Мой собственный кусочек Internet'a Голосов: 1 Адрес блога: http://own.in.ua/ Добавлен: 2011-03-19 14:07:40

Команда Мак-Ларен

2011-05-18 21:58:17 (читать в оригинале)

Дебют — Гран при Монако 1966. К началу нынешнего сезона (1990 года) команда участвовала в 330 Гран при, 55 лучших результатов в тренировках, 56 рекордов круга, 80 побед, 57 вторых, 52 третьих, 49 четвертых, 35 пятых, 44 шестых места, 1422,5 очка, в среднем 4,31 на один Гран при. Титулы чемпиона мира — 1974 (Э. Фиттипальди), 1976 (Дж. Хант), 1984 (Н. Лауда), 1985, 1986, 1989 (А. Прост), 1988 (А. Сенна), Кубок конструкторов — 1974, 1984, 1985, 1988, 1989.

В мире формулы 1 регистрируется множество различных рекордов. Неутомимые статистики подсчитывают число побед и очков, выигранных тренировок и пройденных километров. Все новые поколения гонщиков стараются перекрыть достижения своих предшественников. Но вот уже 31 год держится рекорд новозеландца Брюса Мак-Ларена. Выиграв в 1959 году Большой приз США в Себринге (Флорида), он в 22 года стал самым молодым победителем этапа чемпионата мира.

Мак-Ларен 12 сезонов участвовал в гонках формулы 1, одержал четыре победы, был серебряным и дважды бронзовым призером чемпионата. Однако наибольших успехов Брюс добился в соревнованиях так называемых спортивных прототипов. Основанная им в 1964 году фирма «Брюс Мак-Ларен Мотор Ресинг» стала выпускать спортивно-гоночные автомобили для американского рынка, к которым сразу же был проявлен неожиданно высокий интерес. С 1966 года в Северной Америке проводятся соревнования на Канадо-Американский кубок — серия Кан-Ам. Вот на эти-то гонки новозеландец сделал главную ставку. И, как выяснилось, не ошибся. На протяжении шести сезонов, с 1966 по 1971 год, «оранжевые слоны», как называли «мак-ларены» за характерную «фамильную» окраску и внушительный внешний вид, выиграли 32 из 37 гонок Кан-Ам.

Успехи за океаном позволили Брюсу всерьез заняться «формулой». После экспериментов с младшими «Ф2» и «ФЗ» он, по примеру трехкратного чемпиона мира и своего большого друга Джека Брэбхэма, создает собственную команду формулы 1. Первые два сезона ее преследовали бесконечные поломки, но это обстоятельство, похоже, не охладило пыл Мак-Ларена. Владелец фирмы, он же «первый номер» гоночной команды, он же главный водитель-испытатель день за днем, месяц за месяцем неутомимо накручивал асфальтовые круги на полигоне в Гудвуде. Пришли и первые победы, соперникам пришлось считаться с упорным новозеландцем.

2 июня 1970 года стало черным днем в истории команды. В Англии при испытаниях новой модели спортивного прототипа Брюс Мак-Ларен погиб. Устоит ли молодая фирма, потеряв своего хозяина и лидера, не рассыпется ли, как многие другие и до и после? Команда, однако, к тому времени уже крепко стояла на ногах, и это позволило ей продолжить восхождение на автомобильный Олимп. В 1974 году усилия честолюбивого менеджера Тедди Мейера и талантливого конструктора Гордона Коппака увенчались долгожданным успехом — чемпионом мира стал бразилец Эммерсон Фиттипальди, а «Мак-Ларен» завоевал Кубок конструкторов — высшую награду для лучшей команды сезона. Созданный Коппаком «Мак-Ларен-М23» оказался одним из самых надежных и результативных автомобилей за всю историю формулы 1. В 1973 и 1975 годах он принес команде серебряные награды, а в 1976 чемпионом мира на нем стал англичанин Джеймс Хант. И тем не менее в конце 70-х годов «Мак-Ларен» попал в затяжную полосу неудач. Команда из английского городка Колнбрука продолжала жить старым багажом, в то время как соперники стремительно стали уходить вперед. Для того, чтобы выйти из кризиса, нужны были решительные меры. И в 1980 году Т. Мейер объединил «Мак-Ларен Мотор Ресинг» с другой английской фирмой — «Проджект 4», руководимой бывшим механиком Роном Деннисом.

С этого момента и началась современная история «Мак-Ларена». Менее чем за десятилетие полукустарная мастерская превратилась в одну из крупнейших в мире фирм по производству гоночных автомобилей с годовым бюджетом в десятки миллионов долларов. Деннис обладает незаурядным коммерческим талантом и, что не менее важно, отлично разбирается в людях. Потому-то в «Мак-Ларене» работали и работают специалисты только высшей квалификации — конструкторы Джон Барнард и Гордон Марри, гонщики — трехкратные чемпионы мира Никки Лауда и Ален Прост, чемпионы мира Айртон Сенна и Кейо Росберг, шеф-механик Джо Рамирес, считающийся лучшим специалистом своего дела в формуле 1.

Великолепная команда Деннис — Барнард — Лауда — Прост — «Порше» буквально разгромила всех соперников и впервые в истории формулы 1 трижды подряд выигрывала чемпионский титул в 1984—1986 гг. Между тем на сцену чемпионата мира вышла японская фирма «Хонда». Ее турбонаддувные «супермоторы» в 1987 году отодвинули «Мак-Ларен» на второй план. К тому же о своем уходе в «Феррари» заявил главный конструктор Джон Барнард. Но Деннис не был бы Деннисом, если бы не сумел подписать контракт с японцами и не переманил из «Брэбхэма» творца чемпионских моделей 1981 и 1983 годов Гордона Марри. В 1988—1989 годах «Мак-Ларену» снова не было равных. Два высших титула, 25 побед в 32 гонках, два Кубка конструкторов — таков итог этих двух сезонов. Подавляющее преимущество. Были этапы, когда красно-белые автомобили на финише на целый круг опережали ближайших соперников. Столь явное превосходство дало повод журналистам окрестить чемпионат мира «формулой Мак-Ларен».

Соперники лихорадочно пытались открыть секрет английской команды, Международная федерация автоспорта сетовала на падение зрительского интереса к формуле 1, и только Рон Деннис был невозмутим: «Наше дело — строить отличные гоночные машины, об остальном пусть болит голова у наших соперников».

Сейчас «Мак-Ларен Интернэшнл Лимитед» — филиал концерна «ТАГ» («Текник д'Авангард») и располагает заводом в городке Уокинг близ Лондона, где на площади чуть более 6000 м2 размещено самое современное в мире оборудование для производства гоночных автомобилей. Мозг компании — научно-исследовательский отдел, который возглавляет «южноафриканский гений» Г. Марри. Под его руководством молодые конструкторы Стив Николз и Нил Оутли создают «автомобили для чемпионов». Здесь есть все — новейшая электроника, спутниковая связь, система компьютерного проектирования. Кузова «мак-ларенов» еще с 1981 года делают по космической технологии американской фирмы «Геркулес Эйроспейс». Конечно, все это стоит громадных денег, но спонсоры, или, как называет их сам Деннис, вкладчики, не скупятся — ведь по популярности с гонками формулы 1 спорят в мире только Олимпийские игры да чемпионаты мира по футболу. К тому же миллионы телезрителей получают возможность убедиться, что автомобили, раскрашенные как коробки из-под сигарет «Марлборо», лучшие в мире.

Казалось бы, вершина достигнута. Однако Деннис и не думает почивать на лаврах, у него обширные планы — строительство научно-исследовательского комплекса с испытательной трассой и собственной аэродинамической трубой. Не прочь «Мак-Ларен» и принять участие в чемпионате мира среди спортивных автомобилей и, возможно, в гонках американского аналога формулы 1 — формулы КАРТ. Здесь, кстати, у английской команды хорошие традиции — три победы в престижнейших гонках «Инди 500» в 1972, 1974 и 1976 годах.

Победа Сенны на Гран при Испании в октябре 1989 года на Мак-Ларен-МП4/5 стала 80-м успехом его команды на этапах чемпионата мира. Так «Мак-Ларен» обошел в исторической табели о рангах команду «Лотос» (79 побед) и вышел на второе место. «Впереди прекрасный ориентир. У «Феррари» 97 побед, так что не в будущем сезоне, но в девяносто первом — девяносто втором годах мы догоним и «жеребцов из Маранелло»,— так говорит исполнительный директор «Мак-Ларена» Рон Деннис. А слов он на ветер не бросает.

---

Мазда-РИкс-7-кабрио

2011-05-06 23:10:09 (читать в оригинале)

Хотя этот автомобиль выпускают в довольно большом количестве, он остается уникальным в техническом отношении: «РИкс-7» — единственная в мире серийная модель спортивного типа с роторно-поршневым двигателем (РПД) конструкции Ф. Ванкеля. Мотор был изобретен перед второй мировой войной, доведен и освоен в производстве в 60-е годы, а в начале 70-х рассматривался даже как серьезный соперник традиционного поршневого. Однако повышенный расход топлива резко охладил интерес к РПД, и сегодня автомобили с ними выпускает только японская фирма «Мазда», чьи инженеры четверть века совершенствуют конструкцию и технологию производства двигателя.

Сохранив верность остроумной идее Ванкеля, японцы посчитали, что поддержать интерес покупателей к РПД можно, создав автомобиль с учетом его особенностей — такой, в котором преимущества мотора будут более выпуклы, а недостатки — не столь заметны. Так в 1978 году появилось спортивное купе «РИкс-7» — первое в программе «Мазды», которое предлагалось только с двигателем Ванкеля (до этого одну и ту же модель комплектовали либо традиционным поршневым, либо роторно-поршневым двигателем).

Компактность, способность легко набирать обороты, малая шумность (заметим, что у мотора нет клапанного газораспределительного механизма) — эти достоинства РПД органично вписались в концепцию современного автомобиля типа «Гран туризмо». Модель была неплохо встречена за рубежом, прежде всего в США, где успешно конкурировала с «Ниссаном» и «Порше». В 1985 году она получила новый кузов «2+2». Журналисты единодушно увидели в нем прямой аналог «Порше-924», но это, похоже, только помогло успеху машины у покупателя. Вскоре мотор оснастили турбонаддувом: значительно выросла не только его мощность (до 200 л. с./147 кВт), но и престиж модели. Наконец, три года назад семейство «РИкс-7» пополнил чисто двухместный кабриолет, который и представлен на фото.

В автомобиле такого класса владелец и его спутник (тем более спутница) вправе наслаждаться не только шумом ветра и видом неба над головой, но и всей полнотой комфорта. Поэтому в стандартную комплектацию машины (без доплат) включены электроприводы наружных зеркал и стекол дверей, центральная блокировка замков, система для поддержания заданной скорости, фароочиститель, кожаная обивка сидений. Тщательно продумано устройство тента: для его установки и складывания предусмотрен электрогидропривод, управляемый нажатием кнопки, а средняя часть (собственно крыша) выполнена не из ткани, а жесткой — из пластмассы. Это благоприятно сказалось на обтекаемости и уровне аэродинамического шума. Еще одна деталь, связанная с аэродинамикой,— спойлер за спинками задних сидений. Он уменьшает образование вихрей в салоне и связанное с этим ощущение дискомфорта при опущенном тенте.

Любопытно, что заднее окно в тенте — не из плексигласа, как делают чаще всего, а из настоящего стекла, причем с электрообогревом, удобство, полезность которого в плохую погоду неоценимы.

Силовой агрегат и ходовая часть автомобиля вполне отвечают его назначению — доставить максимум удовольствия от езды с высокой скоростью. Двухсекционный РПД с турбонаддувом и промежуточным охлаждением воздуха в сочетании с пятиступенчатой коробкой передач обеспечивает кабриолету (снаряженная масса 1398, полная — 1600 кг) разгон с места до 100 км/ч за 7,6 секунды и наибольшую скорость свыше 230 км/ч. Наличие турбонаддува улучшает динамику на высоких скоростях: всего 18,3 секунды нужно, чтобы разогнать машину до 160 км/ч. Но хорошие ездовые качества — это, понятно, не только двигатель. Независимая подвеска и вентилируемые дисковые тормоза у всех колес, усилители тормозов и рулевого управления позволяют водителю одинаково уверенно чувствовать себя на прямой и крутых виражах, при резком торможении и обгоне, на сухой и мокрой дороге. Автомобиль построен по классической схеме: продольно расположенный впереди двигатель приводит задние колеса. Удачное сочетание традиций и новаторства делает «Мазду-РИкс-7-кабрио» серьезным конкурентом в секторе автомобилей «Гран туризмо», требования, к которым весьма высоки. Что касается экономичности, расход топлива по методике ЕЭК ООН составляет при 90, 120 км/ч и в городском цикле езды соответственно 8,5; 10,5 и 17,1 л/100 км. Популярный журнал «Ауто, мотор унд шпорт» (ФРГ), проводивший испытания в дорожных условиях, называет средний расход 19,2 л/100 км. В конце концов быстрая езда на необычном автомобиле — удовольствие, имеющее свою цену.

---

Двигатель из керамики

2011-05-06 22:33:17 (читать в оригинале)

Среди больших и малых сенсаций, ежедневно облетающих планету, сообщения о создании «керамического» двигателя не затерялись: ведь речь, похоже, шла о грядущей революции в мире моторов.

Местом ее рождения стала Япония. Сначала фирма НГК, известная производством свечей зажигания и изоляторов, объявила об успешных стендовых испытаниях 50-кубового двухтактного двигателя из керамических деталей. Почти в это же время на экранах телевизоров предстал японский автомобиль с трехцилиндровым «керамическим» двигателем... без системы охлаждения! Его «родители» — ведущая в своей области фирма «Киото керамике» и автомобильная компания «Исудзу» явно торопились обнародовать сенсацию. Правда, это был только макетный образец автомобиля, но он двигался! Сообщалось, что двигатель машины — дизельный, рабочим объемом 2800 см3 и мощностью 55 л. с./41 кВт. Фирма НГК между тем объявила, что вслед за 50-кубовым намерена изготовить 100-кубовый мотор для испытаний на мотоцикле.

Можно ли считать эти события рубежом, открывающим «керамическую» эру двигателя внутреннего сгорания (ДВС)? В поисках ответа мы попытались проанализировать информацию в зарубежной печати.

Отметим сразу, что при изготовлении транспортных двигателей традиционно используются разные металлы и их сплавы, технология обработки которых доведена до высокой степени совершенства. В силу этого, а также массового характера производства только весьма серьезные причины могут заинтересовать моторостроительные фирмы в использовании нетрадиционных материалов. Посмотрим с этих позиций на достоинства и перспективы керамики.

Основные ее преимущества — более высокая, чем у металлов и их сплавов, термостойкость и прочность на сжатие, лучше теплоизоляционные свойства, меньшая объемная масса. Как они влияют на важнейшие параметры ДВС?

Прежде всего, керамика, выдерживающая температуры порядка 1500°С (примерно на 600° выше, чем металл), позволяет действительно обойтись без системы охлаждения. А ее отсутствие не только существенно упрощает и облегчает двигатель, но, что важнее, позволяет намного сократить потери тепла, связанные с охлаждением деталей, и тем самым резко (на две трети) поднять термический КПД двигателя. Вспомним: у традиционного ДВС он составляет чуть больше 0,3, то есть только третья часть тепловой энергии, получаемой при сгорании топлива, преобразуется в полезную работу.

При работе без теплообмена с внешней средой термический КПД может достичь в перспективе 0,48, то есть возрасти на 60%. Излишне пояснять, сколь благоприятно это отразится на экономических характеристиках двигателя.

Повышенная температура поверхностей поршня и камеры сгорания и сама по себе создает лучшие условия для более полного и эффективного сгорания смеси. Отсюда — возможность применения обедненных смесей (а это дополнительный резерв экономии топлива), отсюда и более низкий уровень токсичности.

Такое достоинство керамики, как меньшая объемная масса, способствует облегчению силовой установки и уменьшению сил инерции ее движущихся частей.

И еще одно немаловажное обстоятельство. Моторостроение сегодня все острее сталкивается с проблемой дефицита и роста цен на такие металлы, как кобальт, никель, хром. Сырьем же для производства керамики служат широко распространенные в природе нерудные материалы — каолин, полевой шпат, кварцевый песок.

Список достоинств выглядит весьма внушительно. И чтобы не создать превратного впечатления о неограниченных возможностях керамики, пора вспомнить о ее недостатках. Главный из них — малая прочность на растяжение и изгиб. Прекрасно работающие на сжатие, керамические материалы крайне плохо противостоят этим видам нагрузки (что, кстати, заставляет весьма осторожно отнестись к сообщениям о полностью керамическом двигателе).

Здесь уместно сказать, что сообщения об успехах НГК и «Киото керамике» являются сенсацией лишь отчасти. Их заслуга — в попытке использовать керамику для деталей поршневого ДВС. Но еще раньше такой материал начали осваивать создатели газотурбинных двигателей, где вопрос о повышении рабочей температуры для обеспечения экономичности стоял куда острее. И пока, кстати, здесь не найдено сколько-нибудь обещающих решений.

Тем не менее перспектива применения керамики в ДВС, как поршневых, так и газотурбинных, представляется заманчивой. Для ее достижения некоторые фирмы (среди них «Форд» и «Фольксваген») избрали более доступный путь: использование керамики не взамен металла, а в сочетании с ним для изготовления именно тех деталей, где преимущества керамики наиболее ощутимы. Речь идет о теплоизолирующих вставках и пластинах для поршней, вставках для камер сгорания, направляющих втулок клапанов. Наряду с этим «Форд», исследуя возможность применения керамики в газовых турбинах, создал, например, керамический ротор для турбонагнетателя.

Сообщается, что основным применяемым здесь материалом является нитрид кремния. Детали из него можно изготовлять как горячим прессованием, так и спеканием Первый способ дает материал высокой плотности и прочности, однако механическая обработка его весьма затруднена. Материал же, получаемый при спекании, легче поддается обработке, и потому второй метод считают более перспективным.

Не стремясь, в отличие от японцев, привлечь к своей работе всеобщее внимание, довольно успешно экспериментирует с керамическими деталями (поршни, вставки в поршень и головку цилиндров) известная дизелестроительная фирма «Камминс» (США). «Скромность» ее легко объяснима: исследование свойств керамических деталей — составная часть долгосрочной программы по разработке адиабатического (неохлаждаемого) дизеля, предназначенного в первую очередь для автобронетанковой техники, которой оснащается армия США. Любопытно, что окончательно отработать основные детали двигателя — поршень, его теплоизолирующую вставку, головку цилиндров из керамики программой намечено в конце 80-х — начале 90-х годов.

Судя по всему, и от других фирм вряд ли можно ранее ожидать широкого применения керамических материалов для ДВС. Пройдет, видимо, еще немало лет прежде чем «керамический» двигатель станет реальностью.

---

Практическая аэродинамика

2011-05-05 23:13:51 (читать в оригинале)

Снижение расхода топлива, пожалуй, наиболее актуальная проблема в современном автомобилестроении. Расход этот зависит прежде всего от объективного фактора — различных сил сопротивления движению, на преодоление которых затрачивается энергия сгорания топлива. Уменьшение их — один из путей его экономии. Наша статья посвящена резервам, заключенным в улучшении аэродинамических свойств автомобиля.

В общем сопротивлении движению автомобиля аэродинамические силы могут составлять существенную часть. Если при езде по городскому циклу (средняя скорость 40—50 км/ч) они достигают 8%, при движении в пригородной зоне (средняя скорость 80—90 км/ч) — 29%, то на автострадах — 53%. Отметим, что чем выше скорость, тем быстрее растут потери «на ветер»: уже при 60 км/ч они отнимают больше энергии, чем любая другая составляющая. Дело в том, что мощность, расходуемая на преодоление аэродинамического сопротивления, пропорциональна кубу скорости; значит, если скорость удваивается, то мощность должна увеличиться в восемь раз.

Чтобы уяснить, как возникает и воздействует на автомобиль сопротивление воздуха, рассмотрим, из чего оно складывается. Взаимодействие воздуха и автомобиля можно представить как сумму сопротивлений: профильного, индуктивного, внутреннего, а также сопротивлений трения и выступов. Наибольший «вклад» (около 58%) приходится на профильное. Оно обусловлено самой формой кузова. Воздух, обтекающий автомобиль, как бы сжимается впереди него, создавая значительное положительное давление. Поток, идущий по верхней части кузова, неоднократно отрывается от его поверхности, что создает в этих местах области пониженного давления. В задней же части поток окончательно отрывается от кузова. Там образуется мощный вихревой след и область больших отрицательных давлений. Положительное давление впереди автомобиля и отрицательное сзади препятствуют движению, создавая сопротивление давлений, или профильное сопротивление воздуха.

Индуктивное сопротивление (8% в общем балансе) вызывается разностью давлений на верхнюю и нижнюю части кузова. В результате их взаимодействия возникает сила, отжимающая автомобиль от земли, — подъемная. Хотя она и сокращает сопротивление качению, ее влияние на ходовые качества машины в целом отрицательно — это уменьшение силы сцепления колес с дорогой, которое влечет за собой ухудшение управляемости.

Сопротивление выступов (13% всех потерь). Очевидно, что свой вклад в полное аэродинамическое сопротивление вносит любая выступающая деталь автомобиля (зеркало, антенна, ручки дверей и т. д.). Так, багажник на крыше при скорости 60 км/ч увеличивает его на 10—12%, из-за чего на 2—3% растет расход топлива. Специалисты ряда фирм считают, что только изменение подобных деталей может улучшить топливную экономичность на 3—4%.

Сопротивление трения (11% всех потерь) обусловлено «прилипанием» к поверхности кузова слоев воздуха, вследствие чего поток вблизи нее теряет скорость. Потери энергии на поверхностное трение зависят главным образом от качества отделки кузова. Во всяком случае, эксперименты показали, что если у нового полированного автомобиля оно составляет около 8% общего сопротивления воздуха, то у плохо покрашенного, с грубой поверхностью возрастает в 2—2,5 раза. В частности, поверхностное трение заметно увеличивается в случае, когда крыша обтянута модным гранулированным виниловым кожзаменителем.

Внутреннее сопротивление (10% всех потерь) возникает при прохождении воздуха через системы охлаждения и вентиляции. Природа этих потерь такова, что возможность снизить их в настоящее время весьма проблематична.

Количественной характеристикой суммарного аэродинамического сопротивления служит так называемый коэффициент лобового сопротивления — Сх, который, как правило, определяют экспериментальным путем. Для этого автомобиль или его уменьшенный макет устанавливают в аэродинамическую трубу и моделируют его обтекание воздушным потоком. Меньшую точность дают некоторые методы дорожных испытаний.

Коэффициент лобового сопротивления у легковых автомобилей, выпущенных разными фирмами в 70-х и 80-х годах, колеблется (см. таблицу) от 0,30 до 0,60. В среднем он составляет в настоящее время 0,43. Для сравнения: среднее значение Сх у машин выпуска 1938 года — 0,58. Наименьшим коэффициентом отличаются автомобили, предназначенные для установления рекордов скорости — 0,2 («Звезда—6», СССР) и 0,15 («Фольксваген-АРФВ», ФРГ).

Вернемся к вопросу о затратах мощности и топлива на преодоление сопротивления воздуха. Приведенный на вкладке график показывает, как влияет на них изменение коэффициента лобового сопротивления при разных скоростях. В современных моделях явно заметна тенденция к его снижению, достигаемому конструктивными мерами (см. вкладку). Согласно проведенным за рубежом расчетам, при уменьшении Сх лишь на 0,01 экономия топлива в пересчете на весь парк легковых автомобилей Англии (около 10 миллионов) составит почти 70 миллионов литров в год (рабочий объем двигателя принят равным 1200 см3, а средний годовой пробег каждой машины — 16 тысяч километров). Теперь, когда мы представляем, что значит Сх для экономии топлива, небезынтересными окажутся и такие данные: дополнительные фары перед облицовкой радиатора увеличивают его на 0,04, грязезащитные фартуки у всех колес — на 0,03, выдвинутая антенна — на 0,02, наружное зеркало заднего вида — на 0,01, неубранные стеклоочистители — на 0,007. Все это дополнительное оборудование плюс багажник на крыше могут поднять суммарную величину Сх, скажем, для ВАЗ—2105 с 0,43 до 0,58, и это означает расход лишних 1—1,5 л бензина на 100 километров. Цифра достаточно убедительная для того, чтобы учитывать аэродинамические характеристики автомобиля как в эксплуатации, так и, прежде всего, на стадии проектирования. Не случайно внимание к исследованиям в этой области за последнее время значительно возросло.

Аэродинамические исследования ведут не только с целью снизить расход топлива. Они помогают добиваться прогресса в области активной безопасности автомобиля, положительно влиять и на такие составляющие комфортабельности, как эффективность вентиляции, шум в салоне, загрязнение стекол и фонарей.

Результаты перспективных разработок говорят о больших резервах, скрытых в улучшении аэродинамики автомобиля. Так, известные итальянские кузовные фирмы «Пининфарина» и «Итал Дизайн» создали несколько экспериментальных моделей, имеющих Сх 0,23—0,26. Правда, из-за технологических сложностей и, соответственно, высокой стоимости производства такие машины пока не выпускаются серийно.

Важную роль в улучшении аэродинамических качеств играют различные обтекатели, дефлекторы («За рулем», 1982, № 8), спойлеры, антикрылья, юбки («За рулем», 1981, № 4). Наиболее широко на легковых автомобилях в последнее время применяется передний спойлер (см. вкладку).

Это профилированный щиток — чаще всего продолжение передней панели кузова вниз, под бампер, или элемент самого бампера. Он служит для уменьшения нежелательной разгрузки колес, вызываемой повышенным давлением, которое образуется в зоне между днищем автомобиля и полотном дороги при движении. На скорости около 100 км/ч отрицательная (направленная вверх) нагрузка на передние колеса может превысить 100 кгс. В результате ухудшаются характеристики прямолинейного движения («держание» дороги), а также снижается боковая устойчивость при поворотах с большими скоростями.

Кроме того, протекание воздуха под автомобилем сопровождается значительным ростом сопротивления выступающих деталей подвески, системы выпуска и других — до 20% общего профильного сопротивления. Очевидно, идеальным было бы ровное или закрытое щитом днище, но практически достичь этого невозможно, хотя частично подобные нежелательные эффекты можно устранить установкой переднего спойлера. Изменяя направление потоков, обтекающих нижнюю часть машины, он создает под кузовом разрежение. Минимум же полного сопротивления достигается тогда, когда допустимая максимальная высота спойлера обеспечивает уменьшение аэродинамического сопротивления расположенных снизу деталей настолько, насколько увеличится сопротивление кузова. Испытания показали, однако, что установка спойлера может ухудшить охлаждение двигателя, системы выпуска, агрегатов трансмиссии. Вот почему его подбор — сложная задача, решаемая на основе многочисленных экспериментов для каждой конкретной модели автомобиля. Хорошо подобранный спойлер может снизить Сх на 6—7%.

Конструкторы ищут возможности использовать аэродинамические устройства на серийных машинах. Так, на особо скоростных моделях («Порше», «Альфа-ромео» и др.) ставят антикрылья. На чем основан их эффект? Если крыло самолета создает подъемную силу, то, перевернув его (отсюда и приставка «анти»), получим силу прижимающую, которой обычно так недостает автомобилю. Вплоть до 80-х годов антикрыло было принадлежностью лишь гоночных машин, где создает вертикальное усилие до 3000 кгс. Теперь его устанавливают и на серийных моделях. Помимо увеличения прижимающей силы антикрыло на крышке багажника так организует поток воздуха за автомобилем, что снижает лобовое сопротивление примерно на 6%.

Наряду с поисками наивыгоднеишего (в отношении снижения аэродинамических потерь) сочетания элементов кузова конструкторы уделяют серьезное внимание снижению потерь вокруг отдельных выступающих деталей.

Выдвижные фары («Порше-928», «Мазда-РИкс-7», «Матра-багира»), убирающиеся в «пазуху» между задней кромкой капота и лобовым стеклом «дворники» (ГАЗ—14, «Мерседес-Бенц-С», «Ровер-3500», «Додж-магнум-78»), отказ от выступающих дверных ручек («Рено-5», «ФИАТ-панда», «Рено-фуэго») помогают сгладить обводы кузова. Немалое значение для снижения общего аэродинамического сопротивления имеет замена выступающих водосточных желобов над дверными проемами водосгонными ребрами на крыше, как сделано у «Рено-18», «Мицубиси-кольт», «Хонде-аккорд».

В заключение можно сказать, что внешний облик автомобиля претерпел в последнее время серьезные изменения, обусловленные прежде всего стремлением полнее учесть особенности обтекания его воздухом. Улучшение аэродинамики автомобиля способствует повышению динамических качеств и при минимуме конструктивных изменений дает заметную экономию топлива. А потому можно с уверенностью предсказать прогресс в области аэродинамики. По прогнозам, к 1990 году аэродинамическое сопротивление автомобиля снизится в среднем на 10%, что даст уменьшение расхода бензина на 3,5%, а дизельного топлива — на 4,5%. В перспективе считают возможным сократить таким путем расход топлива на 15%.

Литература
Михайловский Е. Аэродинамика автомобиля. М., Машиностроение, 1973.
Павловский Я. Автомобильные кузова. М., Машиностроение, 1977.
«За рулем», 1978, № 1, № 7; 1981, № 4, № 8.
«Автомобильная промышленность», 1979, № 11.

Коэффициент лобового сопротивления Сх

«Ауди-100»	0,30
ВАЗ-2101	0,46
ВАЗ-2103	0,45
ВАЗ-2105	0,43
ГАЗ-20	0,46
ГАЗ-24	0,45
ГАЗ-24-02	0,41
ЗАЗ-968	0,48
«Москвич-2140»	0,41
СИМКА-1307	0,38
«Ситроен-ЖСА-Икс-3»	0,32
«Ситроеи-ЦИкс»	0,35
«Фольксваген-жук»	0,60
«Фольксваген-гольф»	0,42
«Фольксваген-пассат»	0,38
«Форд-фиеста»	0,42

---

Виско-муфта

2011-05-04 21:32:04 (читать в оригинале)

Когда удалось синтезировать одну из разновидностей силиконовой (кремнийорганической) жидкости, мало кто мог предположить, что она вызовет, можно сказать, революцию в автомобильных трансмиссиях. У подавляющего большинства известных нам жидкостей с ростом температуры уменьшалась вязкость. А эта вела себя как газ — при нагреве становилась более вязкой.

Английская фирма «Фергюсон», которая специализируется на трансмиссиях для полноприводных автомобилей, исследовала разнообразные конструкции межосевых и межколесных дифференциалов механического типа. Но сколь бы хитроумными ни были воплощенные в них технические решения, почти у каждого обнаруживались недостатки. Трудность заключалась в необходимости сочетать два свойства: возможность вращения выходных валов механизма с разными скоростями и в то же время способность перераспределять передаваемый на них крутящий момент пропорционально сопротивлению вращению каждого из валов.

Идея дифференциала, работающего по принципу гидромуфты, не нова. Его практическое применение сдерживалось отсутствием жидкости с нужными физическими свойствами. Кремнийорганические соединения, вернее одно из них, открыли путь в автомобильную технику так называемой виско-муфте, или гидравлической муфте с вязкой жидкостью.

Чем больше взаимное проскальзывание движущихся в силиконовой жидкости пластин, тем больше возникающие между ними силы жидкостного трения. Вызванный этим трением нагрев сопровождается повышением вязкости жидкости, в результате чего сопротивление проскальзыванию пластин прогрессивно растет и одновременно увеличивается доля крутящего момента, передаваемого от одного вала такой гидромуфты к другому. Это явление иллюстрируется графиком на рис. 1: по горизонтали — разница в числах оборотов для валов виско-муфты, по вертикали — передаваемый «отстающему» валу крутящий момент. В конечном итоге наступает «блокировка» — сильно загустевшая жидкость как бы склеивает все пластины воедино.

Используя это свойство, можно, например, у переднеприводного автомобиля, такого, как «Фольксваген-гольф», сделать ведущими также задние колеса (модификация «Синкро») и передавать к ним крутящий момент через виско-муфту. При движении по сухой дороге (рис. 2) большая его часть будет направляться на передние колеса. Однако, поскольку силиконовая жидкость достаточно вязка, даже без пробуксовки вращающихся элементов муфты на задние ведущие колеса (машина имеет постоянный, неотключенный привод на них) поступает 12—15% крутящего момента, развиваемого его силовой установкой (зона А на рис. 2).

Стоит передним колесам попасть на лед (зона Б), начинается их буксование, сопровождаемое резким усилением проскальзывания в виско-муфте. Почти мгновенно (через 0,2 секунды), но без рывка, она блокируется и автоматически перераспределяет крутящий момент в пропорции 77% на задние колеса и только 23% на передние.

Когда машина въезжает на обледенелую или покрытую жидкой грязью дорогу всеми четырьмя колесами (зона В), взаимное проскальзывание элементов муфты уменьшается (колеса пробуксовывают примерно одинаково) и доля крутящего момента, получаемого задними ведущими колесами, падает. Лишь только автомобиль передними ведущими колесами (зона Г) выходит на участок с высоким коэффициентом сцепления, муфта тут же передает на них около 85% крутящего момента.

Виско-муфта, в отличие от блокируемого межосевого дифференциала, действует плавно, без вмешательства водителя и, значит, не требуя от него навыков по выбору момента для включения блокировки. Она, бесспорно, способствует повышению безопасности движения. Кроме того, исключая работу двигателя в неблагоприятных в отношении расхода топлива режимах (с пробуксовкой ведущих колес), виско-муфта при езде на скользких дорогах экономит до 5% топлива.

Простейший вариант такой муфты, примененный на «Фольксваген-гольф-синкро», показан на рис. 3. Здесь вал 1, связанный карданным валом с главной передачей передних ведущих колес, через шлицы соединен с корпусом 11. На внутренней поверхности его сделаны шлицы, с которыми посредством зубьев соединен пакет тонких дисков, имеющих отверстия. В паре с этими дисками работает другой пакет дисков 5 с продольными пазами, который через шлицевую втулку 10 соединяется с валом 9 привода к задним колесам. Между дисками (их общее количество 59) обоих комплектов — зазоры от 0,2 до 0,4 мм. Отверстия и пазы создают дискам большую контактную поверхность с силиконовой жидкостью. Кстати, она занимает не весь объем, а 90%. Сделано это исходя из того, что при нагреве жидкость расширяется, полностью заполняя все зазоры между дисками, а имеющаяся воздушная подушка сжимается и оказывает давление на диски, уменьшая зазоры между ними.

Устройство гидромуфт с силиконовой жидкостью:
1 — вал привода к передним колесам; 2 — опорный подшипник; 3 — игольчатый подшипник; 4 — диск с отверстиями; 5 — диск с пазами; 6 — подшипниковая втулка; 7 — роликоподшипник; 8 — коническая шестерня привода к задним колесам; 9 — вал привода к задним колесам; 10 — шлицевая втулка; 11 — корпус муфты с внутренними шлицами; 12 — картер.

Схожую конструкцию имеет виско-муфта на моделях «Фольксваген-транспортер-синкро» и «Хонда-сивик-шаттл-4УД».

У машин «Лянча» моделей «Дельта-ХФ-4УД» и «Призма-ХФ-4УД» иное расположение и устройство виско-муфты. Она смонтирована в блоке с дифференциалом передних ведущих колес. Один ее вал 1 связан с крестовиной сателлитов этого механизма, другой прикреплен фланцем к конической шестерне 8, передающей вращение через карданный вал к задним ведущим колесам. Сама виско-муфта в этом случае сложнее. Помимо дополнительных игольчатого 3 и роликового 7 подшипников, более сложных по конфигурации деталей, таких, как вал 1, весь ее механизм заключен в картер 12, составленный из нескольких деталей.

Планетарный редуктор, встроенный в трансмиссию «Лянча», передает 56% крутящего момента на передние колеса и 44% на задние. Таким образом, здесь виско-муфта, если можно так выразиться, имеет более «ограниченную власть».

Схемы размещения основных узлов:
1 — виско-муфта; 2 — раздаточная коробка; 3 — полуоси привода передних колес; 4 — дифференциал передних колес; 5 — карданный вал привода передних колес; 6 — карданный вал привода задних колес; 7 — дифференциал задних колес; 8 — полуоси привода задних колес.

В отличие от «Фольксвагена», «Хонды» и «Лянчи», где полноприводная модификация выполнена на базе модели с передними ведущими колесами, «Форд-сьерра-ИксР-4Х4» и БМВ-325И-Икс развиты из базовых моделей с задними ведущими колесами. У них через виско-муфту постоянно подключен привод на передние ведущие колеса. И соответственно компоновке, при которой больше половины полной массы автомобиля приходится на задние колеса, раздаточная коробка в трансмиссии направляет у обеих моделей 64% крутящего момента к задним ведущим колесам. Интересно, что на БМВ-325И-Икс задний межколесный дифференциал заменен также виско-муфтой.

Применение ее сводит к минимуму пробуксовку колес и потерю сцепления их на скользкой дороге, в частности на снегу и льду, упрощает управление машиной, способствует повышению средней скорости движения и некоторой экономии топлива.

Литература:
Автомобильная промышленность США. 1986, № 7, с. 28—29.
3. Яскевич. Ведущие мосты (перевод с польского). М., Машиностроение, 1985, с. 298—305.
Ю. Мацкерле. Современный экономичный автомобиль (перевод с чешского). М., Машиностроение, 1987, с. 259—260.