ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ «АМУРСКИЙ ГУМАНИТАРНО-ПЕДАГОГИЧЕСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»
(ФГОУ ВПО «АмГПГУ»)
Факультет технологии и экономики
Кафедра ТиМто
ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКАЯ РАБОТА
по дисциплине «Введение в исследовательскую деятельность»
Тема «Основные способы повышения аэродинамической устойчивости автомобиля на больших скоростях»
Выполнил: студент группы: ПОтэ-11
Пинкусевич Р.А
Проверил: Черномас В.В
Комсомольск-на-Амуре
2014 Г.
Объект исследования: Устойчивость автомобиля
Предмет исследования: Автомобиль
Цель исследования: Найти основные способы повышение аэродинамической устойчивости автомобиля на большой скорости
Содержание
Введение…………………………………………………………………..4
Аэродинамическая устойчивость……………………5
Повышение устойчивости автомобиля на больших скоростях……………7
Вывод……………………………………………………………………11
Список литературы………………………………………………………12
Введение.
Утверждение, что дореволюционный автоспорт находился на низком этапе развития, было бы откровенной ложью. Автомобилями отечественные гонщики и механики интересовались не меньше своих западных коллег, а уж «русского, который не любит быстрой езды», понятное дело, было не сыскать. Но главной проблемой автогонок является аэродинамическая устойчивость автомобиля на высоких скоростях.
Я считаю эту тему актуальной, и поэтому мне захотелось узнать больше о его принципе действия и о том, как повысить аэродинамическую устойчивость автомобиля.
Гоночный автомобиль — автомобили, сконструированные и построенные специально для автомобильных соревнований - как для массовых гонок, так и для установления рекордов скорости. В отличие от серийных шоссейных спортивных автомобилей, гоночные имеют максимально облегченный кузов, в котором отсутствуют многие важные узлы управления и безопасности. Данные автомобили, как правило, не допускаются на дороги общего пользования.
Гоночные автомобили, в отличие от обычных серийных легковых автомобилей созданы не для перевозки пассажиров, а для соревнований, для выяснения технических возможностей автомобиля и его вождения.
Аэродинамическая устойчивость
При больших скоростях движения влияние формы кузова приобретает большое значение для устойчивости автомобиля. Неравномерное давление воздуха на различные части автомобиля, а также значительное воздействие бокового ветра вызывают необходимость обеспечить аэродинамическую устойчивость автомобиля.
При изучении движения автомобилей наиболее сложными вопросами являются управляемость и устойчивость. Для скоростных автомобилей эти вопросы имеют первостепенное значение, так как они связаны с безопасностью движения, на что с увеличением скорости должно быть обращено особенно большое внимание.
Устойчивость автомобиля определяется его способностью противостоять боковому заносу и опрокидыванию.
Под управляемостью автомобиля понимается его способность сохранять заданное направление движения, а при движении на повороте — точно следовать повороту управляемых колес.
Оба эти качества связаны между собой, так как плохая управляемость автомобиля приводит к потере устойчивости и заносу автомобиля. Совместное рассмотрение этих вопросов дает возможность выявить влияние основных конструктивных факторов как в том, так и в другом отношении.Для того, чтобы выявить влияние отдельных факторов на управляемость и устойчивость автомобиля, необходимо рассмотреть отдельно движение автомобиля по прямой и движение на повороте.
В зависимости от формы передней части автомобиля и угла установки кузова по отношению к плоскости дороги сопротивление воздуха может создать усилия, стремящиеся приподнять переднюю часть автомобиля или, наоборот, прижать автомобиль к дороге. Отрыв передних колес от поверхности дороги значительно ухудшает управляемость и устойчивость автомобиля; сила подъема, передающаяся частично и на задние колеса, ухудшает их сцепление с дорогой и увеличивает возможность пробуксовки.
При действии бокового ветра равнодействующая аэродинамических сил направлена под углом к продольной оси автомобиля. Эта сила может быть разложена на две составляющих, одна из которых, действуя перпендикулярно продольной оси автомобиля, будет стремиться сместить его в поперечном направлении.
Под действием бокового ветра автомобиль может оказаться аэродинамически не устойчивым и будет поворачиваться, стремясь занять положение, при котором продольная ось автомобиля совпадала бы с направлением воздушного потока. Если скорость поворачивания автомобиля будет относительно невелика, то водитель успеет реагировать на этот поворот и сможет выравнять автомобиль соответствующим поворотом руля.
Однако более серьезная опасность возникает при случайных порывах бокового ветра или же, что особенно часто бывает в спортивных соревнованиях, при выходе автомобиля с закрытого с боков участка дороги на открытую часть, подверженную действию сильного бокового ветра. В том случае, если скорость поворачивания будет велика, водитель может не успеть выровнять автомобиль, который, повернувшись на значительный угол, будет снесен с полотна дороги. Автомобильные гонки за границей показывают, что недоучет этого фактора может вызвать тяжелые катастрофы.
Чтобы в указанных выше условиях автомобиль обладал хорошей боковой устойчивостью, необходимо совместить метацентр* боковой поверхности примерно с серединой базы автомобиля**.
Метацентр не остается постоянным, а изменяет свое положение в зависимости от угла, под которым направлен боковой ветер. Это изменение положения метацентра относительно невелико, и его трудно учесть для различных углов, под которыми направлен боковой ветер, вследствие чего для сохранения хорошей устойчивости принимают указанное выше условие, считая, что боковой ветер действует под прямым углом к направлению движения автомобиля.
Для того, чтобы метацентр находился вблизи середины базы, необходимо, чтобы площадь боковой поверхности равномерно распределялась относительно этой точки.