Експериментальна оцінка аеродинамічного та дорожнього опорів руху автомобіля

Abstract

Контроль і діагностування технічного стану автомобілів є однією з найважливіших проблем. Проведені в ХНАДУ численні дослідження, описані в працях проф. М.Я. Говорущенко, доводять, що технічний стан автомобіля найточніше характеризує параметр «витрата палива». На витрату палива впливають багато чинників: експлуатаційні та конструктивні. До останніх можна віднести аеродинамічні властивості автомобіля та стан ходової частини. Постійне вдосконалення автомобілів, шин і мастильних матеріалів змушує повертатися до експериментальної оцінки опорів руху автомобіля, тому дослідження методів і засобів такої оцінки важливі і актуальні. У статті приведені результати експериментальних досліджень аеродинамічного опору та опору кочення коліс автомобіля за вибігом методом дорожніх випробувань. Традиційно опір повітря руху автомобіля вважають пропорційним квадрату швидкості. Але розбіжність розрахункових і експериментальних кривих в області середніх і, особливо, високих швидкостей, де аеродинамічні сили превалюють, змушує глибше вникнути в це питання. Прийнято вважати, що коефіцієнт аеродинамічного опору Сх – це постійна характеристика даного автомобіля, яка залежить тільки від його конфігурації, положення в просторі (нахил, кліренс) і стану поверхонь. Варіацію опору повітря слід пояснювати непостійністю показника ступеня у формулі для обчислення Сх. Опубліковані значення Cx отримують шляхом продувки в аеродинамічних трубах. Як відомо, в трубі опір повітря менше, ніж на дорозі, на 5...10%. Тому для нормування діагностичних параметрів треба знати дійсні значення Сх. для конкретної моделі автомобіля. Дослідження кочення колеса по дорозі виконували багато авторів. Однак всі ці дослідження проводилися на старих діагональних шинах. Зараз же на легкових автомобілях застосовуються тільки радіальні шини, дослідження опору коченню яких по дорозі проводять для полігонних умов. Також при аналізі руху автомобіля, слід розрізняти опір коченню ізольованого колеса і повного автомобіля. Тому повернення до вивчення цього питання для автомобілів, які перебувають в експлуатації є актуальним. Отримані результати експериментів дозволили удосконалити метод оцінки сумарних опорів при русі автомобіля за вибігом з метою поділу цих опорів на складові: дорожній і аеродинамічний опори

Monitoring and diagnosing the technical condition of vehicles is one of the most important problems. Numerous studies carried out in KNADU, described in the works of prof. M. Govorushchenko, prove that the technical condition of the car accurately characterizes the parameter "fuel consumption". Many factors affect fuel consumption: operational and design. The latter include the aerodynamic properties of the vehicle and the state of the chassis. The constant improvement of cars, tires and lubricants forces a return to the experimental assessment of the resistance to movement of a car, therefore, the study of methods and means of such an assessment is important and relevant. The article presents the results of experimental studies of aerodynamic resistance and rolling resistance of car wheels on coast by road tests. Traditionally, air resistance to vehicle movement is considered proportional to the square of the speed. But the discrepancy between the calculated and experimental curves in the region of average and especially high speeds, where aerodynamic forces prevail, forces us to delve deeper into this issue. It is generally accepted that the aerodynamic drag coefficient Сх is a constant characteristic of a given car, which depends only on its configuration, position in space (inclination, clearance) and the state of surfaces. The variation in air resistance should be explained by the inconsistency of the exponent in the formula for calculating Сх. The published Сх value is obtained by blowing in wind tunnels. As you know, the air resistance in the pipe is less than on the road by 5...10%. Therefore, in order to standardize the diagnostic parameters, it is necessary to know the actual values of Сх for a specific car model. Many authors have studied wheel rolling on the road. However, all of these studies were conducted on old bias tires. Now, only radial tires are used on passenger cars, the rolling resistance of which on the road is studied under test conditions. Also, when analyzing the movement of a car, one should distinguish between the rolling resistance of an insulated wheel and a complete car. Therefore, returning to the study of this issue for vehicles in service is relevant. The experimental results obtained made it possible to improve the method for assessing the total resistance when the vehicle is coasting in order to separate these resistances into components: road and aerodynamic resistance .