Совершенствование технических показателей автопоезда за счет внешних аэродинамических устройств

• Автор: Петренко, Сергей Николаевич
• Шифр специальности: 05.05.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1999
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 160 с. : ил.

АННОТАЦИЯ
диссертации С.Н. Петренко «Совершенствование технических показателей автопоезда за счёт внешних аэродинамических устройств»
Определены зоны неблагоприятного обтекания седельного и прицепного автопоездов, в которых целесообразна установка дополнительных аэродинамических элементов с рекомендациями по выбору их типа и номенклатуры.
Разработана методика расчёта установочных параметров лобового обтекателя, передних и задних аэродинамических закрылков, верхнего дефлектора кузова применительно к автопоездам различного типа, адекватность которой подтверждена результатами модельных испытаний.
Проведены экспериментальные исследования моделей автопоездов с комплектами разработанных и рекомендуемых для использования дополнительных навесных устройств, установка которых обеспечивает значительное снижение аэродинамического сопротивления.
Показана возможность существенного повышения топливной экономичности и производительности магистральных автопоездов за счёт применения рекомендуемых комплектов внешних аэродинамических устройств на магистральных автопоездов с высокими кузовами.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. ОБЗОР РАБОТ ПО АЭРОДИНАМИКЕ МАГИСТРАЛЬНЫХ
АВТОПОЕЗДОВ. ПОСТАНОВКА ЗАДАЧ ИССЛЕДОВАНИЯ
ГЛАВА 2. АНАЛИТИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ОБТЕКАНИЯ АВТОПОЕЗДА С ВНЕШНИМИ АЭРОДИНАМИЧЕСКИМИ УСТРОЙСТВАМИ
2.1. Исследование взаимодействия магистрального автопоезда с воздушной средой
2.2. Обоснование установки, выбора типа и места расположения внешних аэродинамических устройств
2.3. Методика расчёта установочных параметров верхнего лобового обтекателя
2.4. Определение параметров верхнего и боковых передних аэродинамических закрылков на кабине
2.5. Расчёт параметров задних боковых закрылков на кабине
2.6. Расчёт параметров верхнего дефлектора кузова
2.7. Выбор параметров нижнего обтекателя и боковых щитков на тягаче и прицепе
ГЛАВА 3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ АВТОПОЕЗДОВ
С ВНЕШНИМИ АЭРОДИНАМИЧЕСКИМИ УСТРОЙСТВАМИ
3.1. Весовые испытания моделей автопоездов в аэродинамической трубе
3.2. Дренажные испытания моделей автопоездов с аэродинамическими элементами

ГЛАВА 4. ВЛИЯНИЕ ВНЕШНИХ АЭРОДИНАМИЧЕСКИХ УСТРОЙСТВ
НА ТЕХНИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ АВТОПОЕЗДА
4.1. Повышение топливной экономичности и скоростных свойств автопоезда при установке аэродинамических элементов
4.2. Повышение производительности автопоезда с аэродинамическими устройствами
4.3. Возможности снижения загрязняемости автопоезда и окру-
жающей среды при установке внешних аэродинамических устройств
ГЛАВА 5. МЕТОДИКИ И ОБЪЕКТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ
ИССЛЕДОВАНИЙ
5.1. Методика трубных испытаний моделей автопоездов
5.2. Методика дренажных испытаний моделей автопоездов
5.3. Методика испытаний натурного автопоезда с аэродинамическими устройствами
5.4. Объекты исследований
6. ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
ПРИЛОЖЕНИЯ
П.1. Акт внедрения результатов НИР в практику
П.2. Программа расчёта на ЭВМ установочных параметров
внешних аэродинамических устройств

Большое влияние на величину аэродинамического сопротивления автопоездов седельного и прицепного типа оказывает действующий под углом |3 к их направлению движения воздушны1 поток. Когда ветер задувает спереди под углом р (рис. 2.1, а, б), то правильное периметрическое расположение мелких завихрений в пространстве между кабиной и кузовом (между кузовами) нарушается, они выходят наружу с подветренной стороны и начинают перемещаться вдоль боковой стенки кузова (кузовов), образуя значительную по ширине зону завихренного и уплотнённого воздуха, что заметно увеличивает фронт лобового сопротивления кузова (кузовов) и приводит к существенному возрастанию аэродинамического сопротивления автопоезда. Особенно сильно влияние бокового ветра сказывается на многозвенных прицепных тентовых автопоездах с большими расстояниями между кузовами.
Рассмотрение характера обтекания седельного и прицепного автопоездов выполнено по результатам, проведённых в данной работе, дренажных испытаний с замером избыточного статического давления на поверхностях кабины и кузова и построением соответствующих эпюр давления (спектров обтекания). При этом эпюры положительного давления размещают внутри силуэта кабины или кузова и обозначают знаком «+», а эпюры отрицательного давления (разрежения) - снаружи силуэта, обозначая знаком «-». По характеру эпюр распределения избыточного статического давления можно судить о величине аэродинамического сопротивления автопоезда, структуре и количестве вихреобразований, степени загрязняемости кабины и кузова. Результаты дренажных испытаний моделей серийных автопоездов приведены в разделе 3.2 (рис. 3.10 и 3.12 ), а методология исследования распределения давлений - в разделе 5.2.
2.2. Обоснование установки, выбора типа и места расположения внешних аэродинамических устройств
Внешние аэродинамические устройства позволяют без изменения основных формообразующих элементов кабины и кузова и без заметных капиталовложений существенно улучшить аэродинамические характеристики магистральных автопоездов седельного и прицепного типа. Однако