JÁRMŐÁRAMLÁSTAN közúti jármővek II. autóbuszok, teherautók
AUTÓBUSZOK, TEHERAUTÓK Cél: attraktív megjelenés, minél nagyobb belsı tér, de kis ellenállás, guruló hasáb, ellenállás csökkentés minél kisebb térfogatcsökkenés mellett Kompakt jármő, a karosszéria alatti rés jelentısége nagy Cél: maximális rakodótér éles kontúrokkal, de kis ellenállás Vontató és vontatmány: több test kölcsönhatása
Az autóbusz karosszéria körüli áramlás jellemzıi Relatív rendszerben összetett, 3D, turbulens áramlás. Felosztása: homlokfal körüli, oldalfalak melletti, és tetı fölötti, karosszéria alatti és hátfal mögötti áramlás. Homlokfal: torlópont, túlnyomás, gyorsuló áramlás Oldalfal, tetı: belépı élek lekerekítésétıl függıen határréteg leválás Hátfal: leválási buborékban van, depresszió, turbulens keveredés Karosszéria alatt érdes felület, csökkenı sebesség, kilépés oldalirányban
Ellenállás és sár lerakódás csökkentésének kísérleti vizsgálata autóbuszon Szélcsatorna vizsgálatok Mozgó talaj modellezése futószalaggal Forgó kerekek, részletesen modellezett karosszéria alatti rész Sár lerakódás modellezése és mérése - megnövelt vezetıképességő víz rávezetése a futószalagra, a lerakódott cseppek tömegét a vezetıképesség növekedésével mértük. - nyomgáz koncentráció mérése - áramlás láthatóvá tétele szálakkal és füsttel Eredmény a) a hátsó falon kis változások a sár lerakódás 73%-os csökkenését eredményezték, b) az oldalfal sárosodás felemelkedését, kiterjedését jelentısen csökkentettük a karosszéria alatti áramlás lassulásának csökkentésével, c) Az adott karosszéria elemek kombinációjával meghatároztuk a legkisebb ellenállást.
Göttingeni típusú szélcsatorna Szélcsatorna: Recirkulációs típusú, vízszintes szélcsatorna 2.6 m x 5 m mérető nyitott mérıtérrel, v max = 60 m/s szélsebesség, hatkomponenső felsı mérleg, mozgó talaj szimuláció futószalaggal, áramlás szemléltetés olajköddel. Busz modell: 1:5 léptékő Ikarus autóbusz forgó kerekekkel, részletesen modellezett karosszéria alsó detailed underbody és cserélhetı karosszéria részekkel.
A talajtávolság és a futószalag mozgás Talaj nélkül, a nyomáseloszlás szimmetrikus, a hátfali nyomás közelítıleg állandó Talajjal aszimmetrikus nyomáseloszlás, a torlópont lefelé tolódik A hátfali nyomás nem állandó hatása
Hasábalakú tompa testre ható ellenállás erı összetétele és csökkentése Ellenállás típusa % of c D Okozza A csökkentés módszere Homlokfali ellenállás 65% Túlnyomás a homlokfalon Túlnyomás csökkentése a közeg gyorsításával: felsı vízszintes és oldalsó függıleges belépıélek lekerekítése, a homlokfal döntése Hátfali ellenállás 34.9 % Hátsó fali depresszió Nyomás növelése: a karosszéria Hátsó részének összehúzása, a kilépı élek lekerekítése Oldalfali, tetı és karosszéria alatti ell. 0.1% Csúsztatófeszültségek a vízszintes és függıleges határoló felületeken Érdesség csökkentése, a sebesség csökkentése a karosszéria alatti résben. Kölcsönhatások, pl. sebesség a karosszéria alatti résben és az áramlás a nyomban.
Az autóbusz modell a szélcsatornában
Karosszéria változatok ellenállástényezıje
Add-on devices hatása az ellenállásra
Az ellenállás csökkenés vizsgálat eredményei Geometria változtatás homlokfal oldalsó és felsı belépı éleinek lekerekítése (r/h = 0.04-rıl 0.11-re) homlokfal 8 0 -os döntése 11 0 -ra nı homlokfal alsó élének és a kilépı élek lekerekítése karosszéria aljának lefedése az elsı kerekek elıtt A homlokfal alatt spoiler a rés 38%-át takarja c e /c e x 100% -38% -8% ±0-4% -(5-8)% Ellenállástényezı csökkenés c e =0.57-rıl 0.39-re (-32%). 100 km/h sebességnél az üzemanyag fogyasztás csökkenés 23% (+ zaj és sárosodás csökkenés)
Hátfal sárosodás vizsgálatok 1. Kedvezıtlen áramlási viszonyok a karosszéria alóli résbıl kilépı, sárcseppeket tartalmazó levegı áramlik vissza a hátsó falra: intenzív sárosodás. Ez kevésbé lekerekített homlokfal alsó belépıélhez és élesebb hátsó függıleges kilépıélhez tartozik. Numerikus szimulációs eredmény
Hátfal sárosodás vizsgálatok 2. Sárosodás szempontjából kedvezı viszonyok: a karosszéria hátsó részére a tatırıl áramlik le tiszta levegı. A sárlerakódás intenzitása 73%-kal csökkent. Ez lekerekített homlokfal alsó belépıélhez és lekerekített hátsó függıleges kilépıélekhez tartozik.
Sárosodás és nyomásmegoszlás a hátfalon
Áramlás a hátfal mögött, a nyomban Kedvezı Kedvezıtlen
Oldalfal sárosodás: lassuló karosszéria alatti áramlás, oldalirányú kiáramlás
Az oldalfal sárosodásának vizsgálata kerékszekrénybıl kilépı szennyezı 1. Ha az éles homlokfal mögött keletkezı leválási buborék eléri a kerékkivágást: az egész oldalfal sárosodik.
Az oldalfal sárosodásának vizsgálata kerékszekrénybıl kilépı szennyezı 2.
Az oldalfal sárosodásának vizsgálata kerékszekrénybıl kilépı szennyezı 3.
A mérések összesítése
A nyíróréteg szabályozás
Teherautók, kamionok
Nyomásmegoszlások és részellenállások
Részellenállások tagolt jármőnél
Spoilerek, terelık, raktér homloklap módosítása
Ferde megfúvás hatása
A futószalag és a határréteg elszívás hatása a kiszorítási vastagságra v x 1 1 dy V δ δ = 0
A felhajtóerı csökkentése a karosszéria alatti áramlás szabályozásával
Az ellenállás, a felhajtóerı és a bólintónyomaték változása a karosszéria alatti rés méretétıl függıen
Az ellenállás- és felhajtóerı változtatása a test alakjának változtatásával
Vizsgált Porsche alapformák
A kiszorítási vastagság hatása az ellenállás-, a felhatóerı- és a bólitónyomatéki tényezıre
Lehajtóerı test
Nyomásmegoszlás a 2D test felületén felsı rész alsó rész
Felhajtóerı- és nyomatéki tényezı a nyomásmegoszlás integrálásával