Khí động học xe ô tô được các nhà cung cấp ô tô cực kỳ để ý nhằm tối ưu hóa năng lực tiết kiệm nhiên liệu, độ ổn định khi vận hành và tốc độ tối ưu của xe. Bài viết dưới đây, Kenhxehoi.com sẽ cung cấp thông tin về khí động học xe ô tô là gì? Khí động học xe ô tô bao gồm những gì?, cùng tham khảo nhé!
Khí động học xe ô tô là gì?
Khí động học (Aerodynamic) hay khí động lực học thật chất là một môn khoa học nghiên cứu về dòng chảy của chất khí, bí quyết mà không khí di chuyển xung quanh một vật thể nào đó. Vào khoảng những năm 1800, George Cayley là người trước tiên nghiên cứu và nghiên cứu về khí động học.
Hiểu dễ dàng hơn, khí động học là các phân tử/luồng khí sẽ tác động trực tiếp lên vỏ xe khi di chuyển, sản sinh ra ma sát giữa các phân tử không khí với vỏ xe. Điều này tạo thành lực cản, làm tác động đến công suất thực tế của xe. Những tác động của khí động học lên thân xe sẽ điều chỉnh tùy thuộc theo tốc độ của xe và vị trí tác động.
Xem thêm Kia Carnival – Mẫu xe gia đình được yêu thích nhất tại KIA Gò Vấp Auto
Chia loại các vấn đề về khí động học
Phân loại theo môi trường dòng chảy
Khí động học ngoại biên là ngành bào chế của dòng chảy xung quanh vật rắn. Việc này có tác dụng tính toán lực nâng của cánh máy bay, lực hãm tạo có thể ở các mũi tên lửa
Khí động nội biên, nghiên cứu về dòng khí qua các động cơ phản lực.
Chia loại theo tỉ số vận tốc của dòng chảy so sánh với vận tốc âm thanh
Nếu các vận tốc đều nhỏ hơn vận tốc âm thanh thì được xe là dưới âm tốc.
Lớn hơn vận tốc âm thanh thì được coi là siêu thanh.
Là cực siêu thanh nếu nếu các vận tốc lớn hơn vận tốc của âm thanh nhiều lần.
Chia loại theo công dụng của độ nhớt dòng khí
Trong một và hoàn cảnh thì, độ nhớt không đáng kể, thì dòng chảy khí được coi là không có độ nhớt.
Những sai lầm khi thiết kế hình dạng xe trong lịch sử
Trước đây, đã có khá nhiều sai lầm trong thiết kế khí động học trên xe ô tô, và các bạn sẽ tiếp tục cùng trung tâm VATC tìm hiểu ngay sau đây:
Fastback (dạng đuôi lướt)
Vào năm 1960, các kỹ sư chế tạo xe đua đã biết được tầm quan trọng của khí động học xe ô tô. Họ đã phát hiện ra rằng, nếu như giảm nhẹ độ dốc phần đuôi xe xuống 20 độ hoặc thấp thêm nữa, thì luồng khí sẽ chạy xuôi theo đường mui xe một bí quyết suôn sẻ, qua đấy giảm bớt đáng kể lực cản của xe.
Các kỹ sư bấy giờ gọi kiểu thiết kế này là “Fastback”. Vì thế, có những mẫu xe đua trong lịch sử như chiếc Porsche 935/78 Moby Dick đã kéo dài và hạ thấp phần đuôi xuống quá mức.
Đối với một chiếc xe hatchbach hay sedan thì luồng không khí sẽ quẩn quanh tại phần đuôi xe do sự hạ thấp đột ngột ở phía sau mui xe, sản sinh ra một vùng áp suất thấp, từ đấy sinh ra sự nhiễu loạn không khí phía sau mui xe. Sự nhiễu loạn này luôn tác động xấu tới hệ số cản xe ô tô.
Lực nâng
Dựa trên lý thuyết tính khí động học xe ô tô, khi xe di chuyển, luồng không khí phía trên mui xe di chuyển quãng đường xa hơn luồng không khí dưới gầm xe, phía trước nhanh hơn đằng sau. Nên theo nguyên lý Bernoulli, vận tốc kháu nhau của dòng khí sẽ phát sinh sự chênh lệch áp suất, từ đấy tạo có thể lực nâng xe khiến giảm đi độ bám mặt tiền của lốp.
Cũng giống như lực cản, lực nâng tỉ lệ với diện tích mặt sàn xe với bình phương vận tốc và hệ sống nâng (Cl). Hệ số này dựa vào thiết kế hình dạng của chiếc xe.
Khi xe vận hành ở dải tốc độ cao, lực nâng của xe có thể gia tăng quá mức và tác hại xấu tới sự chuyển động của xe. Lực nâng xe tập trung trọng điểm ở phần đuôi, nếu lực nâng quá lớn, các bánh xe sau sẽ bị trượt. Điều này rất nguy hiểm, nhất là khi xe di chuyển với vận tốc lớn hơn 200 km/h.
Vậy nên, để có khả năng đạt cho được hệ số cản và hệ số nâng tốt nhất đặc biệt là điều vô cùng khó. Tuy vậy, các nhà cung cấp xe đã dày công chiết suất và đã tìm được một số phương pháp tốt nhất nhất để giảm thông số lực cản và lực nâng xuống mức thấp nhất có thể.
Xem thêm Những điều cần biết về thủ tục đăng ký xe ô tô điện mới nhất năm 2023
Một số giải pháp tốt lên tính khí động học của xe
Khí động học xe ô tô với những ảnh hưởng ở trên, việc cải thiện tính khí động học – giảm hệ số cản Cd sẽ giúp tối ưu hóa năng lực tiết kiệm nhiên liệu, độ ổn định khi vận hành và tốc độ tối đa của xe.
Cánh gió đuôi xe giúp giảm lực nâng, tăng lực nén và đảm bảo độ bám đường cho xe
Một số giải pháp cải thiện tính khí động học mà các nhà cung cấp ôtô sử dụng phổ biến nhất hiện nay:
Cánh gió đuôi xe
Trong thực tế, cánh gió đuôi xe là trang bị thường thấy ở những chiếc xe thể thao và xe đua. Bộ phận này không chỉ giúp chiếc xe trông mạnh mẽ và thể thao hơn mà còn giúp giảm đi lực nâng từ phía mặt tiền, tăng lực nén và chắc chắn độ bám đường tốt nhất, giúp xe công việc ổn định hơn khi vận hành ở tốc độ cao.
Cánh chia gió phía trước
Cung cấp này được lắp ở đầu xe, nằm ngay bên dưới cản va trước, có nhiệm vụ chính là chia luồng gió trước và làm thay đổi luồng gió dưới gầm giúp giảm bớt lực nâng khi xe di chuyển.
Các lỗ thông khí làm giảm lực cản của không khí lên xe ô tô
Các lỗ thông khí
Nhờ có các lỗ thông khí mà luồng không khí tiếp cận với xe sẽ được hướng qua 2 bên hông xe, tránh lực cản của không khí lên xe ô tô.
Xem thêm Xe Toyota Corolla Cross và những ấn tượng siêu đẳng, xem ngay!
Gầm xe trơn nhẵn
Khí động học xe ô tô với thiết kế này, nhà cung cấp có mục đích là tránh bớt lực cản không khí ô tô gây ra bởi vi sai, hộp số, cầu xe,… Đồng thời giúp tăng vận tốc luồng khí bước qua gầm xe, từ đó giảm lực nâng.
Ngoài ra, hiện nay các kỹ sư của nhiều hãng xe còn dùng phương pháp đưa xe vào trong hầm gió để có thể đo chỉ số cản cùng hiệu quả khí động học thực tế.
Khí động học đã giúp ngành công nghiệp ô tô có những bước tiến lớn. Không những điều chỉnh ngoại hình của xe ô tô bằng những đường nét mềm mại và tinh tế, khí động học còn mở ra kỷ nguyên vàng trong việc ứng dụng môn khoa học này vào thiết kế xe ô tô để tối ưu hóa năng lực tiết kiệm nhiên liệu và hiệu năng vận hành của xe.
Qua bài viết trên đây Kenhxehoi.com đã cung cấp mọi thông tin về khí động học xe ô tô là gì? Khí động học xe ô tô bao gồm những gì?. Hy vọng với những thông tin trên đây của bài viết sẽ hữu ích vơi mọi bạn đọc. Cảm ơn các bạn vì đã dành thời gian để xem qua bài viết này nhé!
Văn Tài – Tổng hợp
Tham khảo ( toyotahaiduonghd.com.vn, vinfastauto.com, katavina.com, … )
