Diffusor (Automobil) - Diffuser (automotive)

Oben: Seitenansicht; Die roten Kreise markieren den vorderen Luftdamm / Splitter und den hinteren Diffusor. Unten: Hinten.

Ein Diffusor , in einem Kraft Zusammenhang ist ein förmigen Abschnitt des Auto hinteren welche das Auto verbessert die aerodynamische durch Verbesserung des Übergangs zwischen dem Hochgeschwindigkeitseigenschaften Luftstrom unter dem Fahrzeug und dem viel langsameren Freeluftströmung von der Umgebungsatmosphäre . Es bietet einen Raum, in dem sich der Unterbodenluftstrom verlangsamen und ausdehnen kann (im Volumen, da angenommen wird, dass die Dichte bei den Geschwindigkeiten, mit denen Autos fahren, konstant ist), so dass keine übermäßige Strömungstrennung und Luftwiderstand verursacht wird , indem ein gewisses Maß an " Wake Infill "oder genauer Druckwiederherstellung . Der Diffusor selbst beschleunigt den Fluss vor ihm, wodurch Abtrieb erzeugt wird . Dies wird erreicht, indem eine Geschwindigkeitsänderung der unter dem Diffusor strömenden Luft erzeugt wird, indem ihm ein Spanwinkel gegeben wird, der wiederum eine Druckänderung erzeugt und somit den Abtrieb erhöht .

Überblick

Wenn ein Diffusor verwendet wird, strömt die Luft von der Vorderseite des Fahrzeugs in den Unterboden, beschleunigt und reduziert den Druck . Am Übergang von flachem Boden und Diffusor gibt es eine Saugspitze. In diesem Übergang befindet sich im Allgemeinen der niedrigste Druck und wird als Hals des Diffusors bezeichnet. Der Diffusor entspannt dann diese Hochgeschwindigkeitsluft wieder auf die normale Geschwindigkeit und hilft auch dabei, den Bereich hinter dem Auto auszufüllen, wodurch der gesamte Unterboden zu einer effizienteren Abtriebserzeugungsvorrichtung wird , indem der Luftwiderstand des Autos verringert wird . Der Diffusor verleiht der Luft auch einen Aufwärtsimpuls, der den Abtrieb weiter erhöht.

Die Hinter- oder Vorderkante eines Diffusors kann einen Nolder erhalten - eine präzise kleine Lippe, einen Vorsprung oder einen Flügel, um seine Leistung zu verbessern.

Bedienung (Heckdiffusor)

Im hinteren Teil eines Fahrzeugunterbodens befindet sich normalerweise ein Heckdiffusor. Es beschleunigt die Geschwindigkeit des Luftstroms unter dem Auto. An der Diffusorausgangsstation hat der Luftstrom den gleichen Druck und die gleiche Geschwindigkeit wie die Umgebung. Da sich seine Geometrie im hinteren Bereich ausdehnt, ist der Austrittsbereich viel größer als der Einlass. Aus Gründen der Massenerhaltung hat der Luftstrom a viel höhere Geschwindigkeit am Diffusoreinlass und damit am gesamten Fahrzeugunterboden. Die Folge der Erhöhung der Strömungsgeschwindigkeit ist eine Druckreduzierung nach dem Bernoulli-Prinzip . Da der Druck unter dem Fahrzeug geringer ist als seitlich und über dem Fahrzeug, wird bei korrekter Umsetzung Abtrieb erzeugt.

Es gibt auch Frontdiffusoren (insbesondere bei Le Mans-Prototypen oder ähnlichen Fahrzeugen). Sie erzeugen jedoch Abtrieb nur aus dem Impulsaustausch mit der Luft, da ihnen nichts zum Fahren bevorsteht. Ein schlecht gestalteter Frontdiffusor kann einen Niederdruckbereich zur Vorderseite des Fahrzeugs hin erzeugen, der die Luft dahinter verlangsamt und die Wirksamkeit des restlichen Unterbodens verringert. Frontdiffusoren leiten normalerweise Luft vom Auto weg, so dass der Rest des Unterbodens nicht beeinträchtigt wird. Die Luft kann durch einen Kanal abgelassen oder in der Nähe der Vorderräder ausgestoßen werden.

Das Einspritzen des Auspuffs in den hinteren Diffusor kann auch dazu beitragen, die Luft unter dem Fahrzeug abzusaugen. Die Abgase regen die Grenzschicht effektiv an und tragen dazu bei, den Druck des sich schnell bewegenden Niederdruckluftstroms am Ausgang des Diffusors wieder auf den atmosphärischen Umgebungsdruck zu erhöhen. Diese sich schnell bewegende Luft hilft, den Diffusor schneller zu evakuieren, wodurch der Druck auf den Unterboden verringert wird. Dies macht den Diffusor jedoch ziemlich empfindlich gegenüber der Motordrehzahl. Wenn der Fahrer den Gashebel abhebt , wird der Abgasstrom stark reduziert, was den Diffusor weniger effektiv macht und das Fahrzeug des Abtriebs beraubt. Somit wird die Handhabung negativ beeinflusst.

Die Karosserie des Autos interagiert auch mit der Strömung durch den Diffusor. Der Frontflügel und die Nase erzeugen nicht nur Abtrieb, sondern sorgen auch dafür, dass "saubere Luft" um das Auto und vor allem unter dem Auto strömt. Saubere Luft unter dem Auto verhindert, dass im Diffusor eine Strömungstrennung auftritt, die die Leistung erheblich beeinträchtigen würde. Der Heckflügel wirkt sich auch auf den Diffusor aus. Wenn der Flügel niedrig und nahe am Diffusor montiert ist, hilft der niedrige Druck unter dem Flügel dabei, Luft durch den Diffusor zu saugen. Autos wie der Toyota Eagle MkIII und der Jaguar XJR-14 verwendeten zweistufige Flügel, um diesen Effekt zu verstärken. Ein Profil wurde hoch montiert, um relativ saubere Luft zu treffen. Das andere Profil wurde fast bündig mit der Karosserie hinter dem Fahrgestell montiert. Das Profil dieses Flügels wird verwendet, um den Diffusor anzutreiben, wodurch dieser Niederdruckbereich geschaffen wird, um die Luft aus dem Unterboden zu befördern. Laut Hiro Fujimori, Aerodynamiker für das Toyota Eagle MkIII- Projekt, erzeugte dieser Doppeldecker 18% mehr Abtrieb bei gleichem Luftwiderstand wie ein normaler Flügel. Umgekehrt konnten mit diesem "Red Baron" -Flügel gleiche Abtriebsniveaus erreicht werden, um den Luftwiderstand erheblich zu verringern.

Multi-Deck-Diffusoren

Im Jahr 2009 wurde das Formel-1- Raster kontrovers diskutiert. Schuld daran war der sogenannte Doppeldecker-Diffusor , der zunächst von Brawn GP , WilliamsF1 und Toyota Racing eingeführt , später aber von jedem Team eingesetzt wurde. Diese drei Teams hatten eine Regelungslücke ausgenutzt, die mehr Volumen im Diffusor ermöglichte. Die Regeln besagten, dass der Diffusor an einem Punkt starten muss, der mit der Mittellinie der Hinterräder ausgerichtet ist. Die Lücke ermöglichte Löcher im Unterboden senkrecht zur Bezugsebene (von oben gesehen nicht als Loch sichtbar), die einen Diffusorkanal speisten, der sich über dem Hauptdiffusor befand. Dies erhöhte den verfügbaren Abtrieb erheblich und war laut Mike Gascoyne etwa eine halbe Sekunde pro Runde wert . Die Teams beschlossen, die Doppeldecker-Diffusoren für 2010 wieder zuzulassen. Für 2011 beschloss die technische Arbeitsgruppe der Formel 1 jedoch, Mehrdeck-Diffusoren zu verbieten.

Splitter

Der Porsche RS Spyder Evo verwendet einen Frontsplitter in Kombination mit Tauchflugzeugen

Da die Vorderseite des Autos die Luft ohne Diffusor verlangsamt, ist dies der ideale Ort für einen Einlass. Hier wird üblicherweise ein Splitter verwendet, der dazu dient, den Abtrieb an der Vorderseite des Fahrzeugs zu erhöhen. Der Luftstrom wird durch einen Luftdamm über dem Verteiler zum Stillstand gebracht, wodurch ein Bereich mit hohem Druck entsteht. Unterhalb des Verteilers wird die Luft von der Stagnationszone weggeleitet und beschleunigt, wodurch der Druck abfällt. Dies erzeugt in Kombination mit dem hohen Druck über dem Verteiler Abtrieb. Je größer die Fläche des Splitters ist, desto mehr Abtrieb wird erzeugt. Bei den meisten Rennwagen mit geschlossenem Rad fügt sich die Unterseite des Verteilers nahtlos in den Unterboden ein und erzeugt eine große flache Ebene, die vom Heckdiffusor angetrieben wird. Einige Rennwagen, wie der Toyota GT-One , verwenden tatsächlich einen zusätzlichen Diffusor direkt hinter dem Splitter, um mehr Abtrieb zu erzeugen. Die von diesem Diffusor abgesaugte Luft wird durch Lüftungsschlitze in den Seitenkästen oder über dem Auto rund um das Cockpit abgesaugt.

Beispiele für Diffusoren und Splitter

Heckdiffusor, der bei einer Chevrolet Corvette C6.R aus dem unteren Stoßfänger herausragt . Beachten Sie die Bremsen zum Begradigen des Luftstroms.
Doppeldecker-Diffusor eines Formel-1-Autos ( Toyota TF109 ). Beachten Sie die Kanäle über dem Hauptdiffusor auf beiden Seiten des Lichts.
Heckdiffusor bei einem Porsche 918 Spyder unter dem Nummernschild sichtbar .
Großer Frontsplitter unter der Nase eines Audi R10 TDI
Frontsplitter sichtbar unter der Nase eines Aston Martin DBR9
Frontsplitter in Stoßstange eines Lotus Exige S integriert .
Kleiner Frontsplitter unter der Stoßstange des Subaru Impreza WRX .
Zweistufiger Heckflügel mit niedrigerem Profil zur Verbesserung des Diffusorluftstroms.
Vorderansicht eines Splitters auf einem NASCAR- Auto (weiß)
Seitenansicht eines Splitters auf einem NASCAR- Auto (weiß)