Chuyển đến nội dung chính

Tìm hiểu về khí động cơ học ô tô

Chắc rằng trong chúng ta, ai cũng đã có dịp ngắm nhìn những chiếc xe đủ kiểu dáng, đủ màu sắc chen chúc trong “dòng sông ôtô” khi đường tắc hoặc thấy chúng bám đuôi nhau lao vun vút trên đường cao tốc. Nhưng có lẽ ít ai hiểu rõ, khi chuyển động, nhất là ở tốc độ cao, ôtô đã chịu tác động của những lực nào.

Theo lý thuyết thì khi chuyển động, ôtô phải khắc phục nhiều loại lực cản: lực cản lăn, lực quán tính, lực ma sát và nhất là lực cản của gió khi xe lao như bay về phía trước.



Lực cản lăn liên quan đến chất lượng mặt đường, chất lượng săm lốp. Lực quán tính liên quan đến khối lượng và gia tốc của xe. Lực ma sát liên quan đến vật liệu, công nghệ chế tạo và dầu mỡ bôi trơn. Còn lực cản của gió lại liên quan đến hình dạng khí động học và tốc độ của xe. Đây cũng là loại lực cản phức tạp nhất mà chúng tôi muốn đề cập đến trong bài này.

Lực cản khí động học


Hiệu quả khí động học của một chiếc xe được xác định bởi hệ số cản (Cd) của nó. Nói một cách đơn giản, hệ số cản là ảnh hưởng của hình dạng chiếc xe đối với sức cản của không khí khi xe chạy. Theo lý thuyết, một mặt cầu kim loại có Cd bằng 1.0, nhưng nếu tính đến hiệu ứng nhiễu loạn của không khí phía sau nó thì giá trị đó xấp xỉ 1.2. Hệ số khí động học thấp nhất là đối với vật thể có dạng hình giọt nước. Hệ số cản có giá trị 0.05. Tuy nhiên chúng ta khó có thể chế tạo một chiếc xe giống như thế. Những chiếc xe hiện đại thường có hệ số cản Cd vào khoảng 0.30.

Lực cản tỷ lệ với hệ số cản, diện tích mũi xe và bình phương vận tốc của phương tiện. Nghĩa là một chiếc xe hơi di chuyển với vận tốc 193km/giờ phải thắng một lực cản gấp bốn lần lực cản của chiếc xe đó khi di chuyển ở tốc độ 97km/giờ. Và vì vậy, vận tốc tối đa của xe sản sinh ra lực cản tối đa. Nếu chúng ta muốn nâng tốc độ tối đa của chiếc Ferrari Testarossa từ 290km/giờ lên 322km/giờ như chiếc Lamborghini Diablo, mà không thay đổi hình dạng của xe thì chúng ta phải nâng công suất của nó từ 390 mã lực lên 535 mã lực. Còn nếu chúng ta bỏ ra nhiều thời gian và tiền bạc cho việc nghiên cứu hình dạng khí động học của xe thì có thể làm giảm hệ số cản Cd của nó từ 0.36 xuống 0.29


Fastback (dạng đuôi lướt: từ những năm 1960, các kỹ sư chế tạo xe đua đã thực sự coi trọng hình dạng khí động học của xe. Họ đã khám phá ra rằng, nếu giảm bớt độ dốc phía sau của xe xuống 20 độ hoặc thấp hơn, thì luồng khí sẽ xuôi theo đường mui xe một cách trơn tru và làm giảm đáng kể lực cản. Họ gọi thiết kế kiểu này là “fastback”. Do đó, nhiều mẫu xe đua như chiếc Porsche 935/78 “Moby Dick” đã kéo dài và hạ thấp phần đuôi quá mức tưởng tượng.

Với một chiếc xe dạng sedan hay hatchback, luồng không khí sẽ quẩn lại ở phía cuối mui xe do sự hạ thấp đột ngột của phía sau mui xe tạo ra một vùng áp suất thấp, vì vậy, tạo ra sự nhiễu loạn không khí phía sau mui xe. Sự nhiễu loạn này luôn gây tác dụng xấu đối với hệ số cản.

Nếu góc của mui xe phía sau càng dựng đứng, thì luồng không khí sẽ thay đổi càng đột ngột gây ảnh hưởng rất xấu tới sự ổn định ở tốc độ cao. Vào thời kỳ mới phát triển, các nhà sản xuất ôtô chưa hiểu sâu sắc về vấn đề này nên đã chế tạo ra một vài loại xe kiểu đó.

Lực nâng: theo lý thuyết khí động học, khi xe chạy, luồng không khí phía trên mui xe di chuyển với quãng đường dài hơn luồng không khí phía bên dưới gầm xe, phía trước nhanh: hơn phía sau nên theo nguyên lý Bernoulli, vận tốc khác nhau của dòng khí sẽ phát sinh chênh lệch áp suất tạo nên lực nâng xe lên làm giảm sức bám mặt đường của lốp.

Cũng như lực cản, lực nâng tỷ lệ với diện tích mặt sàn xe, với bình phương vận tốc và hệ số nâng (Cl) – hệ số này phụ thuộc hình dạng của xe. Ở tốc độ cao, lực nâng có thể tăng  quá mức và gây ảnh hưởng rất xấu đến sự chuyển động của xe. Lực nâng tập trung chủ yếu ở phía sau, nếu lực nâng quá lớn, các bánh xe phía sau sẽ bị trượt, và như vậy rất nguy hiểm, nhất là khi xe chạy ở tốc độ cao hơn 200km/giờ.

Vì vậy, việc cùng một lúc đạt được hệ số cản và hệ số nâng tối ưu là rất khó khăn. Tuy nhiên, người ta đã nghiên cứu  rất công phu và đã tìm ra một số giải pháp tối ưu để giảm   lực cản và lực nâng xuống mức thấp nhất...

Nhận xét

Bài đăng phổ biến từ blog này

The vesta bán chung cư v3 prime v3 prime ở đâu

Chung cư The Vesta – Phú Lãm – Q. Hà Đông   Chỉ 250 triệu sở hữu ngay căn hộ The Veta đầy đủ tiện nghi. Ngân hàng VietinBank hỗ trợ vay vốn 70% với lãi suất ưu đãi cố định 5%/năm trong 10 năm. CƠ HỘI SỞ HỮU NHÀ Ở XÃ HỘI, CHẤT LƯỢNG THƯƠNG MAI TRONG TẦM TAY   chung cư the vesta hải phát the vesta v3 the vesta v6 tiến độ dự án the vesta nhà ở xã hội hà đông tiến độ the vesta chung cư v3 prime chung cư v3 prime hà đông chung cư the vesta ở đâu the vesta hà đông nhà ở xã hội the vesta bán chung cư phú lãm hà đông bán chung cư vesta dự án nhà ở xã hội the vesta chung cư the vesta chung cu v3 prime v3 prime - the vesta bán chung cư v3 prime v3 prime ở đâu The Vesta là dự án nhà ở xã hôi lớn nhất phía tây Hà Nội với đầy đủ các tiệc tích cho cuộc sống do công ty Hải Phát làm chủ đầu tư, với 1904 căn hộ được mở bán ngay sau khi hoàn thành giai đoạn hoàn thiện nội thất căn hộ, The Vesta hiện là tổ hợp nhà xã hội nằm ở vị trí điểm đầu tu...

Đăng ký mua quà tết Hà Nội

Quà Tết Hà Nội   Đăng ký  mua quà biếu tết ,  quà tết biếu sếp ,  quà biếu tết 2016 ,  giỏ quà biếu tết ,  mua quà tết biếu sếp ,  biếu quà tết ,  mua quà biếu tết ,  quà biếu ngày tết ,  quà biếu sếp ngày tết ,  biếu tết bố mẹ chồng ,  giỏ quà tết ,  giỏ quà tết 2016 ,  giỏ quà tết đẹp ,  gio qua tet dep ,  mẫu giỏ quà tết ,  giỏ quà ngày tết ,  giá giỏ quà tết ,  bán giỏ quà tết ,  cách đóng giỏ quà tết,   giỏ quà tặng tết ,  các mẫu giỏ quà tết đẹp ,  qua tet ha noi ,  mua qua bieu tet , qua tet bieu sep ,  qua bieu tet 2016 ,  gio qua bieu tet ,  mua qua tet bieu sep ,  bieu qua tet,   mua qua bieu tet ,  qua bieu ngay tet ,  qua bieu sep ngay tet ,  bieu tet bo me chong ,  gio qua tet ,  gio qua tet 2016 ,  gio qua tet dep ,  gio qua tet dep ,  mau gio qua tet ,  gio qua ngay tet ,  gia gio...

Những phương pháp khóa và mở khóa phổ biến

Những điểm mấu chốt của hệ thống khóa cửa xe.  Cơ chế để mở những chiếc khoá cửa xe của bạn thực sự rất thú vị. Nó phải thực sự rất tin cậy vì một đời xe cần phải thực hiện hàng chục nghìn lần thao tác đóng mở cửa xe. Khi đọc những dòng dưới đây, bạn sẽ biết cái gì buộc cho khoá cửa xe phải đóng và mở. Khoá cửa xe có thể bằng bàn phím, hệ thống khoá không chìa (keyless entry), hệ thống khoá cơ khí bình thường hoặc hệ thống kết hợp những phương pháp đó lại, và thậm chí những chiếc xe hiện nay có thể có bốn đến sáu cách khoá cửa. Với các hệ thống khóa hiện đại, bạn chỉ cần một thao tác bấm rất đơn giản để mở cửa nhưng những gì xảy ra trong cơ cấu thì khá phức tạp. Những phương pháp khóa và mở khóa phổ biến Hiện nay có 6 cách khóa và mở khóa phổ biến trên các dòng xe: - Bằng chìa khoá - Bằng cách ấn nút “unlock” trong xe - Bằng khoá mã (khoá số) bên ngoài - Bằng cách kéo chiếc núm phía trên, bên trong cửa xe - Bằng điều khiển từ xa - Bằng tín hiệu từ bảng...