Полная версия

Главная arrow Техника arrow Аэродинамика автомобиля. Методы испытаний

  • Увеличить шрифт
  • Уменьшить шрифт


<<   СОДЕРЖАНИЕ ПОСМОТРЕТЬ ОРИГИНАЛ   >>

Метод аэродинамического экрана.

Этот метод был реализован в Московском автомеханическом институте (МАМИ) совместно с группой исследователей из лаборатории аэродинамики АЗЛК. Данная методика испытаний в первую очередь использовалась при доводке автомобилей АЗЛК, в частности, перспективной модели АЗЛК-2141. В дальнейшем этот метод позволил исследовать другие модели, например, ИЖ-2126. Испытания проводились на динамометрической дороге НИЦИАМТ.

Суть метода заключается в использовании специального

аэродинамического экрана, закрывающего испытуемый автомобиль от набегающего потока воздуха, и непосредственном определении сил сопротивления качению при протягивании исследуемого автомобиля под аэродинамическим экраном на различных скоростях

Общий вид испытательной дорожной установки приведен на рис. 5.19.

Испытательная дорожная установка

Рис. 5.19. Испытательная дорожная установка.

1 - автомобиль - тягач; 2 - одноосный аэродинамический экран; 3 - испытуемый автомобиль; 4 - опорно-сцепное устройство экрана с тягачом; 5 - сцепка испытуемого автомобиля с экраном, снабженная измерительным устройством

В качестве тягача использовался автомобиль ЗиЛ-114 со значительным запасом тяги, позволяющий проводить испытания на относительно высоких скоростях.

Аэродинамический экран представляет собой одноосный прицеп, выполненный в виде замкнутого фургона без пола.

По всему периметру нижний край фургона снабжен резино-кордной юбкой спущенной до уровня дороги. Экран и испытуемый автомобиль соединены с буксирующим автомобилем двумя независимыми буксирными приспособлениями, причем приспособление для буксировки автомобиля снабжено динамометром.

На рис. 5.20 более подробно показано расположение испытуемого автомобиля под аэродинамическим экраном.

Испытуемый автомобиль под аэродинамическим экраном

Рис. 5.20. Испытуемый автомобиль под аэродинамическим экраном

Экспериментальные исследования ведутся в два этапа.

На первом этапе определяется суммарная сила сопротивления движению автомобиля.

Это делается двумя способами: с помощью буксировки испытуемого автомобиля на длинном тросе и с помощью выбега.

Производится буксировка исследуемого автомобиля на достаточно длинном буксирном тросе (фале) с использованием динамометрического крюка у буксирующего автомобиля. С целью демпфирования колебаний в качестве буксирного троса используется капроновый фал сложного переплетения.

Длина фала выбирается с таким расчетом, чтобы буксируемый автомобиль был за пределами аэродинамической тени (возмущенного воздушного потока), создаваемой буксирующим автомобилем.

На рис. 5.21 приведены результаты экспериментов по определению необходимой длины буксирного фала Lmin.

Определение оптимальной длины буксирного фала

Рис. 5.21. Определение оптимальной длины буксирного фала

Исследования показали, что при буксировке автомобиля минимальная длина сцепки составляет 20-25 м. В этом случае аэродинамическая тень тягача практически не захватывает исследуемый автомобиль, что подтверждается сравнением результатов буксировки и выбега.

Эта сила определяется, также, другим способом - с помощью выбега. Буксировка осуществляется на скоростях 80, 100 и 120 км/ч; при этом фиксируется скорость движения автомобиля пятым колесом (прибор «путь-

149

скорость-время») и усилие в сцепке динамометрическим звеном. При выбеге (в интервале скоростей 140-160 км/ч) фиксируется скорость движения автомобиля. Замедление подсчитывается при обработке графическим дифференцированием.

Далее, на втором этапе, производится буксировка исследуемого автомобиля под аэродинамическим экраном (рис.5.20).

Движение под экраном также осуществляется на скоростях 80, 100 и 120 км/ч. В процессе испытаний фиксируется скорость движения и усилие в сцепке испытуемого автомобиля с аэродинамическим экраном.

Не трудно убедиться, что в этом случае для буксировки испытуемого автомобиля необходимо усилие следующей величины:

Сила аэродинамического сопротивления получается как разность суммарной силы сопротивления движению автомобиля, полученной выбегом или буксировкой, и силы сопротивления качению автомобиля в ведомом режиме под аэродинамическим экраном:

Совмещение экспериментальных результатов, полученных при буксировке открытого испытуемого автомобиля и его же под аэродинамическим экраном, показано на рис. 5.22. Нижняя кривая характеризует силу буксировки автомобиля под экраном. Верхняя кривая характеризует суммарную силу буксировки без экрана. Это дает возможность выделить аэродинамическое сопротивление, действующее на испытуемый автомобиль. На рис. 5.22 величина аэродинамического сопротивления Рж заштрихована.

Графическое выделение силы аэродинамического сопротивления

Рис. 5.22. Графическое выделение силы аэродинамического сопротивления

Очевидно, такой метод потенциально является наиболее точным, поскольку позволяет выделить аэродинамическое сопротивление в чистом виде и учитывает все виды потерь при движении автомобиля, включая рассеяние энергии в подвеске и элементах кузова на неровностях дорожного покрытия.

Зная величину аэродинамического сопротивления, не трудно определить и коэффициент аэродинамического сопротивления Сх следующим образом:

Результаты испытаний сведены в таблицу 5.2.

Таблица 5.2

Результаты испытаний

Скорость движения автомобиля (км/ч)

80

100

120

Параметры

1. Суммарная сила сопротивления движению автомобиля:

методом буксировки (Н), методом выбега (Н)

  • 545,
  • 555
  • 660,
  • 696
  • 805,
  • 833

2. Сила сопротивления качению автомобиля под экраном (Н)

288

322

357

3. Сила аэродинамического сопротивления (Н)

260

355

460

4. Коэффициент обтекаемости Сх

0,46

0,40

0,36

Полученное изменение коэффициента аэродинамического сопротивления Сх отчасти связано с изменением характера обтекания автомобиля на различных скоростях, однако основу роста Сх на меньших скоростях составляет увеличение относительного влияния погрешностей, имеющих место в процессе любого эксперимента.

Погрешность рассматриваемой схемы измерения связана с возникновением продольных колебаний испытуемого автомобиля относительно экрана, что приводит к колебаниям продольной силы на измерительном устройстве в сцепке. Такие колебания вызваны в основном неровностями, возбуждающими вертикально-угловые колебания автомобиля и экрана на собственных подвесках. Указанные колебания затрудняют измерение продольных сил в сцепке автомобиля с экраном, поскольку величина регистрируемых сил в сцепке автомобиля с экраном невелика и от измерительного устройства требуется высокая чувствительность.

Таким образом, разработанные методики и конструкция аэродинамического экрана, а также тензометрического динамометра позволяют в реальных дорожных условиях определить в чистом виде величину аэродинамического сопротивления Pw и затем рассчитать величину коэффициента аэродинамического сопротивления Сх_

 
<<   СОДЕРЖАНИЕ ПОСМОТРЕТЬ ОРИГИНАЛ   >>