواری از ترکیب منابع زیادی ناشی می شودکارھای

متفاوتی ممکن است برای کاھش اثرات این نیرو انجام گیرد . شکل زیر یستی از مھمترین نیروھای مقاوم و راھھای

کاھش آنھا را بروی قسمت ھای مختلف خوردو د ردھھ ١٩٧٠ نشان میدھد .

از جملھ راھھای مناسب برای کاھش نیروی دراگ می توان بھ استفاده از یک صفحھ صاف در زیر خودرو ، طراحی

درست بر آمدگی ھای بدنھ مانند چرخھا حفرھا ی چرخ ھا اشاره کرد .

نیروی دراگ قابل توجھی در چرخھا بھ علت جریان برگشتی گردابی در فضاھای خالی بوجود می آید لبھ ھای تیز

چرخ ، فرصت بوجود آمدن اثرات جریان در یک سطح افقی را از بین می برد تا زمانی کھ جرخ تمایل دارد بھ

صورت دایره ای در یک سطح عمودی بچرخد . این تأثیرات بیشتر از آنجھ کھ بھ نظر بیاید بھ جرخ برای اثر گذاری

بیشتر جریان ، کمک می کند زیرا قسمت جلو در معرض جریان ھوا قرار دارد .

برای بھبود این وضعیت معمول این است کھ سپر آیرودینامیکی محافظتی در نواحی چرخ ھا و سوراخ ھای چرخ ھا

قرار می گیرد در صورتی کھ در چرخ ھای عقب می توان با کاھش فضای میان سطح زیری وزمین با کم کردن

حفر? چرخ ھا و کم چرخ ھا را در ایجاد نیروی دراگ آیرودینامیکی کاھش داد .

سیستم خنک کننده آخرین عامل عمد تآثیر گذار بر نیروی دراگ است جریان ھوای عبوری از رادیاتور بھ موتور و

محفظ احتراق بر خورد می کند و فشار دینامیکی آن مثل نیروی دراگ روی خودرو اعمال می شود .

الگوی جریان ھوا درون یک قسمت مشخص موتور ممکن است بھ علت فقدان عمل آیرودینامیکی در این ناحیھ بسیار

نامنظم باشد بدون توجھ بھ کنترل جریان ھوا ف ھوای ورودی از میان رادیاتور ، قسمتی از حرکت پیش برنده را تلف

می کند .

www.Prozhe.com

آیرودینامیک و کاهش مصرف سوخت

ھمانطور کھ مشخص است کلیھ خودروھا در ھوا یک سیال است حرکت می کنند. از این رو با شکل گیری لایھ

ھیدرودینامیکی بر روی بدنھ خودرو نیروی درگ بر روی خودرو اثر می گذارد حال اگر این نیرو را بر ھر

صورتی بھ مقدار حداقل و بھینھ

رساند .می توان تا حد قابل ملاحظھ ای در مصرف سوخت صرفھ جویی کرد و بنابراین تا حد زیادی از تولید آلاینده

ھا و بالخص گاز دی اکسید کربن جلوگیری می شود .

حرکت در جھت بھینھ سازی بدنھ ١٩٧۵ با جھش در مصرف سوخت خودرو ھای بین نسل تولیدی دھھ ١٩۶٠ و

١٩٧٠ آغاز گردید. در این خودرو ھا مصرف بنزین افزایش چشمگیری نشان می داد کھ علت آن ساخت خودروھایی

با سطح جلوی عمودی و وسیع قسمت عقبی بریده شده شبیھ فرم اتومبیل پیکان بود. در این خودرو ھا بھ علت وجود

نقطھ جدایش در قسمت انتھایی نیروی درگ بالایی بوجود می آمد. راه حل مناسبی کھ برای رفع این نقیصھ پیشنھاد شد

اضافھ کردن قسمتی بھ ناحیھ انتھایی و ایجاد فرم دئکی شکل بود .

در سال ١٩٧۵ پروفسور (آلبرتومورلی (طرحی برای بدنھ ایده آل آیرودینامیک و قابل ساخت ارائھ داد. ویژگیھای

اصلی چنین طرحھایی عبارتند از تلاش جھت دستیابی بھ نیروی بالا برنده در حد صفر و نیز نیروی درگ بسیار

پایین کھ در نتیجھ پایداری اتومبیل و کنترل بر توزیع نیروھای محوری افزایش می یابد .

البتھ طرحھای آیرودینامیک ضعفھایی ھم دارند کھ از جملھ آنھا تأثیر بادھای جانبی بر روی عملکرد خودرو است کھ

بیشتر از آن چیزی است کھ مورد انتظار است و نیز انحراف جانبی خودرو تاثیر شدیدی بر پایداری خودرو می

در سال ١٩٩٢ ساختھ شد. کھ با ھمھ بھینھ سازی ھا E-Auto گذارد. بر اساس طرح پرفسور مورلی اتومبیلی بھ نا م

این اتومبیل دیفرانسیل جلوی موتور وسط سھ نفرھد ١.۵٧ لیتر بنزین در ھر صد کیلو متر مصرف می کرد .

البتھ طرح پیشنھادی پرفسور مورلی در قسمت آیرودینامیک بسیار تاثیر گذار بود. و نمای جانبی، بسیاری از خودرو

ھای کم مصرف و نیز خودروھای اسپرتی کھ در سرعت ھای بالا نیروی درگ مشکلی اساسی بود. شبیھ فرم ایده ال

جنرال موتور و EV پرفسور مورلی است. خودروھای کم مصصرف مانند ھوندای ھیبریدی اینسانت، پروژه 1

جانبی کاملاً آیرودینامیکی دارند . F خودروھای اسپرتی مانند انواع مک لارن 1

لازم بذکر است طرحھای آیرودینامیک اغلب زیباتر و از لحاظ ایمنی ھم برتری بر خودروھایی با طرحھای قدیمی

دارند . در خودروھای آیرودینامیک ارتفاع در پوش موتور کاھش یافتھ و سطح شیشھ جلوی راننده افزایش یافتھ پس

راننده کنترل بھتری دارد. و دید بھتری نسبت بھ اطراف دارد .

نتایج چند نمونه طرحهای ایده آل آیرودینامیک :

یکی ازمحصولات کمپانی جنرال موتور طرحی است بھ نام آئرو ٢٠٠٢ کھ بر درگ حمل چھار نفر مسافر در نظر

گرفتھ شده است شیب شیشھ جلوی آن ۶٨ و بسیار خوابیده تر از اتومبیل ھای معمولی است. است. ضریب درگ این

بدنھ کھ از جنس فایبر گلاس است معادل رقم باور نکردنی ٠.١۴ (در صد ضریب پسای ھواپیما ) است و سطح پیشین

٠ می باشد. / ٠ تا ۴ ./ آن برابر ١.۶٨ متر مربع است لازم بھ ذکر کھ رقم ضریب برای اتومبیل ھای معمولی در حد ٣

٠ طرحھای بسیار پختھ و فنی می باشند . / و رقم ھای زیر ٣

توان آئرودینامیک این خودرو و یا بھ عبارت دیگر توان مورد نیاز جھت غلبھ بر مقاومت ھوا در سرعت ۵٠ کیلومتر

٣ لیتر می باشد. از / 1اسب بخار می باشد. و مصرف سوخت آن برای ھر یک کیلومتر برابر ٧ / بر ساعت معادل 2

جملھ ویزگیھای این طرح زیرین صافی و بستھ وجود روپوش روی چرخھای جلو و عقب و شیشھ ھای ھمسطح بدنھ

می باشد .

١ لیتری چھار / یک طرح موفق دیگر، اتومبیل پرو ب ۴ ساخت فورد می باشد. کھ مجھز بھ یک موتور خطی ۶

سیلندر است کھ بھ طور عرضی در اومبیل کار گذاشتھ می شود. و باعث چرخش چرخھای جلو می شود. توان

٢ اسب بخار برای حرکت در سرعت ۵٠ کیلومتر بر ساعت می باشد . / آئرودینامیک این خودرو و معادل ۵

www.Prozhe.com

از جملھ ویژگیھای این طرح شیشھ ھای ھمسطح بدنھ و شیب ۶٠٠ شیشھ جلو و آینھ بغل آئرودینامیک است از دیگر

ویژگیھای این طرح محفظھ چرخھای جلو است کھ توسط یک پوستھ انعطاف پذیر از جنس ( پلی اتیلن الاستومر)

پوشانیده شده و یک حفاظ انحنا دھنده بر روی آن قسمت لاستیک و رینگ کھ در پشت این پوستھ مخفی گشتھ پوستھ

را بھ بیرون انحنا می دھد. و سطح خارجی قوسی دار و آئرودینامیکی را کھ ھوا بھ راحتی از کنار آن می گذرد.

بوجود آورده است ھمین پوستھ باعث کاھش ٩ در صدی ضریب پسا شده است .

نامیده می شود. این طرح کھ ھمکاری دانشگاه ASCC طرح دیگری کھ بین صنعت و دانشگاه شکل گرفتھ بھ عنوان

کرنفیلد انگلستان و کمپانی لوتوس و شرکت رینارد انجام گرفت. و نشان داد کھ دسترسی بھ سطح نھایی مورد نظر در

مصرف سوخت اتومبیل با فن آوری فعلی صنایع خودرو سازی کاملاً امکان پذیر است .

استفاده زیادی گردید. کھ نتیجھ آن طی ١۶٠ EAUTO در طرح از نتایج بدست آمده در طراحی و ساخت خودروی

AEROSTABLE مایل با یک گالن بنزین بود. لازم بھ ذکر است کھ این بدنھ ای از جنس فیر کربن داشت

نامیده می شود کھ بھ معنای اتومبیل کربنی ھوا سر می باشد . Carbon car

نام برد کھ موتور آن با موتور پیکان 1600 RD در انتھا بھ عنوان یک نمونھ عملی و ملموس می توان از 1600

یکسان است و فقط دنده پنجم اوردرایو در سیستم انتقال قدرت دارد کھ در آزمون مصرف سوخت از آن استفاده نشده

است. طبق کاتالوگ دو خودرو RD است پس تنھا تفاوت این دو خودرو در بدنھ و فرم آئرودینامیک پژو ١۶٠٠

٨/ برابر ۵ RD ١٠ لیتر است کھ این رقم در پژو ١۶٠٠ / مصرف پیکان 1600 در جاده و در ھر ١٠٠ کیلومتر ٢

لیتر در ھر ١٠٠ کیلومتر می باشد. کھ این کاھش مصرف سوخت را تا حد 90 در صد می توان بھ فرم آئرودینامیکی

نسبت دارد . RD بدنھ پژو ١۶٠٠

می پردازیم. ابتدا بھ دلیل اینکھ در این پروژه با Ansys اکنون بھ عنوان مثال بھ تحلیل خودروی سمند در نرم افزار

را Mechaniccal Flotron عبارت prodeuct selsction سیال ھوا سروکار داریم. در قسمت راه انداز

وارد نرم افزار می شویم . RUN انتخاب کرده و با دستور

می کنیم. با وارد کردن نقاط خودرو ، خطوط دور خودرو را ok کلیھ نقاط را با توجھ بھ اندازه خود وارد کرده و

بندی می کنیم . . Filet ترسیم و ھمانند اتومبیل نقاطی را کھ در آن تنش وجود دارد

در مرحلھ بعد مدل را در صفحھ ایجاد کرده، می دانیم کھ این مدل یک مدل صفحھ ای است. لازم بھ ذکر است کھ

برای ایجاد چرخ ھای اتومبیل دو دایره بھ صورت صفحھ ای در زیر مدل ترسیم کرده و سپس سر دایره را از مدل

جدا کرده تا مدل طرح یک اتومبیل بھ ون چرخ باشد .

حال نوبت بھ طراحی تونل باد می رسد. برای ایجاد تونل باد، در اطراف مدل چھار نقطھ انتخاب می کنیم. (تونل باد

یک صفحھ مستطیلی می باشد) اما باید توجھ داشت کھ فاصلھ جلوی خودرو تا خط عمودی (ورودی جریان در تونل)

١) طول خودرو فاصلھ کف خودرو تا خط افقی تونل باد (جاده) بھ اندازه تایر خودرو ، و ارتفاع تونل باد ۶ / باید ( ۴

برابر ارتفاع خودرو در نھایت فاصلھ عقب خودرو با خط عمودی (خروجی تونل باد) اندازه طول خودرو می باشد.

پس از طراحی تونل باد مدل را مش بندی می کنیم .

باید خصوصیات SOLLUTTON مرحلھ بعد مرحلھ بارگذاری می باشد. در این مرحلھ پس از وارد شدن ده بھ

نیروھای وارده بھ مدل اعمال شود. مثلاً سرعت باد در خطوط ورودی جریان ، اندازه سرعت ، در خطوط بالا وایین

تونل باد کھ صفر است و فشار در خط خروجی کھ باز برابر صفر می باشد .

در نظر گرفتھ می شود. و با مشخصھ ھای Air- SI در ادامھ باید خصوصیات سیال تعریف گردد. سیال

TEMP…..Adiabatic , TREN…..Transitent

COMP…..Incompressible , TURB….TUrlUnt

اکنون وارد مرحلھ پایانی یھنی حل مسیلھ و دیدن مسئلھ می شویم . می توان در قسمت کانتورھا، کانتورھای سرعت

وکانتور فشار را مشاھده نمود .مشخصات تونل باد و خودرو ، جھت حرکت باد و بردارھای Vsum,Y,X در جھات

سرعت فشار از دیگر نتایج حل می باشند کھ می توان مشاھده کرد .

www.Prozhe.com

ھمانطور کھ مشخص است کلیھ خودروھا در ھوا یک سیال است حرکت می کنند. از این رو با شکل گیری لایھ

ھیدرودینامیکی بر روی بدنھ خودرو نیروی درگ بر روی خودرو اثر می گذارد حال اگر این نیرو را بر ھر

صورتی بھ مقدار حداقل و بھینھ رساند. می توان تا حد قابل ملاحظھ ای در مصرف سوخت صرفھ جویی کرد و

بنابراین تا حد زیادی از تولید آلاینده ھا و بالخص گاز دی اکسید کربن جلوگیری می شود .

حرکت در جھت بھینھ سازی بدنھ ١٩٧۵ با جھش در مصرف سوخت خودرو ھای بین نسل تولیدی دھھ ١٩۶٠ و

١٩٧٠ آغاز گردید. در این خودرو ھا مصرف بنزین افزایش چشمگیری نشان می داد کھ علت آن ساخت خودروھایی

با سطح جلوی عمودی و وسیع قسمت عقبی بریده شده شبیھ فرم اتومبیل پیکان بود. در این خودرو ھا بھ علت وجود

نقطھ جدایش در قسمت انتھایی نیروی درگ بالایی بوجود می آمد. راه حل مناسبی کھ برای رفع این نقیصھ پیشنھاد شد

اضافھ کردن قسمتی بھ ناحیھ انتھایی و ایجاد فرم دئکی شکل بود .

در سال ١٩٧۵ پروفسور (آلبرتومورلی) طرحی برای بدنھ ایده آل آیرودینامیک و قابل ساخت ارائھ داد. ویژگیھای

اصلی چنین طرحھایی عبارتند از تلاش جھت دستیابی بھ نیروی بالا برنده در حد صفر و نیز نیروی درگ بسیار

پایین کھ در نتیجھ پایداری اتومبیل و کنترل بر توزیع نیروھای محوری افزایش می یابد .

البتھ طرحھای آیرودینامیک ضعفھایی ھم دارند کھ از جملھ آنھا تأثیر بادھای جانبی بر روی عملکرد خودرو است کھ

بیشتر از آن چیزی است کھ مورد انتظار است و نیز انحراف جانبی خودرو تاثیر شدیدی بر پایداری خودرو می

در سال ١٩٩٢ ساختھ شد. کھ با ھمھ بھینھ سازی ھا E-Auto گذارد. بر اساس طرح پرفسور مورلی اتومبیلی بھ نا م

این اتومبیل دیفرانسیل جلوی موتور وسط سھ نفرھد ١.۵٧ لیتر بنزین در ھر صد کیلو متر مصرف می کرد .

البتھ طرح پیشنھادی پرفسور مورلی در قسمت آیرودینامیک بسیار تاثیر گذار بود. و نمای جانبی، بسیاری از خودرو

ھای کم مصرف و نیز خودروھای اسپرتی کھ در سرعت ھای بالا نیروی درگ مشکلی اساسی بود. شبیھ فرم ایده ال

جنرال موتور و EV پرفسور مورلی است. خودروھای کم مصصرف مانند ھوندای ھیبریدی اینسانت، پروژه 1

جانبی کاملاً آیرودینامیکی دارند . F خودروھای اسپرتی مانند انواع مک لارن 1

لازم بذکر است طرحھای آیرودینامیک اغلب زیباتر و از لحاظ ایمنی ھم برتری بر خودروھایی با طرحھای قدیمی

دارند . در خودروھای آیرودینامیک ارتفاع در پوش موتور کاھش یافتھ و سطح شیشھ جلوی راننده افزایش یافتھ پس

راننده کنترل بھتری دارد. و دید بھتری نسبت بھ اطراف دارد .

نتایج چند نمونه طرحهای ایده آل آیرودینامیک :

یکی ازمحصولات کمپانی جنرال موتور طرحی است بھ نام آئرو ٢٠٠٢ کھ بر درگ حمل چھار نفر مسافر در نظر

گرفتھ شده است شیب شیشھ جلوی آن ۶٨ و بسیار خوابیده تر از اتومبیل ھای معمولی است. است. ضریب درگ این

بدنھ کھ از جنس فایبر گلاس است معادل رقم باور نکردنی ٠.١۴ (در صد ضریب پسای ھواپیما ) است و سطح پیشین

٠ می باشد. / ٠ تا ۴ ./ آن برابر ١.۶٨ متر مربع است لازم بھ ذکر کھ رقم ضریب برای اتومبیل ھای معمولی در حد ٣

٠ طرحھای بسیار پختھ و فنی می باشند . / و رقم ھای زیر ٣

توان آئرودینامیک این خودرو و یا بھ عبارت دیگر توان مورد نیاز جھت غلبھ بر مقاومت ھوا در سرعت ۵٠ کیلومتر

٣ لیتر می باشد. از / ٢ اسب بخار می باشد. و مصرف سوخت آن برای ھر یک کیلومتر برابر ٧ / بر ساعت معادل ١

جملھ ویزگیھای این طرح زیرین صافی و بستھ وجود روپوش روی چرخھای جلو و عقب و شیشھ ھای ھمسطح بدنھ

می باشد .

١ لیتری چھار / یک طرح موفق دیگر، اتومبیل پرو ب ۴ ساخت فورد می باشد. کھ مجھز بھ یک موتور خطی ۶

www.Prozhe.com

سیلندر است کھ بھ طور عرضی در اومبیل کار گذاشتھ می شود. و باعث چرخش چرخھای جلو می شود. توان

5اسب بخار برای حرکت در سرعت ۵٠ کیلومتر بر ساعت می باشد . / آئرودینامیک این خودرو و معادل 2

از جملھ ویژگیھای این طرح شیشھ ھای ھمسطح بدنھ و شیب ۶٠٠ شیشھ جلو و آینھ بغل آئرودینامیک است از دیگر

ویژگیھای این طرح محفظھ چرخھای جلو است کھ توسط یک پوستھ انعطاف پذیر از جنس ( پلی اتیلن الاستومر)

پوشانیده شده و یک حفاظ انحنا دھنده بر روی آن قسمت لاستیک و رینگ کھ در پشت این پوستھ مخفی گشتھ پوستھ

را بھ بیرون انحنا می دھد. و سطح خارجی قوسی دار و آئرودینامیکی را کھ ھوا بھ راحتی از کنار آن می گذرد.

بوجود آورده است ھمین پوستھ باعث کاھش ٩ در صدی ضریب پسا شده است .

نامیده می شود .این طرح کھ ھمکاری دانشگاه ASCC طرح دیگری کھ بین صنعت و دانشگاه شکل گرفتھ بھ عنوان

کرنفیلد انگلستان و کمپانی لوتوس و شرکت رینارد انجام گرفت. و نشان داد کھ دسترسی بھ سطح نھایی مورد نظر در

مصرف سوخت اتومبیل با فن آوری فعلی صنایع خودرو سازی کاملاً امکان پذیر است .

استفاده زیادی گردید. کھ نتیجھ آن طی ١۶٠ EAUTO در طرح از نتایج بدست آمده در طراحی و ساخت خودروی

AEROSTABLE مایل با یک گالن بنزین بود. لازم بھ ذکر است کھ این بدنھ ای از جنس فیر کربن داشت

نامیده می شود کھ بھ معنای اتومبیل کربنی ھوا سر می باشد . Carbon car

نام برد کھ موتور آن با موتور پیکان ١۶٠٠ RD در انتھا بھ عنوان یک نمونھ عملی و ملموس می توان از 1600

یکسان است و فقط دنده پنجم اوردرایو در سیستم انتقال قدرت دارد کھ در آزمون مصرف سوخت از آن استفاده نشده

است. طبق کاتالوگ دو خودرو RD است پس تنھا تفاوت این دو خودرو در بدنھ و فرم آئرودینامیک پژو ١۶٠٠

٨/ برابر ۵ RD ١٠ لیتر است کھ این رقم در پژو ١۶٠٠ / مصرف پیکان ١۶٠٠ در جاده و در ھر ١٠٠ کیلومتر ٢

لیتر در ھر ١٠٠ کیلومتر می باشد. کھ این کاھش مصرف سوخت را تا حد ٩٠ در صد می توان بھ فرم آئرودینامیکی

1600 نسبت دارد. RD بدنھ پژو

www.Prozhe.com

نمومه ی سطح آیرو دینامیکی بر سرعت اجسام

چرا توپ گلف سطح زبری دارد اما سطح توپ پینگ پنگ صاف است؟

این مسئلھ بھ کاربرد آنھا مربوط می شود.توپ ینگ پنگ روی میز سھ متری مورد استفاده قرار می گیرددرحالی کھ

توپ گلف در زمین ھای بزرگ مورد استفاده قرار می گیرد.توپ پینگ پنگ اگر ھمچون توپ گلف سرعت زیادی

داشتھ باشدافراد فرصت کافی نخواھند داشت.پس توپ باید طوری ساختھ شودکھ زیاد سرعت نگیردبالعکس دربازی

.تنیس یا گلف ما احتیاج بھ توپی داریم کھ سرعت زیادی داشتھ باشدتا مسافت زیادی را طی کند

بھ ھمین دلیل سطح توپ گلف آج دارو سطح توپ تنیس پرزدار ساختھ می شود درحالیکھ سطح توپ پینگ پنگ صاف

ھرچندوزن توپ تاثیر مھمی .است.افزایش ناصافی سطح راه حل عجیب،اما کارآمد برای افزایش سرعت توپ است

.دارد

مادرزمستان برای سر نخوردن روی یخ،از کفش ھایی استفاده می کنیم کھ آجدارھستندتابا زمین اصطکاک زیادی ایجاد

کنند؛یابرای افزایش قدرت ترمز گیری ماشین از چرخ ھتی آجدار استفاده می شود.این مطلب این ذھنیت رادرما ایجاد

می کند کھکھ زبرشدن سطح توپباعث ھم ،باعث کاھش سرعت توپ خواھد شد.امادر واقعیت ،زیرکردن سطح توپ نھ

تنھا باعث کاھش سرعت توپ نمی شودبلکھ باعث افزایش سرعت نیزخواھدشد.بااین شرایط آجدارکردن سطح توپ گلف

باعث افزایش اصطکاک توپ با ھواودرنتیجھ اتلاف انرژی توپ نمی شود؟

این مطلب صحیح است،اما در اجسامی مانندتوپ کھ سطح پھنی درمقابل جریان ھوادارند،پدیده ای رخ می دھدکھ

بیشتر اتالف انرژی توپ بھ خاطر آن صورت می گیردنھ اصطکاک ھوا.این پدیده جدایش نام دارد.جدایش یعنی جداشدن

جریان ھوا از سطح توپ،کھ این پدیده جدایش باعث متلاطم شدن جریان ھوادر پشت توپ می شودومتلاطم شدن جریان

.باعث بھ ھدر رفتن انرژی توپ می شود کھ ماھش انرژی ھم بھ معنای کاھشسرعت توپ خواھدبود

www.Prozhe.com

ھمان طور کھ درشکل مشخص است توپ در حال حرکت لایھ ھای ھوا را می شکافد.وقتی سطح توپ صاف باشد پدیده

جدایش زودتر اتفاق می افتد وباعث می شود دنبالھ بزرگتری از ھوا تشکیل شودکھ این دنبالھ باعث اتلاف انرژی توپ

می شود.درحالی کھ درتوپ زبر جدایش دیرتر اتفاق می افتد وباعث تشکیل دنبالھ کوچکتری می شودکھ کمتر از سرعت

.توپ می کاھد

این دنبالھ برای حرکت بسیار مضراست،مخصوصا" با افزایش سرعت اثرات این دنبالھ در کاھش سرعت محسوس

ترمی شود.بھ ھمین دلیل درطراحی وسلئل پرسرعت،شکل ظاھری راطوری می سازندکھ از لحاظ آیرودینامیکی شکل

کشیده ای داشتھ باشدتا خطوط جریان ھوارا زیادبھ ھم نزنندوباعث تشکیل دنبالھ ھوا نشوند.اما اوج اھمیت پدیده

.جدایش،درھواپیماھای جنگندھدیده می شودھواپیماھایی کھ بایدگاھی باسرعتی تا چھاربرابر سرعت صوت حرکت کنند

www.Prozhe.com

Nissan GT-R : 0.22

BMW 650i 2011 : 0.32

www.Prozhe.com

BMW 640i 2011 : 0.31

BMW Vhsion Efficient Dynamics : 0.22

www.Prozhe.com

Ford fusion 2010 : 0.33

Hyundai Elantra 2010 : 0.28

www.Prozhe.com__

[ ۱۳٩۱/۱٠/۱۱ ] [ ٩:٠٧ ‎ب.ظ ] [ مهندس علی فرجی ] [ نظرات () ]
.: Weblog Themes By WeblogSkin :.
درباره وبلاگ

نويسندگان
صفحات اختصاصی
امکانات وب
فونت زيبا سازفونت زيبا سازفونت زيبا ساز



انواع کد های جدید جاوا تغییر شکل موس