Difüzör (otomotiv) - Diffuser (automotive)

Üst: Yan görünüm; kırmızı daireler ön hava barajını / ayırıcıyı ve arka difüzörü işaretler. Alt: Arka.

Bir otomotiv bağlamında bir difüzör , arabanın altındaki yüksek hızlı hava akışı ile ortam atmosferinin çok daha yavaş serbest akışlı hava akışı arasındaki geçişi artırarak otomobilin aerodinamik özelliklerini iyileştiren , arabanın arka kısmının şekillendirilmiş bir bölümüdür . Alt karoseri hava akışının yavaşlaması ve genişlemesi için bir alan sağlayarak çalışır (hacim olarak, yoğunluğun arabaların gittiği hızlarda sabit olduğu varsayılır), böylece bir derece sağlayarak aşırı akış ayrılmasına ve sürüklenmesine neden olmaz " dolguyu uyandırmak "veya daha doğrusu, basınç kurtarma . Difüzörün kendisi önündeki akışı hızlandırır ve bu da yere basma kuvveti oluşturmaya yardımcı olur . Bu o da basınçta bir değişim oluşturur ve dolayısıyla arttıran bir eğim açısına vererek difüzör altında akan hava hızındaki bir değişiklik oluşturarak elde edilir bastırma kuvveti .

Genel Bakış

Bir difüzör kullanıldığında, hava aracın önünden alt karoseriye akar, basıncı hızlandırır ve azaltır . Düz dip ve difüzör geçişinde emiş zirvesi vardır. Bu geçiş, genellikle en düşük basıncın bulunduğu yerdir ve difüzör boğazı olarak adlandırılır. Difüzör daha sonra bu yüksek hızlı havayı normal hıza geri döndürür ve aynı zamanda otomobilin arkasındaki alanın doldurulmasına yardımcı olur ve araç üzerindeki sürüklemeyi azaltarak tüm alt gövdenin daha verimli bir yere basma kuvveti üreten bir cihaz olmasını sağlar . Difüzör ayrıca havaya yukarı doğru momentum kazandırır ve bu da yere basma kuvvetini daha da artırır.

Bir difüzörün arka veya ön kenarı , performansını artırmak için hassas bir küçük dudak, çıkıntı veya kanat gibi bir nolder alabilir .

Çalışma (arka difüzör)

Bir arabanın alt gövdesinin arka kısmı, genellikle bir arka difüzörün bulunduğu yerdir. Arabanın altındaki hava akışının hızını hızlandırarak çalışır. Difüzör çıkış istasyonunda hava akışı ortam ile aynı basınç ve hızdadır, çünkü geometrisi arka bölgeyi genişlettiği için çıkış alanı girişten çok daha büyüktür, bu nedenle kütlenin korunması prensibi için hava akışı bir difüzör girişinde çok daha yüksek hız ve sonuç olarak tüm otomobilin altında. Artış akış hızının sonucu, Bernoulli prensibine göre basınçta bir azalmadır . Kabinin altındaki basınç, aracın yan ve üst kısmından daha düşük olduğundan, doğru şekilde uygulandığında bastırma kuvveti üretilir.

Ön difüzörler de mevcuttur (özellikle Le Mans Prototiplerinde veya benzer arabalarda); ancak önlerinde gidecek hiçbir şey olmadığından, tamamen havayla olan momentum değişiminden bastırma kuvveti üretirler. Kötü tasarlanmış bir ön difüzör, aracın ön tarafına doğru, arkasındaki havayı yavaşlatan ve alt gövdenin geri kalanının etkinliğini azaltan bir düşük basınç bölgesi oluşturabilir. Ön difüzörler genellikle havayı arabadan uzağa yönlendirir, böylece alt gövdenin geri kalanını etkilemez. Hava bir kanaldan tahliye edilebilir veya ön tekerleklerin yanından dışarı atılabilir.

Egzozun arka difüzöre enjekte edilmesi , havanın arabanın altından çıkarılmasına da yardımcı olabilir. Egzoz gazları, sınır katmanına etkili bir şekilde enerji verir ve düşük basınçlı, hızlı hareket eden hava akımının basıncını, difüzörün çıkışında ortam atmosfer basıncına geri yükseltmeye yardımcı olur. Bu hızlı hareket eden hava, difüzörü daha hızlı tahliye etmeye yardımcı olur ve bu da alt gövdedeki basıncın düşmesine yardımcı olur. Ancak bu, difüzörü motor hızına oldukça duyarlı hale getirir. Sürücü gaz kelebeğini kaldırdığında , egzoz akışı büyük ölçüde azalır, bu da difüzörü daha az etkili hale getirerek aracı yere bastırma kuvvetini ortadan kaldırır. Böylece kullanım olumsuz etkilenir.

Otomobilin gövdesi de difüzörden geçen akışla etkileşime giriyor. Ön kanat ve burun, yere basma kuvveti oluşturmanın yanı sıra, "temiz hava" nın etrafta ve daha da önemlisi arabanın altında akmasını sağlamaya çalışır. Aracın altındaki temiz hava, difüzörde akış ayrımının oluşmasını önler ve bu da performansını ciddi şekilde azaltır. Arka kanat da difüzörü etkiler. Kanat difüzöre yakın ve alçak monte edildiğinde, kanat altındaki düşük basınç difüzörden havanın emilmesine yardımcı olur. Toyota Eagle MkIII ve Jaguar XJR-14 gibi otomobiller, bu etkiyi arttırmak için iki katmanlı kanatlar kullandı. Nispeten temiz havaya çarpmak için bir profil yükseğe monte edildi. Diğer profil, şasinin arkasındaki üstyapı ile neredeyse aynı hizada monte edildi. Bu kanadın profili, difüzörü sürmek için kullanılır ve havanın alt gövdeden taşınmasına yardımcı olmak için bu düşük basınç alanını oluşturur. Toyota Eagle MkIII projesinin aerodinamikçisi Hiro Fujimori'ye göre , bu çift düzlemli kanat, normal bir kanatla aynı sürükleme için% 18 daha fazla bastırma kuvveti üretti. Tersine, bu "Kızıl Baron" kanadı ile önemli ölçüde azaltılmış sürükleme için eşit bastırma kuvveti seviyeleri elde edilebilir.

Çok katlı difüzörler

2009 yılında, Formula 1 ızgarası tartışmalara karışmıştı. Suçlu, ilk başta Brawn GP , WilliamsF1 ve Toyota Racing tarafından tanıtılan , ancak daha sonra her ekip tarafından kullanılan sözde çift katlı difüzördü . Bu üç ekip, difüzörde daha fazla hacme izin veren kurallardaki bir boşluktan yararlandı. Kurallar, difüzörün arka tekerleklerin merkez çizgisine hizalı bir noktada başlaması gerektiğini belirtti. Boşluk, ana difüzörün yukarısındaki bir difüzör kanalını besleyen, referans düzlemine dik (doğrudan yukarıdan bakıldığında bir delik olarak görünmez) alt gövdede deliklere izin verdi. Mike Gascoyne'e göre bu, mevcut bastırma kuvvetini büyük ölçüde artırdı ve tur başına yaklaşık yarım saniye değerindeydi . Ekipler çift katlı difüzörlere 2010 için tekrar izin vermeye karar verdi. Ancak, 2011 için Formula 1 Teknik Çalışma Grubu çok katlı difüzörleri yasaklamaya karar verdi.

Bölücüler

Porsche R Örümcek Evo dalış düzlemleri ile birleştirilmiş bir ön ayırıcı kullanan

Aracın ön tarafı difüzör olmadan havayı yavaşlattığı için burası bir giriş için ideal bir yer. Burada yaygın olarak bir ayırıcı kullanılır ve arabanın önündeki bastırma kuvvetini artırmaya hizmet eder. Hava akımı, bir hava barajı tarafından bölücünün üzerinde durgunluğa getirilir ve bu da yüksek basınçlı bir alana neden olur. Bölücünün altında, hava durgunluk bölgesinden uzağa yönlendirilir ve hızlanarak basıncın düşmesine neden olur. Bu, ayırıcı üzerindeki yüksek basınçla birleştiğinde bastırma kuvveti oluşturur. Bölücünün alanı ne kadar büyükse, o kadar fazla bastırma kuvveti üretilir. Çoğu kapalı tekerlekli yarış arabasında, ayırıcının alt tarafı, arka difüzör tarafından tahrik edilen büyük bir düz düzlem oluşturarak, alt tavana sorunsuz bir şekilde entegre olur. Toyota GT-One gibi bazı yarış arabaları, daha fazla bastırma kuvveti oluşturmaya yardımcı olmak için aslında ayırıcının hemen arkasında ek bir difüzör kullanır. Bu difüzör tarafından çıkarılan hava, yan bölmelerdeki veya kokpitin etrafındaki arabanın üzerindeki havalandırma deliklerinden dışarı atılır.

Difüzör ve ayırıcı örnekleri

Bir Chevrolet Corvette C6.R'de tamponun altından çıkıntı yapan arka difüzör . Hava akışını düzeltmek için şeritlere dikkat edin.
Bir Formula 1 otomobilinin ( Toyota TF109 ) Çift Katlı difüzörü . Işığın her iki yanındaki ana difüzörün üzerindeki kanalları not edin.
Arka difüzör, bir Porsche 918 Spyder'daki plakanın altında görülebilir .
Bir Audi R10 TDI'da burnun altında büyük ön ayırıcı
Aston Martin DBR9'da burnun altında görünen ön ayırıcı
Ön ayırıcı, Lotus Exige S'nin tamponuna entegre edilmiştir .
Subaru Impreza WRX'in tamponunun altındaki küçük ön ayırıcı .
Difüzör hava akışını iyileştirmek için alt profil monte edilmiş iki katmanlı arka kanat.
Bir NASCAR arabasındaki bir ayırıcının önden görünümü (beyaz)
Bir NASCAR arabasındaki bir ayırıcının yandan görünümü (beyaz)