Диффузор (автомобильный) - Википедия - Diffuser (automotive)

Вверху: вид сбоку; красные круги обозначают переднюю воздушную заслонку / сплиттер и задний диффузор. Внизу: вид снизу.

А диффузорв автомобильном контексте представляет собой профилированный участок машина днище, которое улучшает автомобиль аэродинамический свойств за счет усиления перехода между высокоскоростными поток воздуха под машиной и намного медленнее свободном потоке воздушный поток окружающего атмосфера. Он работает, обеспечивая пространство для потока воздуха под днищем кузова, чтобы замедляться и расширяться (по объему, поскольку предполагается, что плотность постоянна на скоростях движения автомобилей), так что это не вызывает чрезмерного разделение потока и тащить, предоставив степень "будить заполнить "или, точнее, восстановление давления. Сам диффузор ускоряет поток перед собой, что помогает генерировать прижимная сила. Это достигается за счет изменения скорости воздушного потока, проходящего под диффузором, путем придания ему переднего угла, который, в свою очередь, вызывает изменение давления и, следовательно, увеличивает прижимная сила.

Обзор

Когда используется диффузор, воздух поступает в днище автомобиля спереди, ускоряет и уменьшает давление. На переходе плоского дна и диффузора есть пик всасывания. Этот переход находится там, где обычно находится самое низкое давление, и называется горловиной диффузора. Затем диффузор снижает скорость этого высокоскоростного воздуха до нормальной, а также помогает заполнить пространство позади автомобиля, делая все днище более эффективным. прижимная сила изготовление устройства за счет уменьшения тащить на машине. Диффузор также передает восходящий импульс воздуху, что еще больше увеличивает прижимную силу.

Задняя или передняя кромка диффузора может получить Nolder - точная небольшая губа, выступ или крыло для улучшения его характеристик.

Работа (задний диффузор)

В кормовой части днища автомобиля обычно располагается задний диффузор. Он работает, увеличивая скорость воздушного потока под автомобилем. На выходе из диффузора воздушный поток имеет такое же давление и скорость, что и окружающий воздух, поскольку его геометрия расширяет заднюю часть, площадь выхода намного больше, чем входная, поэтому для сохранение массы Принципиально воздушный поток будет иметь гораздо большую скорость на входе в диффузор и, как следствие, на днище автомобиля в целом. Следствием увеличения скорости потока является снижение давления в соответствии с Принцип Бернулли.^[1] Поскольку давление под автомобилем ниже, чем сбоку и над автомобилем, при правильной реализации создается прижимная сила.

Также существуют передние диффузоры (особенно на Прототипы Ле-Мана или аналогичные автомобили); однако они создают прижимную силу исключительно за счет обмена импульсом с воздухом, так как впереди им нечего двигать. Плохо спроектированный передний диффузор может создать область низкого давления по направлению к передней части автомобиля, что замедлит поток воздуха позади него и снизит эффективность остальной части днища. Передние диффузоры обычно отводят воздух от автомобиля, чтобы он не влиял на остальную часть днища. Воздух может быть выпущен через канал или выпущен около передних колес.

Введение выхлоп в задний диффузор может также помочь удалить воздух из-под автомобиля. Выхлопные газы эффективно возбуждают пограничный слой, помогая поднять давление быстро движущегося воздушного потока низкого давления обратно до атмосферного давления на выходе из диффузора. Этот быстро движущийся воздух помогает быстрее откачать воздух из диффузора, что помогает снизить давление в днище. Однако это делает диффузор довольно чувствительным к оборотам двигателя. Когда водитель поднимает дроссель, выхлопной поток значительно уменьшается, что делает диффузор менее эффективным, лишая автомобиль прижимной силы. Таким образом, это отрицательно сказывается на управляемости.

Кузов автомобиля также взаимодействует с потоком через диффузор. Помимо создания прижимной силы, переднее крыло и носовая часть пытаются поддерживать «чистый воздух», циркулирующий вокруг автомобиля и, что более важно, под ним.^[2] Чистый воздух под автомобилем предотвращает отрыв потока в диффузоре, что серьезно ухудшит его рабочие характеристики. Заднее крыло также влияет на диффузор. Когда крыло установлено низко и близко к диффузору, низкое давление под крылом помогает всасывать воздух через диффузор. Автомобили, такие как Toyota Eagle MkIII и Ягуар XJR-14 использовали двухъярусные крылья для усиления этого эффекта. Один профиль был установлен высоко, чтобы попасть в относительно чистый воздух. Другой профиль был установлен почти заподлицо с кузовом за шасси. Профиль этого крыла используется для привода диффузора, создавая зону низкого давления, которая помогает отводить воздух от днища. По словам Хиро Фухимори, специалиста по аэродинамике Toyota Eagle MkIII Согласно проекту, это двухплоскостное крыло создавало на 18% больше прижимной силы при таком же лобовом сопротивлении, как и обычное крыло.^[3] И наоборот, с этим крылом "Red Baron" можно было достичь равных уровней прижимной силы для значительного снижения лобового сопротивления.

Многопалубные диффузоры

В 2009 г. Формула 1 сетка была втянутой в противоречие. Виновником стала так называемая двухэтажный диффузор представленный сначала Brawn GP, УильямсF1, и Toyota Racing, но позже используется каждой командой. Эти три команды воспользовались лазейкой в правилах, позволившей увеличить объем диффузора. Правила гласят, что диффузор должен начинаться в точке, выровненной по средней линии задних колес. Отверстие позволяло делать отверстия в днище, перпендикулярные плоскости отсчета (не видимые как отверстие, если смотреть прямо сверху), которые питали канал диффузора, который находился над основным диффузором. Это значительно увеличило доступную прижимную силу и стоило примерно полсекунды за круг. Майк Гаскойн.^[4] Команды решили снова разрешить использование двухъярусных диффузоров в 2010 году. Однако в 2011 году Техническая рабочая группа Формулы 1 решила запретить использование многоярусных диффузоров.^[5]

Сплиттеры

В Порше РС Спайдер Эво использует передний сплиттер в сочетании с пикирующими самолетами

Поскольку передняя часть автомобиля без диффузора замедляет движение воздуха, это идеальное место для воздухозаборника. А разветвитель здесь обычно используется для увеличения прижимной силы в передней части автомобиля. Воздушный поток останавливается над разделителем воздушной заслонкой, создавая зону высокого давления. Под разделителем воздух перенаправляется из зоны застоя и ускоряется, в результате чего давление падает. Это в сочетании с высоким давлением на сплиттер создает прижимную силу. Чем больше площадь сплиттера, тем больше создается прижимная сила. В большинстве гоночных автомобилей с закрытыми колесами нижняя часть сплиттера плавно соединяется с днищем, образуя одну большую плоскую поверхность, приводимую в движение задним диффузором. Некоторые гоночные автомобили, такие как Toyota GT-One, на самом деле используйте дополнительный диффузор сразу за сплиттером, чтобы создать большую прижимную силу.^[6] Воздух, отводимый этим диффузором, выходит через вентиляционные отверстия в боковых опорах или над кабиной автомобиля.

Примеры диффузоров и сплиттеров

Задний диффузор, выступающий снизу бампера на Шевроле Корвет C6.R. Обратите внимание на полосы для выпрямления воздушного потока.
Двухэтажный диффузор а Автомобиль Формулы-1 (Toyota TF109 ). Обратите внимание на каналы над основным рассеивателем по обе стороны от источника света.
Задний диффузор виден под номерным знаком на Порше 918 Спайдер.
Большой передний сплиттер под носом на Audi R10 TDI
Передний сплиттер виден под носом на Астон Мартин DBR9
Передний сплиттер интегрирован в бампер Lotus Exige S.
Небольшой передний сплиттер под бампером Subaru Impreza WRX.
Двухъярусное заднее крыло с установленным нижним профилем для усиления воздушного потока через диффузор.
Вид спереди разветвителя на НАСКАР автомобиль (белый)
Вид сбоку разветвителя на НАСКАР автомобиль (белый)