Что такое диффузор в машине
Многие автовладельцы задумываются о том, как преобразить свой автомобиль с помощью аксессуаров тюнинга. Однако, есть и такие, кто желает не только внешних доработок своего авто, но и практической пользы. Именно таким элементом тюнинга является диффузор кузова автомобиля.
Функции диффузора
Автомобильный диффузор кузова служит для улучшения аэродинамических качеств транспортного средства. С его помощью потоки воздуха, проходящие под днищем авто, разряжаются и, таким образом, автомобиль получает прижимную силу к дороге. Другими словами, преобразуется кинетическая энергия встречного потока воздуха в повышенное давление. 
Работа диффузора. Розовым цветом показаны зоны повышенного давления (близкого к атмосферному), созданные передней юбкой и задним диффузором
Конструкция
Как правило, диффузор изготавливается из карбона (углепластика). В своем строении он имеет пустоты, что позволяет существенно снизить его вес.
Его ребра служат рассекателями воздушных потоков, тем самым увеличивая скорость прохождения воздуха под авто. В некоторых случаях с помощью ребер могут распределяться воздушные потоки на тормозные колодки и диски.
Если Вы заметили ошибку, неточность или хотите дополнить материал, напишите об этом в комментариях, и мы исправим статью!
Секреты аэродинамики: в поисках идеального диффузора
Ведущие команды Формулы 1 активно работают и создают оригинальные диффузоры – важнейшие аэродинамические устройства гоночных автомобилей (болидов). Время покажет, какая команда преуспела в этой области. А мы поговорим об основах аэродинамики гоночного автомобиля, чтобы понять, какой проект наиболее эффективен.
Ключевая роль диффузора на современном болиде – ускорение потока воздуха под автомобилем для создания области низкого давления и, тем самым, увеличения прижимной силы.
Вот чем суть процесса. Задняя часть кузова болида сделана таким образом, что она «вытягивает» воздух из-под кузова болида. Благодаря этому, автомобиль больше прижимается к трассе, создавая тем самым больший уровень сцепления шин с дорогой, чем тот какой он мог быть только с помощью шин и настройки подвески. Такое явление называется аэродинамическое сцепление.
Яркое воплощением этой теории было замечено на гоночном автомобиле Chaparral 2J. Пара вентиляторов в задней части автомобиля высасывает воздух из-под днища и выталкивает его на дорогу. Автомобиль больше похож на «обратное» судно на воздушной подушке.
Задача диффузора на гоночном автомобиле – ускорить воздушный поток в нижней части болида. В результате:
а)снижается давление под кузовом;
б)возникает разница давлений между верхней и нижней частями автомобиля;
в)генерируется прижимная сила;
д)возникает большее сцепление шин с дорогой;
е)болид проходит повороты с большей скоростью.
Получаем ключевой фактор для победы в гонках — скорость.
Диффузор увеличивается в объеме вдоль своей длины, создавая пустоты, которые заполняются воздухом, проходящим под днищем болида. Поток воздуха ускоряется (эффект Вентури) при прохождении узкой части диффузора, создавая желаемое низкое давление. Затем скорость потока возвращается к скорости окружающих частиц воздуха (Рис.1).
Углы наклона стенок диффузора важны. Они должны изменяться плавно постепенно, чтобы не допустить отделение потока от верхних или боковых сторон.
Добавление вертикальных перегородок к диффузору помогает оптимизировать эффективность его работы, гарантируя, что воздух будет высосан только из-под днища, и конструкция не будет воздействовать на верхнюю часть болида.
На рисунке показано как распределяется давление в диффузоре: синий цвет — области низкого давления, красный – высокого. Ясно видно снижение давления в области сужения диффузора, где скорость потока воздуха увеличивается, а давление снижается. Поскольку это происходит под днищем, то болид «присасывается» к земле. Данное явление — следствие работы диффузора.
Скорость воздуха уменьшается по мере его продвижения вдоль диффузора (рис 3 и 4), который в свою очередь повышает давление показанного на рис.2.
На рис. 3 и 4 показана скорость потока воздуха под днищем автомобиля: цвет красный – высокая скорость, синий – низкая.
Чем больше будет объем диффузора, тем больше воздуха он будет высасывать из-под днища, тем возникнет большая прижимная сила, а значит болид получит преимущество в гонке.
До 2011 года команды Brawn, Toyota и Williams благодаря нечетким формулировкам регламента из-за которых некоторые пункты можно было интерпретировать по разному, стали применять двойные диффузоры (другие названия «вторичный», «щелевой», «призрачный»), объем которых был большим, а следовательно они развивали большую мощность по сравнению с диффузорами которые подразумевались регламентом. По оценкам специалистов двойной диффузор давал преимущество в одну секунду на круге. Благодаря этой системе команда Brawn сумела выиграть сезон 2009 года в личном и командном зачетах.
В 2009 году технические директоры Формулы 1 договорились о запрете двойных диффузоров с 2011 года. Было наложено ограничение на объем диффузора путем сжимания высоты и ширины.
Устройства последних лет были намного длиннее, чем образцы 2009 года. Но возникла новая проблема – турбулентность, которую создают диффузоры, негативно влияет на прижимную силу идущих вслед болидов.
avtoexperts.ru
Ответы (1)
Впервые диффузоры начали устанавливать на гоночные автомобили еще в 1980-х годах. Первые диффузоры появились на болидах Формулы 1, затем их стали применять на раллийных авто и автомобилях, подготовленных для дрифта. Сегодня диффузор можно увидеть даже на серийном автомобиле – в качестве одного из элементов тюнинга. Крепится он на задней части автомобиля, обычно – под задним бампером.
В настоящее время при изготовлении диффузоров используют карбон – самый популярный материал в тюнинге. Основная функция диффузора – улучшение аэродинамических характеристик машины. Благодаря тому, что у диффузора есть «ребра» (обычно их три или четыре), поток воздуха, проходящий под днищем автомобиля, перераспределяется, создавая дополнительно давление и увеличивая прижимную силу машины. В болидах Формулы 1 конструкция диффузора такова, что помимо воздушных потоков, эта деталь обвеса использует для уменьшения подъемной силы задней части авто выхлопные газы. Таким образом, создается граунд-эффект, когда обвес уменьшает аэродинамическое сопротивление автомобиля, что положительным образом сказывается на его динамических характеристиках.
По своей конструкции диффузоры, устанавливаемые на болиды Формулы 1 и автомобили, подготовленные для дрифта, отличаются. Дрифтовое авто в силу специфики соревнований, вынуждено постоянно тормозить, из-за чего тормозные колодки и диски сильно нагреваются. А диффузор со специальными сечениями направляет потоки воздуха на колодки и иски, охлаждая их.
Итак, перечислим плюсы диффузора: 1) увеличение прижимной силы автомобиля, 2) уменьшение подъемной силы задней части машины, 3) охлаждение тормозных колодок и дисков у автомобилей, участвующих в соревнованиях по дрифту. Характерных минусов у диффузора нет.
Диффузор на Subaru
Бампер с диффузором на BMW 1-Series M Coupe
Диффузор (автомобиль)
Диффу́зор в автомобильной промышленности — часть или элемент обвеса. Обычно диффузор располагается в задней части днища.
В текущее время (2008 год) диффузор изготавливается из карбона и имеет три или четыре ребра, которые способствуют оптимизации выходящих из под днища автомобиля воздушных потоков, улучшая тем самым аэродинамические свойства автомобиля. Также существуют диффузоры, изготовленные из специального стойкого пластика и металла.
Функция диффузора
Поскольку выходное сечение диффузора больше, чем входное, поток воздуха в нём тормозится. Вследствие этого давление в направлении течения растёт (Закон Бернулли), и кинетическая энергия потока частично преобразуется в потенциальную энергию давления. В болидах Формулы 1 один диффузор используется для создания граунд-эффекта. Его применяют для уменьшения подъёмной силы задней части болида за счёт торможения потока.
Полезное
Смотреть что такое «Диффузор (автомобиль)» в других словарях:
Диффузор (научное определение) — Диффузор (в аэрогидродинамике) часть канала (трубы), в которой происходят замедление (расширение) потока и увеличение давления. При скоростях, не превышающих скорости звука, площадь поперечного сечения Д. вдоль потока возрастает, а при… … Википедия
Диффузор (аэрогидродинамика) — У этого термина существуют и другие значения, см. Диффузор. Диффузор (в аэрогидродинамике) часть канала (трубы), в которой происходят замедление (расширение) потока и увеличение давления. При скоростях, не превышающих скорости звука, площадь… … Википедия
Диффузор (гидроаэродинамика) — У этого термина существуют и другие значения, см. Диффузор. Диффузор (в гидроаэродинамике) часть канала (трубы), в которой происходят замедление (расширение) потока. При этом перепад статических давлений на диффузоре может быть меньше, чем… … Википедия
Автомобиль с открытыми колёсами — Гоночный автомобиль Mercedes Benz класса «Формула 1», 2011 год … Википедия
Mercedes-Benz SLR McLaren — Эту статью следует викифицировать. Пожалуйста, оформите её согласно правилам оформления статей … Википедия
Мерседес-Бенц SLR McLaren — Mercedes Benz SLR McLaren … Википедия
Сплиттер (автоспорт) — У этого термина существуют и другие значения, см. Сплиттер (значения). Сплиттер автомобиля ДТМ Сплиттер (англ. splitter рассекатель) аэродинамическая плоскость, служащая для ограничения поступления воздуха под днище, и соответственно, создания… … Википедия
Монопост — Автомобиль Формулы 1, команда Рено, 2005 г. Lola серии IndyCar, 1993 г. Автомобиль с открытыми колёсами тип гоночного автомобиля, представляющий собой одноместный, в большинстве случаев, автомобиль с колесами, вынесенными из кузова. Этот тип,… … Википедия
Bugatti Veyron — Эту статью следует викифицировать. Пожалуйста, оформите её согласно правилам оформления статей … Википедия
Mercedes-Benz W212 — Эту статью следует викифицировать. Пожалуйста, оформите её согласно правилам оформления статей … Википедия
Двойной диффузор. Как 10 лет назад появилось легендарное техническое решение
Гранды тех лет приехали как ни в чем не бывало на тесты, но были шокированы скоростью команды «Браун». Новый болид назвали чуть ли не самым быстрым в истории «Формулы-1».
Причина успеха крылась в хорошей интерпретации нового регламента. «ФИА» проверили и заявили, что все легально.
Вот прошли первые гонки сезона и команды стали прибывать в еще большом недоумении. От «ФИА» стали требовать аннулирования результатов трех команд, использующих двойной диффузор. Но решение вновь признали законным.
В 2009 году команды не могли так быстро копировать решения. В итоге в первой половине сезона доминировала команда «Браун».
Как работает диффузор
Диффузор – это, по сути, приподнятая область в задней части болида. Для того, чтобы максимально увеличить эффективность диффузора, болид должен быть прижать к земле так низко, как это возможно. Это заставляет воздух, попавший между болидом и землей, быстро перемещаться назад. Задняя секция диффузора вызывает пониженное давление в задней части болида, поскольку имеет больший объем, чем область, из которой поступает в него воздух. Это пониженное давление ускоряет воздух под болидом, который подвергает всю нижнюю часть болида разряженному воздуху. Это приводит к появлению эффекта вакуума под болидом, который притягивает его к земле и создает прижимную силу.
Полет Ральфа Шумахера – это лучшая иллюстрация работы диффузора до 2009 года. Секция диффузора болида начинается с переднего края задних шин и проходит к задней части болида. «ФИА» пыталась ограничить эффективность диффузора, приказав командам установить деревянную планку высотой 50 мм вдоль днища болида, что вынуждало приподнимать болид. Это существенно усложняло задачу по разряжению воздуха под болидом. Если вы посмотрите на заднюю часть машины Ральфа, то увидите небольшие плавники из углеродного волокна. Они используются для очистки воздушного потока в задней части болида. Чем чище воздух, выходящий из задней части болида на диффузор, тем эффективнее диффузор и создается больше прижимной силы.
Единственный путь к увеличению обгонов – это повышение прижимной силы в задней части болида. Я думаю вы уже поняли, что никакое переднее крыло не победит грязный воздух, идущий от болида впереди.
Диффузор в 2009 году
На фото показан диффузор на болиде «Макларен». Правила 2009 года гласят, что детали кузова, видимые снизу машины и находящиеся между осью задних колёс и отстоящей от неё на 350 мм линией, не могут быть выше 175 мм над плоскостью трассы. Всё, что выше плоскости 200 мм (заднее антикрыло), должно быть не шире 750 мм, а всё, что ниже (диффузор), — не шире 1000 мм. Зона в пределах 200-400 мм предназначена для размещения элементов безопасности, в частности заднего фонаря, но опять же никто не запрещал её аэродинамического применения. Вот вам и лазейки в правилах. Посчитать я думаю не сложно размеры дыр в регламенте.
Williams FW31
«Уильямс» использует двойной диффузор. Как вы можете видеть на картинке, средняя часть диффузора больше, чем внешние части. Кроме того, в верхней центральной части диффузора есть два отверстия в форме ромба, прямо под задним сигнальным фонарем. Эти части диффузора «Уильямс» предназначены для направления воздуха из верхней части болида и нижней в эти отверстия и большую центральную секцию для повышения эффективности диффузора. Предполагается, что воздух, поступающий из верхней части болида, увеличивает скорость воздуха, проходящего под болидом, понижая давление воздуха и создавая дополнительную прижимную силу. Протестующие команды утверждали, что общая высота центральной секции превышает 175 мм от контрольной планки, разрешенной в правилах.
Toyota TF109
Можно предположить, что это «наиболее легальный» вариант двойного диффузора. Одним из противоречивых элементов являются красные винглеты, идущие от заднего сигнального фонаря. Это эффективно удлиняет диффузор в средней части. «Тойота» считает, что эти красные элементы являются законными, потому что они являются частью аварийной задней конструкции, потому что это то, к чему прикреплены эти части кузова. Для дальнейшей очистки воздуха используется область, выделенная желтым кружком. В дополнение к этому «Тойота», как и «Уильямс», направляет дополнительный воздух сверху автомобиля в диффузор, используя участок, выделенный оранжевым кружком.
Brawn BGP001
Сразу видно, что изогнутая центральная часть диффузора «Браун» не похожа ни на одну из других. Именно эту область опротестовали команды. Четко, как у «Уильямс», тут нельзя сказать, что в верхнем левом и верхнем правом краях центральной части диффузора имеются небольшие отверстия, которые подают воздух из верхней части болида в диффузор для ускорения воздуха.
Это диффузор «Ред Булл, который не опротестовали. Если вы посмотрите на концевые пластины заднего крыла, вы увидите, что они проходят вниз рядом с диффузором и по всей его высоте. Концевые пластины эффективно расширяют ширину и глубину диффузора. Это не так противоречиво, как рассмотренные выше диффузоры.
Вы знаете, чем закончился Гран-при Австралии 2009 года: первые два места «Браун», следующие два «Тойота», а шестое место за «Уильямс». А вы еще говорите скучно нынче в «Формуле-1». Раньше было лучше! Интрига и непредсказуемость.
В итоге чемпионат выиграл «Браун», а «Тойота» довольствовалось пятым местом. Седьмое было за «Уильямс». Миллионы долларов были брошены на то, чтобы остановить эту несправедливость.
С 2010 года двойной диффузор был под запретом. Деньги потратились в пустую. Обычная практика в «Формуле-1»…