_places.svg/1280px-Diffuser_(automotive)_places.svg.png)
Диффузор в автомобильном контексте представляет собой сформированную секцию задней части автомобиля , которая улучшает аэродинамические свойства автомобиля за счет улучшения перехода между высокоскоростным потоком воздуха под автомобилем и гораздо более медленным свободным потоком воздуха окружающей атмосферы . Он работает, предоставляя пространство для замедления и расширения потока воздуха под кузовом (в объеме, поскольку предполагается, что плотность постоянна на скоростях, с которыми движутся автомобили), чтобы не вызывать чрезмерного разделения потока и сопротивления , обеспечивая степень « заполнения следа » или, точнее, восстановления давления . Сам диффузор ускоряет поток перед собой, что помогает создавать прижимную силу . Это достигается путем создания изменения скорости воздуха, протекающего под диффузором, путем придания ему угла наклона, который, в свою очередь, создает изменение давления и, следовательно, увеличивает прижимную силу .
При использовании диффузора воздух поступает в днище автомобиля спереди, ускоряется и снижает давление . На переходе плоского днища и диффузора наблюдается пик всасывания. Этот переход обычно находится там, где находится самое низкое давление, и называется горловиной диффузора. Затем диффузор снижает скорость этого высокоскоростного воздуха до нормальной скорости, а также помогает заполнить область позади автомобиля, делая все днище автомобиля более эффективным устройством, создающим прижимную силу, за счет снижения сопротивления автомобиля. Диффузор также придает воздуху восходящий импульс, что еще больше увеличивает прижимную силу.
Задняя или передняя кромка диффузора может иметь нолдер — точную небольшую кромку, выступ или крыло для улучшения его характеристик.
В задней части днища автомобиля обычно располагается задний диффузор. Он работает, ускоряя скорость воздушного потока под автомобилем. На выходе диффузора воздушный поток имеет то же давление и скорость, что и окружающая среда. Поскольку его геометрия расширяет заднюю область, площадь выхода намного больше, чем у входа, поэтому для принципа сохранения массы воздушный поток будет иметь гораздо большую скорость на входе диффузора и, как следствие, под всем днищем автомобиля. Следствием увеличения скорости потока является снижение давления в соответствии с принципом Бернулли . [1] Поскольку давление под автомобилем ниже, чем сбоку и над автомобилем, при правильной реализации создается прижимная сила.
Передние диффузоры также существуют (особенно на прототипах Le Mans или подобных автомобилях); однако они создают прижимную силу исключительно за счет обмена импульсом с воздухом, поскольку впереди них нет ничего, что можно было бы приводить в движение. Плохо спроектированный передний диффузор может создать область низкого давления в передней части автомобиля, что замедлит воздух позади него и снизит эффективность остальной части днища. Передние диффузоры обычно направляют воздух от автомобиля, чтобы он не влиял на остальную часть днища. Воздух может выходить через канал или выбрасываться около передних колес.
Впрыскивание выхлопных газов в задний диффузор также может помочь извлечь воздух из-под автомобиля. Выхлопные газы эффективно активизируют пограничный слой, помогая повысить давление низконапорного, быстро движущегося воздушного потока обратно до окружающего атмосферного давления на выходе из диффузора. Этот быстро движущийся воздух помогает быстрее эвакуировать диффузор, что помогает снизить давление в нижней части кузова. Однако это делает диффузор довольно чувствительным к частоте вращения двигателя. Когда водитель отпускает дроссельную заслонку , поток выхлопных газов значительно уменьшается, что делает диффузор менее эффективным, лишая автомобиль прижимной силы. Таким образом, это отрицательно влияет на управляемость.
Кузов автомобиля также взаимодействует с потоком через диффузор. Помимо создания прижимной силы, переднее крыло и нос пытаются поддерживать поток «чистого воздуха» вокруг и, что более важно, под автомобилем. [3] Чистый воздух под автомобилем предотвращает разделение потока в диффузоре, что серьезно ухудшило бы его производительность. Заднее крыло также влияет на диффузор. Когда крыло установлено низко и близко к диффузору, низкое давление под крылом помогает всасывать воздух через диффузор. Такие автомобили, как Toyota Eagle MkIII и Jaguar XJR-14, использовали двухъярусные крылья для усиления этого эффекта. Один профиль был установлен высоко, чтобы попадать в относительно чистый воздух. Другой профиль был установлен почти вровень с кузовом за шасси. Этот профиль крыла используется для приведения в действие диффузора, создавая эту область низкого давления, чтобы помочь переместить воздух из-под кузова. По словам Хиро Фухимори, специалиста по аэродинамике проекта Toyota Eagle MkIII , это крыло биплана создавало на 18% больше прижимной силы при том же сопротивлении, что и обычное крыло. [4] И наоборот, с этим крылом «Red Baron» можно было достичь тех же уровней прижимной силы при значительно меньшем сопротивлении.
В 2009 году стартовая решетка Формулы-1 оказалась втянута в противоречия. Виновником стал так называемый двухъярусный диффузор, впервые представленный Brawn GP , WilliamsF1 и Toyota Racing , но позже введенный в использование каждой командой. Эти три команды воспользовались лазейкой в правилах, которая позволяла увеличить объем диффузора. Правила гласили, что диффузор должен начинаться в точке, совмещенной с центральной линией задних колес. Лазейка позволяла делать отверстия в днище, перпендикулярные опорной плоскости (не видимые как отверстия при взгляде сверху), которые снабжали канал диффузора, расположенный над основным диффузором. Это значительно увеличивало доступную прижимную силу и стоило около половины секунды на круге, по словам Майка Гаскойна . [5] Команды решили снова разрешить двухъярусные диффузоры в 2010 году. Однако в 2011 году Техническая рабочая группа Формулы-1 решила запретить многоярусные диффузоры. [6]
Так как передняя часть автомобиля замедляет воздух без диффузора, это идеальное место для впуска. Здесь обычно используется сплиттер , служащий для увеличения величины прижимной силы в передней части автомобиля. Воздушный поток застаивается над сплиттером с помощью воздушной заслонки, вызывая область высокого давления. Под сплиттером воздух перенаправляется из зоны застоя и ускоряется, вызывая падение давления. Это, в сочетании с высоким давлением над сплиттером, создает прижимную силу. Чем больше площадь сплиттера, тем больше прижимная сила создается. В большинстве гоночных автомобилей с закрытыми колесами нижняя часть сплиттера плавно объединяется с поддоном, создавая одну большую плоскую плоскость, которая приводится в движение задним диффузором. Некоторые гоночные автомобили, такие как Toyota GT-One , используют дополнительный диффузор сразу за сплиттером, чтобы помочь создать большую прижимную силу. [7] Воздух, извлекаемый этим диффузором, выпускается через вентиляционные отверстия в боковых понтоне или над автомобилем вокруг кабины.
_(2).jpg/1280px-2013_IAA_DSC02024_DxO_(9879145825)_(2).jpg)
