для чего нужны спойлеры
Что такое автомобильный спойлер: назначение, устройство и принцип работы
Автомобили оборудуют спойлером, чтобы изменить аэродинамические характеристики кузова за счет изменений направления воздушных потоков. Однако у него существует и другая функция, исключительно декоративная – на некоторые легковые автомобиль спойлер устанавливают исключительно из маркетинговых соображений – с ним машина выглядит спортивнее и агрессивнее.
Важно понимать разницу между спойлером и антикрылом: первый только направляет воздух, а второе еще и создает прижимную силу, тем самым уменьшая коэффициент воздушного сопротивления.
Первое антикрыло увидело свет в Америке на автомобиле Chevrole Chaparral 2E 1966 г. Оно опиралось на высокие стойки, и было огромного размера. Антикрылья стали своеобразной модификацией спойлеров, которые устанавливались на автомобили различных марок еще в довоенное время.
Устройство и принципы работы
Спойлер обычно состоит из одного или нескольких элементов и делится на несколько типов: по месту расположения, по стилю изготовления и методу крепления.
Остановимся на каждом типе подробнее. Спойлер может иметь разное расположение на кузове: это может быть так называемая «юбка» — аэродинамический обвес, который также называют «side skirts». Рельеф обвеса распределяет воздушные потоки по периметру автомобиля, «бросая» воздух на задние колеса (чтобы остудить тормоза), или направляя их на задний спойлер.
Существую также и «юбки» бамперов – рельефная накладка на передний и задний бампер. Именно на нее приходится основной поток воздуха. Обвес на бамперах «занижает» автомобиль – уменьшается дорожный просвет, за счет чего автомобиль лучше держит дорогу.
Еще спойлер устанавливают на багажник или на крышу. В этом случае хорошо видна разница между спойлером и антикрылом. Передняя кромка спойлера соединена с кузовом автомобиля, тогда как антикрыло крепится на одной или нескольких стойках.
Ни один из вышеперечисленных спойлеров не исключает другой, а скорее дополняет. После тюнинга автомобиль обычно получает весь комплект спойлеров.
Далее спойлеры разграничиваются по стилям изготовления, и такое разделение присуще американскому рестайлингу. По мнению североамериканских тюнеров существуют два стиля: OEM Style («заводской») и Custom Style («кастом»). Спойлеры в «заводском» стиле, как и следует из названия», не отличаются от оригинальных, которые предлагает сам производитель. А вот «кастом» — спойлеры многообразны: их изготавливают лимитированными партиями, и они могут быть совершенно разных форм и размеров.
Различаются спойлеры и по методу крепления. Их два: это опорные крепления и так называемые «липкие» — на двустороннем скотче.
Материалов, из которых изготавливают спойлеры, несколько. Самый распространенный из них – это углепластик, или карбон. Это легкий и вместе с тем прочный материал. Но из-за трудоемкости изготовления, цена на изделия из такого материала высока.
Заводские спойлеры в основной своей массе изготавливаются из ABS-пластика посредством литья. Это дешевый и легкий в обращении материал, однако при этом у него есть характерный минус – хрупкость.
Существуют и спойлеры, изготовленные из стеклопластика, или фибергласа. Это пластик на основе синтетических смол, армированный стекловолокном. Он дешевый, достаточно прочный и хорошо подается обработке, однако нерентабельный в массовом производстве.
И последний материал, который сравнительно недавно начали применять в изготовлении спойлеров – это силикон, или кремний органический полимер. Силикон отличается надежностью, термоустойчивостью и наибольшей пластичностью из всех вышеперечисленных материалов.
Зачем нужен спойлер или антикрыло
Спойлер в автомобиле – приспособление, которое корректирует аэродинамику кузова авто при помощи перенаправления воздушных потоков и борьбы с загрязнениями. В итоге аэродинамическое сопротивление машины уменьшается, а прижимная сила увеличивается. Спортивные и тюнинговые автомобили комплектуются спойлером для более эффективного передвижения.
Аэродинамика авто
Когда машина развивает скорость движения больше 130-140 км/ч, за ней образуется зона турбулентности, которая мешает управлению автомобиля. Во время движения поверхность авто подвергается обтеканию воздуха с трех сторон – сверху и с двух боков. В нижней зоне днища поток воздушных масс сталкивается с деталями, которые выступают, в следствии происходят беспорядочные завихрения. Область под днищем автомобиля и зона двигателя подвергается лишнему давлению. При этом машина приподнята за счёт того, что сила прижима снижена. Происходит снижение сцепления шин с дорогой, управление автомобилем становится менее комфортным. Аэродинамический обвес состоит из таких элементов – спойлер и антикрыло помогают решить подобную проблему.
Элементы, которые влияют на аэродинамику автомобиля
Имеются факторы не связанные с обвесом, но влияющие на качество аэродинамики машины. А именно это:
Спойлер или антикрыло
Важнейшей частью автомобильного обвеса и названием устройства для изменения динамики самолетов является спойлер. Отличие автомобильной и авиа конструкции лишь в противоположном принципе действия.
Любители скорости для более безопасной езды, устанавливают спойлер. В противном случае элемент обвеса будет служить лишь в декоративных целях. Обвес будет полезен при скорости передвижения больше 90 км/час.
Предназначение спойлера
Главная функция данной части обвеса – перенаправление потока воздуха при поездках на повышенной скорости. Управление становится лучше и снижается расход топлива. Спойлер на автомобиле уменьшает загрязнение заднего стекла.
Куда устанавливаются на машину элементы аэродинамического обвеса?
Антикрыло
По своему внешнему виду и форме антикрыло напоминает крыло самолета в перевернутом положении. Служит данный элемент для того что бы прижимать авто к дороге при движении. Соответственно чем больше скорость, тем эффект будет более выраженным.
Грамотная установка элемента аэродинамического обвеса будет положительно сказываться на характеристиках при передвижении и обеспечит хорошее управление. Не маловажным моментом является правильный подбор размера и места установки. Очень близкое расположение к корпусу авто, маленький или слишком большой размер не принесет нужного эффекта и будет служить декоративным элементом.
Минусы антикрыльев
Нужен ли автомобилю спойлер, и как его выбрать
Именно автолюбители, желающие улучшить динамические характеристики своего автомобиля, а заодно и несколько оживить его внешний облик, сделав машину не похожей на все, и перенесли в свое время в «гражданскую» жизнь такой спортивный атрибут как спойлер. Сейчас принято использовать понятие спойлер в более широком смысле этого слова и относить к нему любые элементы обвеса кузова автомобиля, предназначение которых сводится к изменению характеристик воздушного потока, воздействующего на движущийся автомобиль.
Для современного автолюбителя спойлер по-прежнему способен выполнить названные выше две основные функции, а вот необходим ли он вашей «ласточке», решать исключительно вам, для начала определившись, что такое спойлер, зачем он нужен и не навредит ли его установка автомобилю.
Правильно подобранный спойлер способен в определенной степени изменить аэродинамические характеристики кузова автомобиля в лучшую сторону, а, являясь в некотором роде элементом современного тюнинга еще и украсить его экстерьер.
Говоря простыми словами, спойлер помогает обеспечить автомобилю большую степень устойчивости на дороге при больших скоростях, а значит и лучшую управляемость, более спокойное прохождение поворотов, исключение факта преждевременного заноса автомобиля.
В некоторых случаях спойлер уменьшает попадание на стекла автомобиля грязи и воды в силу изменения характеристик воздушного потока, действующего на машину при движении. Эстетическая же функция спойлера сводится к созданию завершенного облика автомобиля, владелец которого желает привнести в него спортивные нотки.
Специалистами принято считать началом воздействия аэродинамических сил на автомобиль, скорости начиная от 80-90 километров в час. Именно с этого момента правильный спойлер начинает «работать».
Для обеспечения оптимальной управляемости и повышения степени устойчивости автомобиля на трассе необходимо воздействие на кузов нагрузки, которая должна приходиться на переднюю или заднюю ось машины.
Поскольку в силу особенностей конструкции автомобиля, при его движении создается аэродинамическая сила, которая заставляет переднюю часть машины приподниматься над дорогой, постольку и ухудшение управляемости, вызванное подъемом передней оси над дорожным покрытием, требует принятия адекватных мер. В качестве таковых как раз и возможно использование переднего спойлера, уменьшающего поток воздуха, проходящий под автомобилем.
Примерно аналогичную функцию выполняет и задний спойлер, применение которого целесообразно на автомобиле с приводом на задние колеса, что в свою очередь обеспечивает воздействие на ось прижимной аэродинамической силы и соответственно лучший контакт колес с дорогой.
На автомобиле с любым типом привода создание дополнительной прижимающей нагрузки с помощью воздушного потока, способствует и более эффективному торможению. Отлично справляются с этим боковые спойлеры, иначе называемые «расширители порогов».
Уменьшению фронтального сопротивления кузова воздушному потоку служит установка передних спойлеров — наклонных обтекателей.
Создание с помощью спойлеров определенного направления воздушного потока или его завихрения помогает избавиться от загрязнения, как задней части автомобиля, так и лобового стекла. Главное правильно при этом подобрать угол установки спойлера, что под силу только профессионалам.
Таким образом, при выборе спойлера необходимо учитывать функциональное назначение каждого из его видов, что поможет автолюбителю определить, нужен ли этот элемент тюнинга на его автомобиле вообще, и какой именно спойлер ему выбрать.
Не менее важным моментом при выборе спойлера является и место его приобретения, которое напрямую влияет как на его качество, способность выполнять свои задачи, так и на стоимость. Естественно, что при покупке спойлеров лучше всего обратиться к услугам специализированной тюнинговой фирмы.
При более высокой стоимости реализуемые такой фирмой спойлеры имеют надлежащее качество и действительно будут «работать» на автомобиле, а не только выполнять эстетическую функцию. Этому же способствует и возможность профессиональной установки спойлера, от которой зависит степень его полезности на вашей машине.
Небольшие магазинчики автозапчастей, а тем более авторынки смогут похвастаться лишь низкой ценой этих элементов тюнинга автомобиля, тогда как до 80 %, реализуемых здесь спойлеров иные функции, кроме украшения машины выполнять попросту не способны.
Более того, в таких местах, продаются, как правило, спойлеры «кустарного» производства, которые могут быть не безопасны как для вашего автомобиля, так и для других участников движения в случае повреждения их некачественного крепления. Отличает их и недолгий срок службы.
Выбирая спойлер, не лишним будет определиться и с материалом, из которого он сделан. В настоящее время большинство доступных спойлеров изготавливаются из пластика. Аналогичные модели, выполненные из карбона, более качественные, но и отличаются относительно высокой стоимостью. Алюминий помогает создать легкий, и в то же время архитектурно более привлекательный спойлер.
Недостаток пластиковых спойлеров, это их относительно недолгий срок службы, особенно в силу постоянного воздействия на них прямых солнечных лучей и разного рода дорожной «химии». Особенно это касается такого материала, как стеклопластик, из которого изготавливается большинство имеющихся на тюнинговом рынке подделок. Исключение здесь составляет так называемый пластик АБС, отличающийся своей практичностью.
Выбор в данном случае зависит от личных предпочтений и финансовых возможностей автолюбителя. Большинство моделей спойлеров достаточно стильны и удачно вписываются в общий экстерьер автомобиля. Подобрать для себя конкретную модель остается лишь делом вкуса.
При принятии решения о приобретении и установке комплекта спойлеров на свой автомобиль следует учитывать, что такой тюнинг разрабатывается и производится под конкретную модель автомобиля, поэтому сразу откажитесь от покупки «универсального» комплекта обвеса.
Хорошее направление для выбора той или иной модели спойлера, в том числе материала, из которого он изготовлен, дает получение информации с соответствующих автомобильных и тюнинговых форумов. В принципе, на них можно почитать даже отзывы о конкретной модели и ее практическом влиянии на аэродинамику автомобиля. Осмысление этой информации во многом поможет вам определиться с выбором.
Учитывая приведенные здесь основные моменты, относящиеся к назначению и выбору спойлеров для вашего автомобиля, вы сможете сделать действительно правильный и объективный выбор, а профессиональная консультация специалистов фирмы, занимающихся их установкой, сделает этот выбор еще и разумно осознанным.
Для чего нужен спойлер на автомобиле?
Множество машин, от спортивных болидов, до простых седанов имеют различные аэродинамические элементы на задней части автомобиля. Любой элемент, который устанавливается на крышку багажника, заднюю дверь или на край крыши, в обиходе, привыкли называть «спойлер». На самом деле существуют два разных приспособления, имеющие разное устройство. Давайте разберёмся, для чего нужен спойлер на автомобиле и что ещё называют спойлером.
Спойлер и антикрыло
Спойлер – это деталь, которая изменяет свободный поток воздуха. Задний спойлер – это элемент кузова, который устанавливается сзади автомобиля (на крышку багажника, или крышу). Спойлер не имеет зазора с кузовом. Если есть зазор, то это уже антикрыло. Как следует из названия (spoiler – помеха), задний спойлер мешает потоку воздуха, изменяет быстрый, ровный поток, идущий с крыши. Преграждая воздушный поток, спойлер меняет его, сокращает скорость потока воздуха и создаёт давление на заднюю часть, препятствуя её подъёму. Это одна из функций спойлера. Также, спроектированные специально для конкретных автомобилей, спойлеры, могут снижать общее сопротивление воздуха, создаваемое автомобилем.
Слева — антикрыло, справа — спойлер.
Антикрыло создаёт прижимную силу задней части автомобиля. Антикрыло – это, по сути, перевёрнутое крыло самолёта. Крылья самолёта генерируют подъёмную силу, которая помогает ему взлететь. Антикрыло действует также, но, так как оно представляет собой перевёрнутое крыло, то происходит генерирование прижимной силы. Отсюда и такое название (крыло – для взлёта, антикрыло – для прижимания). У крыла самолёта и у антикрыла разные углы атаки. У антикрыла угол атаки отрицательный. Если говорить проще, то поток воздуха оказывает большее давление на верхнюю часть антикрыла, а у крыла самолёта – на нижнюю.
На английском языке, откуда, собственно, и пришло слово «спойлер», нет названия «антикрыло». Там такой элемент кузова называют “wing” (крыло). При этом также в обиходе многие называют все элементы тюнинга, установленные сзади машины (и не только) spoiler. Хотя, слово «антикрыло» само по себе раскрывает смысл этого приспособления и не даёт путаницы. Антикрыло – крыло наоборот (перевёрнутое крыло).
В чём же разница антикрыла и спойлера?
В широком смысле, антикрыло – это тоже спойлер, но с особенной конфигурацией и со специализированной функцией. Антикрыло так же, как и все спойлеры служит помехой свободно текущему потоку воздуха и изменяет этот поток. Единственная функция антикрыла – генерирование прижимной силы.
Функции спойлера могут быть разными, в зависимости от того, на какое место кузова он установлен и какую форму имеет. Одна из функций заднего спойлера – препятствовать подъёму задней части кузова. Эту функцию он выполняет за счёт создания собой барьера на пути свободного потока. Воздух давит на спойлер и происходит прижим задней части. Также, спойлер может корректировать форму кузова, улучшая аэродинамику.
На кузовах, где крыша заканчивается, и дальше нет плавного продолжения в виде стекла и крышки багажника (на хэтчбэках, минивенах и пр.) создаётся турбулентность. Это увеличивает общее сопротивление и тормозит автомобиль. Правильно спроектированный спойлер (см. иллюстрацию) может уменьшить этот эффект, что в последствии отразится и на расходе топлива. Но это можно заметить только при длительных, скоростных движениях по трассе. При 120 км/ч и выше, 50% топлива уходит на преодоление сопротивления воздуха. Таким образом, снизив сопротивление, можно получить весомую экономию расхода топлива. В отличие от антикрыла, спойлер не требует точной регулировки при установке.
Возникает вопрос, зачем прижимать автомобиль к дороге?
На высоких скоростях (более 120 км/ч), воздух, задуваемый под автомобиль, начинает приподнимать его (начиная с задней части), как гигантское крыло. Из-за этого ухудшается управляемость, в особенности, при поворотах. Так, если попытаться повернуть машину на высокой скорости, то автомобиль может слететь с дороги.
Единственный способ уменьшить приподнимание автомобиля на скорости, это увеличить его вес. Проблема увеличения веса для улучшения сцепления в том, что это не помогает на поворотах, когда больше всего необходимо сцепление с дорогой. Дополнительный вес имеет инерцию, которую нужно преодолеть, чтобы повернуть. К тому же, из-за дополнительного веса, увеличивается расход топлива. Таким образом, увеличение веса автомобиля для лучшего сцепления с дорогой – это провальный путь.
Антикрыло – это, как раз, то устройство, которое помогает прижимать машину к дороге на высоких скоростях.
Его преимущество очевидно. Вместо тяжёлой неповоротливой машины, можно управлять автомобилем с лёгким весом, который легко контролируется и чем выше скорость, тем с большим усилием его прижимает к дороге. Но есть одно но. Каждый раз, когда антикрыло генерирует прижимную силу, оно также генерирует сопротивление воздуха. Сопротивление воздуха тормозит машину. Таким образом, дополнительная прижимная сила – это хорошо, а слишком много прижимной силы, даёт большое сопротивление, это уже плохо. Очень мощные спортивные машины, выступающие на Формуле 1, имеют такой показатель, который называется L/D‑коэффициент. Автомобильные дизайнеры стараются увеличить этот показатель, чтобы автомобиль достаточно хорошо прижимался к дороге и при этом не замедлялся.
Примеры применения антикрыла производителями мощных автомобилей
Для примера можно взять Koenigsegg ccx. Это автомобиль с двигателем 4.8 литра, выдающем более 750 лошадиных сил. Вес этой машины не превышает 1 тонны. Это неплохой автомобиль, но завоевал репутацию неуправляемого на высоких скоростях. Отсутствие заднего спойлера, при лёгком весе, сделало этот суперкар нестабильным на скорости и прохождение поворотов на скорости превращалось в ужас. После продолжительной критики, компания выпустила новую модель уже с установленным антикрылом.
Болид Формулы 1 на скорости 300 км/ч за счёт антикрыла генерирует прижимную силу, равную весу маленького автомобиля. Слишком сильное прижимание тоже не очень хорошо. По этой причине, Bugatti Veyron и McLaren P1 имеют выдвигающиеся антикрылья. Они выдвигаются, когда суперкары достигают скорости 120 км/ч., чтобы не слететь с дороги и немного задвигаются обратно, когда машина развивает скорость в 250 км/ч., чтобы огромная прижимная сила не вывела из строя заднюю подвеску.
Чтобы генерировать прижимную силу антикрыло должно иметь наклон (угол атаки). Скоростной поток сходит с крыши в направлении задней части автомобиля будет преграждён, антикрылом, который в свою очередь, создаст прижимную силу.
Вертикальные плоские элементы по бокам антикрыла предотвращает «растекание» воздуха по бокам и, в некоторых случаях, могут увеличить эффективность антикрыла на 30%.
Если антикрыло спроектировано не правильно, оно может давать лишнее сопротивление и при этом не «прижимать» машину. Обычно производители спойлеров и антикрыльев разрабатывают свои продукты для конкретных моделей автомобилей. Многих больше заботит не стабильность управления и сцепления с дорогой на высоких скоростях, а спортивный вид, который создают эти элементы тюнинга.
Важно, чтобы антикрыло было установлено под правильным углом.
Правильная, профессиональная установка антикрыла требует порядка 3 часов тестирования и регулировки в аэродинамической трубе. Неправильно установленное антикрыло может навредить аэродинамики автомобиля и увеличить сопротивление воздуха. Также, может генерироваться слишком большая прижимная сила задней части машины, что тоже плохо и ухудшит управляемость.
Накладка на передний бампер («губа», «юбка»)
В дополнение к спойлеру или антикрылу целесообразно устанавливать накладку переднего бампера. Она уменьшает зазор между бампером и дорогой, тем самым, уменьшая поток воздуха под машиной. Это также уменьшает подъёмную силу на высоких скоростях.
Испортить, чтобы улучшить: для чего автомобилю спойлер
Любители кино и литературы знают, что такое спойлер — это преждевременно раскрытая важная информация о сюжете произведения, которая портит всё удовольствие от него для тех, кто ещё только готовится посмотреть фильм или прочитать книгу. Для фанатов автомобилей спойлер означает в первую очередь элемент аэродинамики, но часто его путают с антикрылом и даже не всегда знают, для чего собственно нужен этот самый спойлер.
Спойлер представляет собой деталь (или комплекс деталей), основная задача которых — влиять на потоки воздуха, обтекающие автомобиль во время движения. Таким образом спойлер меняет аэродинамические характеристики кузова машины за счёт того, что «портит» (английское слов spoil — «портить» — и дало название элементу) естественный ход воздушного потока.
Для чего это делается. Чем быстрее может ехать автомобиль, тем сильнее на него влияет воздух. Потоки стремятся оторвать машину от дороги, образуя подъёмную силу — она нужна самолётам, задача которых подняться в воздух, но совершенно ни к чему автомобилям, которым, наоборот, нужно как можно лучшее сцепление с поверхностью. Чтобы добиться этого инженерам приходится искать возможности ухудшить течение потока воздуха так, чтобы он улучшил поведение автомобиля на дороге.