Početna stranica
 
Vidiauto tražilica

Aerodinamikom do povoljnije potrošnje

 

Koliko li smo samo puta čuli za pojmove poput koeficijenta otpora zraka i zračnog tunela, no znamo li što oni uistinu znače!? U doba kada se auto industrija okreće davno zaboravljenim aerodinamičnim postulatima u potrazi za što nižom potrošnjom, mi vam donosimo sve što ste htjeli znati o strujanju zračnih masa tijekom vožnje.

 

 

U počecima auto industrije, početkom 20. stoljeća, nafte je bilo u izobilju, norme o ispušnim plinovima nisu postojale, a s njima niti briga o potrošnji goriva. Pažnja se uopće nije posvećivala niti aerodinamici vozila. Ukoliko se željelo proizvesti brži automobil bilo je dovoljno ugraditi snažniji motor i stvar bi štimala. Barem, donekle! Povećanjem snage motora automobili su postajali sve brži, ali su se zbog loše aerodinamike s vremenom počela javljati dva problema. Prije svega potrošnje goriva su rasle u nebo, a kod većih brzina mogao se jasno čuti i šum vjetra koji je svaku vožnju činio neugodnom.
U ono vrijeme benzinske crpke nije bilo na svakom koraku te zbog činjenice da se nije mogao ugraditi beskonačno veliki spremnik goriva inženjeri su počeli razmišljati kako uz manje snage motora postizati iste brzine. Kako da je usporedo s pravom globalizacijom auto industrije tekla i globalizacija zrakoplovne industrije, auto inženjeri su se počeli koristiti zrakoplovnim metodama prilikom testiranja.

 

U doba Ford T-modela početkom 20. stoljeća malo koji proizvođač je vodio brigu o aerodinamici svoji modela

 

Poslije II. svjetskog rata automobili su se testirali u zračnim tunelima razvijenim prvenstveno za zrakoplove, a danas svaki proizvođač automobila ima vlastite tunele.

 

Zračni tuneli

 

Budući da je kod zrakoplova najveći problem konstruirati povoljno aerodinamički oblikovano krilo koje će u kombinaciji sa odgovarajućom masom i dovoljno snažnim motorom omogućiti da se zrakoplov odvoji od piste u zrak, za potrebe testiranja razvijeni su zračni tuneli. Funkcionirali su na način da bi se u tunel izoliran od vanjskih utjecaja stavljale makete ili prototipovi zrakoplova te bi se velikim ventilatorom zračna struja usmjeravala u tunel prema zrakoplovu. Pri tome bi tunel morao biti posve gladak kako bi se spriječile neželjene turbulencije zračnih masa.
No budući da je zračna masa nevidljiva, njeno strujanje jasno je vidljivo jedino puštanjem magle u tunel. Na taj način su inženjeri puno prije probnih letova mogli uvidjeti kako bi se zrakoplov trebao ponašati u zraku te na vrijeme izvršiti eventualne korekcije krila.

 

Audi A2 tijekom testiranja u zračnom tunelu. Da bi zračna masa bila vidljiva u tunel se pušta magla.

 

Testiranjima je vrlo brzo ustanovljeno kako sila uzgona ispod zračnog krila dovoljna za let zrakoplova može biti dovoljna koristeći i samo jedan par krila. Trebalo je samo računski i praktično pogoditi odgovarajuću površinu i oblik krila. No, vratimo se auto industriji. Prekretnicu u dizajniranju automobila učinio je švedski Saab predstavljanjem svog prvog modela Saab 92 1947. godine. Zaobljenog, pomalo jajastog oblika Saab 92 imao je otpor zraka (Cw) od, za ono vrijeme, senzacionalnih 0,30.
Budući da je Saab prvotno djelovao čisto kao proizvođač zrakoplova imao je brojne zračne tunele unutar svojih pogona, stoga su svoj prvi automobil odlučili temeljito isprobati što se pokazalo kao pun pogodak.
Time je Saab 92 samo uz pomoć naprednih aerodinamičkih rješenja mogao uz manje konja ostvarivati dobre performanse i trošiti manje goriva. Nakon što je švedski proizvođač prvi „probio led“, testiranja u zračnim tunelima postala su dio razvoja svakog novog automobila diljem svijeta, a s vremenom se ustanovilo kako se radi o mnogo složenijoj tematici nego što se prije 50-ak godina mislilo.

 

Saab 92 krajem 1940-ih godina bio je prvi automobil serijske proizvodnje razvijen u zračnom tunelu.

 

Problematika zračnih masa

 

Svako tijelo preko kojega struje zračne mase ima određeni koeficijent otpora zraka (Cw). Što je manja vrijednost koeficijenta, manji je i otpor vozila. Navedeno konkretno znači da je potrebno i manje snage za pokretanje vozila što rezultira nižom potrošnjom goriva te manjom emisijom ispušnih plinova. No, postoji i veliki problem! Snižavanjem koeficijenta otpora zraka, odnosno konstruiranjem vozila sa što nižim otporom, dolazi do manjka sile priljubljenosti (tzv. down force) vozila na kolnik što pri velikim brzinama može biti izuzetno opasno.
Da pojasnimo! Vjerojatno ste primijetili kako prosječan automobil pri brzinama iznad 160 km/h postaje izuzetno lagan. Kao da „želi“ poletjeti! Navedeno se javlja zbog velike količine zračne mase koja struji ispod podnice vozila te ima tendenciju podizanja vozila čime automobil preuzima ulogu poput krila.
Iz navedenog razloga svi sportski automobili u stražnjem dijelu imaju ugrađeni spojler koji pri velikim brzinama usmjerava strujanje zračne mase prema dolje čime zrak dodatno pritišće automobil prema cesti. Vjerojatno će se mnogi začuditi, ali većina sportskih automobila ima vrlo loš koeficijent otpora zraka.
Primjerice kod Formule 1 može iznositi i preko 1,0, a kod Lamborghinijevih i Ferrarijevih supermodela i preko 0,40. Prema tome snižavanje otpora zraka iz sigurnosnih razloga ima smisla samo kod umjereno brzih automobila. S vremenom se došlo do zaključka kako je kapljica vode u biti savršeno aerodinamički oblikovano tijelo, ali ipak postoje gore navedena ograničenja zbog kojih je ovaj oblik donekle primjenjiv samo na automobilima maksimalne brzine do 180 kilometara na sat.

 

Nove aerodinamičke korekcije

 

Stroge norme o emisiji štetnih plinova, te globalna gospodarska kriza natjerale su auto inženjere da se vrate toliko zaboravljenim osnovama aerodinamike i da ih dodatno unaprijede.
Tako u 2010. godini sve više proizvođača u svom programu ima posebne modele koji uz štedljiv motor, posebno prilagođene prijenosne omjere u mjenjaču, gume manjeg otpora kotrljanja, manju masu samog vozila imaju i brojne aerodinamičke dorade na karoseriji.
Poput snižavanja podnice automobila, učinkovitije oblikovanih retrovizora, rešetki prednje maske, krakova naplataka, krovne antene i svega ostaloga što bi moglo utjecati na vrtloženje zraka i povećavanje otpora tijekom vožnje. Snižavanjem podnice automobila dobiva se niža silueta automobila.
Zaobljenijim retrovizorima postiže se manji bočni otpor. Smanjivanjem kuta nagiba svake pojedine rešetke prednje maske te pozornije oblikovanim krakovima naplataka i krovne antene također se može postići lakše strujanje zraka oko automobila.
Svaka ova korekcija sama za sebe ne znači mnogo, ali ukoliko se sve dorade na karoseriji izvedu odgovarajuće moguće su značajne uštede na gorivu koje mogu iznositi i preko 20%.
Navedeni podaci su potvrđeni u vožnji, stoga nisu samo neostvarivi tvornički podatak. Za sada su najdalje otišli Opel sa svojom ecoFlex ponudom, Volvo sa Eco Drive modelima te BMW sa Efficent Dynamics linijom. Navedeni modeli kombiniraju dizel, te hibridne elektropogone sa navedenim karoserijskim korekcijama kako bi se postigle rekordno niske potrošnje.
Primjerice, Volvo S80 1.6D DRIVe opremljen četverocilindričnim common-rail turbo dizelašem snage 109 konja prema tvorničkim podacima prosječno troši samo 4,9 litara. Opel Insignia ecoFlex opremljena turbo dizelašem 2.0 snage čak 160 konja uz koeficijent otpora zraka od samo 0,26, troši svega 5,2 litru dizela. Navedene brojke su hvale vrijedne ukoliko se uzme u obzir da se radi o limuzinama srednje klase, a ne malim gradskim automobilima. No, tu utrci u smanjenju otpora zraka automobila i potrošnji goriva nije i kraj.

 

Opel Insignia 2.0 CDTi ecoFlex zahvaljujući aerodinamičkim doradama ima potrošnju od svega 5,2 litre

 

Poput zrakoplova

 

Posljednjih godina sve više proizvođača predstavlja konceptna vozila budućnosti koja se odlikuju dvostruko manjom širinom nego postojeća te nude jednostruka sjedala postavljena jedno iza drugog poput sličnih u borbenim zrakoplovima.
Manja širina automobila omogućava senzacionalno male vrijednosti otpora zraka te omogućava odlične performanse uz nisku potrošnju goriva.
Mercedes je još 1997. godine predstavio model F300 sa jednim sjedalom u redu koji se u zavojima naginjao poput motocikla te je opremljen svega 1.6 litrenim benzincem snage samo 102 konja bio u stanju postići čak 211 kilometara na sat te ubrzati od 0 do 100 km/h za samo 7.7 sekundi.
No, krajem 1990-ih F300 nije naišao na veći odjek javnosti. Ali vremena se mijenjaju, pa se posljednjih godina proizvođači užurbano takmiče tko će proizvesti što ekonomičniji automobil.
Ugradnjom hibridnih elektropogona u automobile manje širine došlo se do nevjerojatno niskih brojki. Tako možemo konstatirati kako je za sada sa „uskim konceptima“ najdalje otišao Volkswagen s modelom L1.

 

Volkswagenov senzacionalni L1 koji se odlikuje otporom zraka od svega 0,19 te potrošnjom od nevjerojatnih 1,4 litara dizela.

 

Radi se o automobilu uskom samo 120 centimetara koeficijenata otpora zraka svega 0,19 koji sa dvocilindričnim turbo dizelašem zapremine 800 kubičnih centimetara te elektromotorom snage 10 kW postiže 160 km/h i troši svega 1,4 litara goriva. Poput upaljača!
Iako su ovi koncepti uskih automobila dugo godina bili samo izlog mogućnosti auto industrije u slijedećih nekoliko godina mnogi bi trebali ući u serijsku proizvodnju. Time će započeti jedna sasvim nova era ekonomičnosti za koju veliku zaslugu ima zrakoplovna industrija i njeni zračni tuneli.

 

Koeficijenti otpora zraka (Cw) nekih značajnih modela kroz povijest
0,7 do 1,1 Formula 1
0,90 Bicklist
0,60 Prosječno teretno vozilo
0,57 Hummer H2
0,51 Citoren 2CV Spaček (1948)
0,50 Dodge Viper
0,48 VW Buba (1938)
0,35 Citoren DS Žaba (1955)
0,33 Audi A3
0,30 Audi 100 (1983)
0,30 Saab 92 (1947)
0,30 BMW 3 serija E90
0,29 Peugeot 308
0,26 Toyota Prius
0,26 Opel Calibra (1989)
0,26 Opel Insignia
0,24 Audi A2
0,19 VW L1 koncept (2008)
0,137 Ford Probe V koncept (1985)
0,07 Nuna, solarno pokretano vozilo

 

 

© arhiva.vidiauto.com

 

 



Novosti, Testovi, Automobili, Sport Crash test, Servisi, Cjenik

© 2017 Vidi-TO d.o.o. Sva prava pridržana. / All rights reserved.
Powered by Medianet



 




Audi:A7 Sportback

Aerodinamikom do povoljnije potrošnje
Doking XD - HR elektroautomobil!
Kočenjem do dodatne snage

Rezervni dijelovi - original ili kopija?
Kabrioleti 2009
Priprema automobila za proljeće
Najjeftiniji auto

Vozači kojih marki su najarogantniji, najbahatiji i „nefer“ na cesti?
Alfa Romeo
Audi
BMW
Honda
Porsche
Citroen
Fiat
Ford
Jaguar
Jeep
Lexus
Mazda
Mini
Mitsubishi
Nissan
Opel
Peugeot
Renault
Subaru
Suzuki
Toyota
Volkswagen
Mercedes
Arhiva Rezultati










O nama
Prijavi u bookmark
Vidiauto kao prva stranica
Uvjeti korištenja
  • Auto servisi
  • Talijani, Nijemci, Japanci, Francuzi... Koji je najbolji?
  • Najbolji automobili svih vremena
  • Formula 1, Rally, NASCAR
  • Kupnja - gdje i kako?
  • Ponuda – potražnja

    Svi forumi

  • Zanimljivosti
    Najluđi prometni znakovi
    Usporedni test - 4 monovolumena
    Svi auti godine kroz povijest
    Svi kabrioleti dostupni u Hrvatskoj
    Staklena tvornica Volkswagena u Dresdenu.
    Automobili i filmovi

    Auto saloni
    Geneva 2004
    Detroit 2004
    Frankfurt 2003
    Geneva 2003
    Detroit 2003
    Paris 2002
    Zagreb 2002
    Geneva 2002
    Detroit 2002
    Bologna 2001
    Essen 2001
    Geneva 2001
    New York 2001
    Frankfurt 2001
    Tokio 2001