امروزه بحث ایرودینامیک در صنعت خودروسازی اهمیت زیادی پیدا کرده و بسیاری از شرکت های مطرح سعی می کنند محصولاتی را با بهینه ترین میزان مقاومت در برابر هوا به خیابان ها بفرستند.با توجه به این مساله، طراحان اکنون بیش از هر زمان دیگری با چالش روبرو شده اند، زیرا باید مدل های جدید را طوری طراحی کنند که در کنار زیبا بودن و جذب مشتریان، از لحاظ ضریب درگ (drag coefficient) نیز وضعیت مطلوبی داشته باشند.حال سوال مهمی که پیش می آید اینست که ضریب درگ چیست و چه نقشی در خودروها دارد؟ در این نوشتار قصد داریم به طور خلاصه به این سوال پاسخ دهیم.
ضریب درگ خودرو چیست؟
برخورد مولکول های هوا به بدنه خودرو اصطکاکی ایجاد می کند که درگ یا ضریب پسا نامیده می شود. هر قدر خودرو سریعتر حرکت کند، میزان برخورد مولکول های هوا به بدنه خودرو بیشتر می شود.و هر چقدر برخورد مولکول های هوا به بدنه خودرو بیشتر شود، درگ افزایش پیدا می کند.
ضریب درگ یک کمیت متداول در طراحی خودرو است که مربوط به مسائل آیرودینامیک می شود. درگ نیرویی است که به طور موازی و در جهت مخالف جریان باد عمل می کند. ضریب درگ یک خودرو نشان دهنده روشی است که خودرو از میان هوای اطراف خود عبور می کند.زمانی که کمپانی های خودروسازی یک اتومبیل جدید طراحی می کنند، ضریب درگ خودرو را علاوه بر سایر مشخصات عملکردی خودرو در نظر می گیرند. درگ آیرودینامیک با توان دوم سرعت افزایش پیدا می کند، در نتیجه در سرعت های بالا به شدت حیاتی می شود، چراکه در این سرعت ها باعث کاهش سرعت و افزایش مصرف سوخت می شود. روش های مختلفی برای کاهش درگ یک خودرو وجود دارد. یک روش مرسوم برای این کار، اندازه گیری درگ خودرو در میان یک محوطه درگ است.
در دنیای واقعی، هر سیالی تمایل دارد در برابر اجسامی که از داخل آن عبور می کنند، از خود مقاومت نشان دهد. این مقاومت خود را در قالب نیرویی خلاف جهت حرکت جسم، پدیدار می شود.
تست خودرو در تونل باد چه تاثیری بر پایداری دارد؟
خودرو و مقاومت هوا بحث مهمی در ایمنی، مصرف سوخت و زیبایی خودرو است.تست خودرو در تونل باد از اهمیت بالایی برخوردار است.وقتی خودرو شروع به حرکت می کند، هوای اطراف خودرو سه اثر مهم را روی خودرو خواهد داشت.نخستین اثر، مقاومتی است که هوا در مقابل عبور خودرو از خود نشان می دهد.اثر دوم ناشی از عبور جریان هوا از اطراف خودرو است.در نهایت مباحث مربوط به ایجاد صداهای مزاحم در داخل خودرو ناشی از هوای عبوری است.مقاومت هوا در مقابل خودرو باعث می شود خودرو نیاز به نیروی بیشتری برای شکافتن هوا داشته باشد.به این ترتیب هر چه این مقاومت بالاتر برود، خودرو برای رسیدن به یک سرعت مشخص نیاز به نیروی بیشتری دارد.
محاسبه ضریب درگ
اثر درگ در سرعت های بالا بیشتر و بهتر ظاهر می شود. به همین خاطر است که وسایل نقلیه باید طوری طراحی شوند که تا حد ممکن ضریب درگ کمتری داشته باشند. هر چه ضریب درگ کمتر باشد، به معنای اینست که خودرو توانایی بهتری در شکافتن هوای پیش رو دارد. همانطور که اشاره شد، ضریب درگ به غیر از تحت تاثیر قرار دادن عملکرد خودرو در سرعت های بالا، در فاکتورهایی مثل پایداری، مصرف سوخت و شتابگیری نیز دخالت می کند.
محاسبه ضریب درگ از طریق فرمول های پیچیده ریاضی صورت می گیرد. در این فرمول ها فاکتورهایی مثل سرعت، غلظت هوا و سطح مقطع خودرو نقش دارند. از آنجایی که ضریب درگ معمولا در تونل باد محاسبه می شود، شکل و ساختار تونل نیز می تواند جزو عوامل دخیل در ضریب درگ باشد.
یکی از اجزایی که ضریب درگ خودرو را تعیین می کند، شکل دماغه آن است. اگر این بخش بیش از حد با ضریب درگ کم و به اصطلاح تیز طراحی شود، شکل نهایی خودرو جذاب و زیبا از آب در نخواهد آمد؛ همچنین در چنین حالتی چسبندگی خودرو نیز کاهش یافته و به لحاظ پایداری با مشکل روبرو می شود.
به طور کلی اتومبیل های سواری دارای ضریب درگی بین ۰.۲۵ الی ۰.۳۰ هستند، این رقم در مدل های شاسی بلند به دلیل ارتفاع بلندتر و بدنه های جعبه ای شکل به ۰.۳۵ الی ۰.۴۵ افزایش می یابد.نکته عجیب اینکه اتومبیل های مسابقه ای، مثل نمونه های حاضر در رقابت های فرمول یک یا کاترهام Seven، ضرایب درگی بیشتر از هامر H2 دارند. ضریب درگ این شاسی بلند که می توان آن را به جعبه ای بزرگ بر روی چهار چرخ تشبیه کرد، با ۰.۵۷ برابر است.
کاهش درگ
کاهش درگ در خودروهای جاده ای باعث افزایش بیشنیه سرعت خودرو و کاهش مصرف سوخت آن، در کنار بسیاری دیگر از مشخصات عملکردی خودرو مانند شتاب و هندلینگ می شود. دو پارامتر اصلی که بر روی درگ خودرو تاثیر می گذارند، ناحیه جلویی خودرو و ضریب درگ هستند. کاهش ضریب درگ از ساده سازی بدنه خارجی خودرو ایجاد می شود. این ساده سازی نیازمند محاسباتی با در نظر گرفتن سرعت هوای اطراف و مشخصات خودرو می باشد.
حذف برخی از بخش های خودرو راه ساده ای است که طراحان وسیله نقلیه و مالکان برای کاهش ضریب درگ با هزینه کم انتخاب می کنند. حذف قطعات می تواند شامل قطعات افترمارکت، قطعاتی که بعد از ساخت به خودرو اضافه شده و یا قطعات اصلی خودرو باشد. بسیاری از خودروهای اسپرت تولید شده و خودروهای دارای راندمان بالا به طور استاندارد با چنین حذفیاتی عرضه می شوند تا در بازار خودرو و مسابقه وضعیتی رقابتی داشته باشند.
آشنایی با انواع سیستم پایداری خودرو
