Tìm hiểu về khí động lực học trên ô tô

Khí động lực học là một trong số những công nghệ được ứng dụng và khiến ngành công nghiệp ô tô thay đổi rất nhiều. Vậy những ảnh hưởng của khí động học đến ô tô xảy ra như thế nào. Suaxenang.com sẽ giúp bạn trả lời câu hỏi đó thông qua bài viết sau, hãy cùng tham khảo nhé!

Khí động học là gì?

Khí động học thực chất là 1 môn khoa học, môn này sẽ giúp chúng ta nghiên cứu về dòng chảy của chất khí. George Cayley là người đầu tiên nghiên cứu về khí động học vào những năm 1800. Thông qua môn học này, ta có thể tính toán được vận tốc, mật độ hay áp suất của các dòng chảy khí.

Ngoài ra, ta có thể hiểu đơn giản rằng luồng gió các phân tử trong không khí chính là khí động học. Đối với xe ô tô, những dòng chảy này sẽ ảnh hưởng trực tiếp lên vỏ xe khi đang di chuyển. Bên cạnh đó, khí động học tạo ra lực ma sát giữa vỏ xe với các phần tử không khí, tạo nên lực cản khiến công suất của xe bị giảm xuống. Tuy nhiên, những ảnh hưởng của khí động học lên thân xe sẽ thay đổi tùy theo vị trí tác dụng lên xe hay tốc độ của xe.

Đối với xe ô tô, những dòng chảy này sẽ ảnh hưởng trực tiếp lên vỏ xe khi đang di chuyển
Đối với xe ô tô, những dòng chảy này sẽ ảnh hưởng trực tiếp lên vỏ xe khi đang di chuyển

Phân loại khí động lực học trên xe ô tô

Dựa theo nhiều yếu tố khác nhau mà ta có thể phân loại khí động học trên xe ô tô thành những loại sau:

Phân loại theo môi trường dòng chảy

Tùy theo môi trường dòng chảy ta có thể phân loại khí động học thành loại ngoại biên và loại nội biên, cụ thể là:

Khí động học ngoại biên: Đây là ngành học nghiên cứu dòng chảy không khí xung quanh vật rắn. Thông qua việc này ta có thể tính toán được lực hãm tạo nên ở các mũi của tên lửa hay lực nâng của cánh máy bay.

Khí động học nội biên: Đây là ngành áp dụng để nghiên cứu về dòng chảy không khí qua các động cơ phản lực.

>> Xem thêm: Tìm hiểu về cấu tạo và nguyên lý của biến mô thủy lực

Phân loại theo tỉ số vận tốc của dòng chảy so với vận tốc âm thanh

Tùy theo tỉ số giữa vận tốc âm thanh với vận tốc của dòng chảy mà ta có thể phân loại khí động học như sau:

  • Nếu vận tốc dòng chảy không khí nhỏ hơn vận tốc âm thanh thì gọi là dưới âm tốc.
  • Nếu vận tốc dòng chảy lớn hơn vận tốc âm thanh thì gọi là siêu thanh.
  • Nếu vận tốc dòng chảy lớn hơn vận tốc của âm thanh nhiều lần thì được coi là cực siêu thanh.
Nếu vận tốc dòng chảy không khí nhỏ hơn vận tốc âm thanh thì gọi là dưới âm tốc
Nếu vận tốc dòng chảy không khí nhỏ hơn vận tốc âm thanh thì gọi là dưới âm tốc

Phân loại theo tác dụng của độ nhớt dòng khí

Trong một số trường hợp, độ nhớt không đáng kể thì dòng chảy không khí được xem là không có độ nhớt.

Khí động lực học có tác động lên ô tô hay không?

Những tác động của khí động học lên ô tô đã được Eduard Rumpler nghiên cứu và áp dụng từ năm 1921. Cho đến ngày nay, khi nghiên cứu tác động của khí động học lên ô tô, các nhà nghiên cứu chia ra thành 3 loại như sau:

Lực nâng (Lift force)

Theo lý thuyết của khí động học, luồng không khí phía dưới gầm xe sẽ di chuyển một quãng đường ngắn hơn so với luồng không khí phía trên mui xe khi xe chuyển động. Tuy nhiên, theo nguyên lý Bernoulli thì quãng đường di chuyển của luồng không khí phía trước sẽ hơn phía sau. Vận tốc khác nhau của các dòng không khí sẽ có sự chênh lệch và tạo nên một lực nâng có phương vuông góc với bề mặt đường. Lực nâng này sẽ làm giảm độ bám đường của xe khi di chuyển.

Lực cản (Drag force)

Đây là lực cản của không khí, có phương song song với bề mặt di chuyển của xe. Đây được xem là tác động chính của khí động học lên xe ô tô bởi nếu xe di chuyển theo phương này sẽ khiến vận tốc tuyệt đối giữa xe và dòng khí là lớn nhất.

Lực cản của không khí, có phương song song với bề mặt di chuyển của xe
Lực cản của không khí, có phương song song với bề mặt di chuyển của xe

Lực hông (Side force)

Thông thường, đây là lực tác động nhỏ nhất của khí động học lên xe ô tô. Lực này được sinh ra do tác dụng của dòng khí lên hông của xe.

Những cách cải thiện tính năng khí động học

Sau nhiều nghiên cứu thì các nhà sản xuất xe ô tô đã tìm được rất nhiều phương pháp để cải thiện tính năng của khí động học, cụ thể như sau:

Cánh gió đuôi xe

Cánh gió phía sau đuôi xe được nhiều hãng xe thể thao và xe đua được trang bị thêm. Đa số mọi người đều cho rằng những cánh gió này chỉ để trang trí xe nhưng thật ra đây chính là bộ phận giúp giảm lực nâng từ phía mặt đường ảnh hưởng tới xe. Điều này sẽ khiến xe có thể hoạt động ổn định hơn ở tốc độ cao.

Cánh chia gió phía trước

Bộ phận này giúp chia gió phía trước và làm thay đổi luồng gió dưới gầm xe để làm giảm lực nâng khi xe di chuyển.

Lỗ thông khí

Những lỗ thông khí sẽ giúp luồng không khí tiếp cận với xe có thể đi qua 2 bên hông xe và làm giảm lực cản của khí động học. Qua đó, tốc độ của xe ô tô sẽ được cải thiện một cách đáng kể.

Những lỗ thông khí sẽ giúp luồng không khí tiếp cận với xe có thể đi qua 2 bên hông xe và làm giảm lực cản của khí động học
Những lỗ thông khí sẽ giúp luồng không khí tiếp cận với xe có thể đi qua 2 bên hông xe và làm giảm lực cản của khí động học

Lời kết

Việc áp dụng khí động lực học vào ngành công nghiệp sản xuất xe ô tô đã có những bước tiến lớn. Việc này còn giúp xe phá vỡ những giới hạn về tốc độ, giúp xe vận hành ổn định hơn và tiêu hao ít nhiên liệu hơn. Qua bài viết trên, suaxenang.com đã chia sẻ đến bạn những thông tin về khí động học. Hãy liên hệ với chúng tôi để được giải đáp những thắc mắc của bạn về khí động học.

Công ty Xe Nâng Asa chuyên cung cấp các dịch vụ về mua bán, cho thuê xe nâng hàng, sửa chữa xe nâng các hãng trên thị trường hiện nay. Ngoài ra chúng tôi còn cung cấp dịch vụ sửa xe nâng tại Bình Dương với giá rẻ và nhanh nhất.

Nếu các bạn đang có nhu cầu về xe nâng hàng, hãy liên hệ ngay với Công Ty Asa của chúng tôi để được giá ưu đãi và tư vấn rõ chi tiết hơn.