Аэродинамика автобусов

Для аэродинамики автобусного кузова характерны в целом рассмотренные выше явления, которые наблюдаются при движении легковых автомобилей и, в особенности, грузовых большегрузных автомобилей. По размерам поперечного сечения (миделя) и длине автобусы большой вместимости подобны большим грузовым автомобилям, а автобусы малой вместимости имеют некоторые общие черты с легковыми автомобилями с кузовом «минивэн».

С точки зрения совершенствования аэродинамики автобус имеет по отношению к грузовому фургону то преимущество, что кузов автобуса во многих случаях может иметь не столь прямоугольные очертания.

Для автобусного кузова характерны следующие аэродинамические особенности: обширная зона повышенного давления перед передней стенкой; существенное снижение давления в передней части крыши и боковых стенок; большое разрежение у задней стенки кузова и, как следствие, большая по сечению и протяженности спутная струя; повышенное давление под днищем кузова; несколько пониженное давление практически на всей длине крыши.

Снижение коэффициента аэродинамического сопротивления автобуса возможно за счет наклона лобовой стенки кузова, скругления переходов от лобовой стенки к боковым и от боковых к задней, сужения задней оконечности кузова (кормы), чтобы уменьшить площадь задней стенки и, соответственно, сечение спутной струи. Положительное влияние оказывает также некоторый отрицательный тангаж машины, т.е. уменьшение дорожного просвета под передней частью кузова, что снижает положительное давление под днищем и, напротив, увеличивает его на крыше. За счет отрицательного тангажа снижается индуктивное сопротивление.

На рис. 2.34 показаны силуэты междугородных автобусов с различными формами кузова и изображены схемы обтекания их потоком встречного воздуха. При испытаниях моделей соответствующей формы было установлено, что кузов по варианту 6 обеспечивает снижение коэффициента Сх на 28% по отношению к исходному варианту а, а кузов по варианту в - на 60%.

Возможности улучшения аэродинамики автобуса за счет общего изменения формы кузова тесно связаны с компоновкой автобуса, в частности, с размещением силового агрегата. Большинство современных автобусов имеют вагонную компоновку, но двигатель может располагаться в передней части машины, под полом пассажирского салона или в задней части. При переднем расположении двигателя водитель размещается рядом с ним, его рабочее место смещено вбок относительно продольной плоскости симметрии, особой свободы в компоновочных решениях нет. При размещении двигателя (обычно горизонтального или оппозитного) под полом салона компоновщик свободен в планировке салона и, соответственно, выборе внешних очертаний кузова, однако габаритная высота автобуса увеличивается с соответствующим увеличением миделя. Заднее расположение двигателя, особенно продольного (что бывает довольно редко), позволяет сделать заднюю часть кузова зауженной, что выгодно с точки зрения аэродинамики, но, возможно, появится необходимость устройства выступающих воздухозаборников для охлаждения двигателя, а это может ухудшить картину обтекания.

Схемы обтекания автобусных кузовов с различной формой передней части

Рис. 2.34. Схемы обтекания автобусных кузовов с различной формой передней части: а - прямоугольный кузов с острыми кромками; б- с закругленной верхней кромкой; в-с

обтекаемой лобовой частью

Установлено большое влияние на обтекаемость автобуса колес и колесных ниш. Применение колесных колпаков и оптимизация их формы может заметно снизить сопротивление воздуха. Форма края колесной ниши существенно влияет на загрязнение боковины кузова, это показано на рис. 2.35. Установка на внешнем краю колесной ниши оптимизированных элементов меняет картину отложения грязи на боковой стенке кузова.

Загрязнение боковины автобуса при различных вариантах контуров колесной

Рис. 2.35. Загрязнение боковины автобуса при различных вариантах контуров колесной

ниши:

А у Б, В - соответственно верхняя граница загрязненной поверхности при оптимизации конструктивных исполнений колесной ниши

Задняя стенка автобусного кузова, поскольку она почти вертикальна и около нее имеется зона разрежения, загрязняется сильно, как и у всех кузовов с похожей задней частью. В отличие от грузового фургона, это более нежелательно, потому что на задней стенке автобуса обычно имеется окно. Чтобы защитить его от загрязнения, используют, как и в описанных выше случаях, верхний дефлектор, как это показано на рис. 2.36.

Применение заднего дефлектора на автобусном кузове

Рис. 2.36. Применение заднего дефлектора на автобусном кузове

Автобусный кузов, в отличие от кузова «фургон» или «универсал», имеет некоторые преимущества в части компоновки и дизайнерских решений, в особенности при заднем расположении двигателя. Стекло может быть расположено наклонно, а задняя часть крыши несколько опускаться, тогда дефлектор вписывается в общий силуэт кузова и не искажает силуэта автобуса.

Иногда автобусные кузова монтируются на шасси грузовых автомобилей с капотной компоновкой, тогда обтекание воздухом их передней части происходит примерно так же, как у базового грузовика, а задней - как это описано выше для автобусов. При создании кузовов городских автобусов конструкторы обычно большее внимание уделяют не внешней аэродинамике, а иным факторам - компоновке пассажирского салона с точки зрения удобства входа-выхода, размещению сидений и накопительных площадок для стоящих пассажиров и т.п. Это объясняется разумной системой приоритетов и компромиссов, и аэродинамика находится не на первом месте, прежде всего потому, что скорость движения этих автобусов в условиях плотных транспортных потоков с большим количеством остановочных пунктов относительно невелика.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >