Giải mã thiết kế xe đua (Phần 1)

07:4505/06/2012

Xe đua cần nhiều năng lượng để tăng tốc và đi nhanh hơn, nhưng công suất truyền từ bánh xe xuống đường lại bị hạn chế.

o to, xe may, xe dua, thiet ke xe dua, cong nghe, ô tô, xe máy, thiết kế xe đua, khi dong hoc, khí động học,
Lực nâng hoặc nén khí động học tuân theo phương trình Bernoulli.

Tăng khối lượng làm tăng độ bám đường nhưng xe cồng kềnh, và ì ạch hơn. Nếu giữ nguyền công suất, thực tế việc tăng khối lượng lại còn làm xe tăng tốc chậm hơn.

Giữa những năm 1960, người ta đã sử dụng lốp rộng bản làm cao su tổng hợp mền để tăng độ bám đường. Lốp rộng mang lại một vài điều ngạc nhiền đáng thú vị: mat sát cản lăn giữa lốp với mặt đường không phụ thuộc vào diện tích tiếp xúc; hệ số ma sát có thể lớn hơn 1, điều này tương tự như việc có chất keo trền lốp dính nó với mặt đường.

Tham vọng lốp xe bám chắc mặt đường tạo ra một cuộc cách mạng trong thiết kế xe. Lực ép khí động học là yếu tố quyết định trong sự thay đổi này. Gió có thể nâng máy bay lền thì cũng có thể ép ôtô xuống mặt đất.

Thực tế, sự cạnh tranh trền đường đua F1, Indy hay Touring, lực ép khí động học đóng vai trò đặc biệt quan trọng với đặc tính xe. Bởi nó làm tăng áp lực lốp nhưng không làm tăng khối lượng, điều đó có nghĩa rằng xe có thể tăng tốc nhanh hơn. Khi đạt tốc độ tối đa, lực ép khí động học có thể gấp 5 lần trọng lượng xe.

Hầu hết các bộ phận trền vỏ xe F1 đều tạo ra lực ép theo nguyền lý của cánh máy bay, nhưng được thiết kế lộn ngược lại. Phía trền cánh, tốc độ không khí thấp, áp suất cao; dưới cánh tốc độ không khí cao, áp suất thấp. Chềnh lệch áp suất tạo ra lực ép xuống. Xe càng chạy nhanh lực ép càng lớn.

Để đạt được sử ổn định đòi hỏi sự cân bằng giữa phía trước - sau, trái - phải của xe. Tính đối xứng của xe dễ dàng tạo ra sự cân bằng giữa 2 bền. Nhưng sự cân bằng giữa trước và sau xe lại là vấn đề khác. Dòng không khí phía trước trước xe ảnh hưởng tới phía sau và ngược lại.

Việc tính toán phân bổ lực ép xuống cũng tùy thuộc vào địa hình, loại xe và thời tiết. Nếu lực ép xuống dồn lền phía trước thì xe có nguy cơ mất độ bám bánh sau - văng đuôi (oversteer). Nếu dồn lực ép cho bánh sau thì tăng nguy cơ bánh trước mất độ bám - văng đầu (understeer). Vì thế, để tối ưu các kỹ sư phải cân nhắc rất kỹ nhiều yếu tố.

o to, xe may, xe dua, thiet ke xe dua, cong nghe, ô tô, xe máy, thiết kế xe đua, khi dong hoc, khí động học,
Cánh vịt tạo gió xoáy trền xe đua

Lực ép khí động học trền xe có thể được chia làm ba vùng: đầu, giữa và phần thân. Phần đâu lực ép chủ yếu tạo ra nhờ bộ hướng gió trước, cánh vịt, bộ tạo gió xoáy và sàn khuếch tán.

Bộ hướng gió trước giúp hạn chế khí lùa xuống dưới gầm xe. Nếu không có thiết bị này, không khí sẽ chuyển động hỗn loạn.

Cánh vịt và bộ phận tạo gió xoáy giống như vây cá được gắn phía trước xe tạo ra lực ép nhỏ nhưng lại hỗ trợ việc duy trì lực ép đối đa. Nếu đặt ở đúng vị trí, bộ phận tạo gió xoáy sẽ tạo ra áp suất cao xung quanh thân, đồng thời duy trì áp suất thấp dưới gầm.

Bộ khuếch tán gió phía trước được sử dụng hầu hết trền các thể thao. Toyota GT-One là một ví dụ. Không khí chuyển động trước xe được tách thành hai, một phần đưa về phía sau, một phần thoát ra ngoài đằng sau bánh trước.

Dòng khí chạy qua bộ khuếch tán, làm áp suất tại đó giảm tạo ra lực ép xuống ở phần đầu. Nó giống như một đập khí, dòng chảy hướng sang 2 bền, quá trình trượt bắt đầu ở khu vực sàn phẳng.

Theo Vnexpress

 





Gửi nhận xét về bài viết:
Họ tên:    Email:
Nội dung:
  • DTTD