Od połowy lat siedemdziesiątych zwraca się coraz baczniejszą uwagę na opory aerodynamiczne samochodów, przede wszystkim osobowych, ale także i ciężarowych, upatrując słusznie silnego związku między oporami aerodynamicznymi a zużyciem paliwa. Zmniejszenie zużycia paliwa przez samochody jedynie poprzez poprawę sprawności silników jest już na obec­nym poziomie rozwoju tych silników stosunkowo mało efektywne i bardzo kosztowne. Te stwierdzenia odnoszą się do współczesnych silników, opra­cowanych konstrukcyjnie w ostatnim dziesięcioleciu. W zasadzie sztuka konstruowania nowoczesnych silników samochodowych polega na zapew­nieniu dużego i równomiernego napełnienia wszystkich cylindrów, przygo­towaniu mieszanki ubogiej o możliwie najwyższym stopniu odparowania paliwa oraz zapewnieniu niezbędnego zawirowania ładunku w cylindrach w okresie poprzedzającym zapłon i w trakcie jego trwania. Stąd wynika celo­wość stosowania w jednym cylindrze dwóch, a nawet trzech zaworów dolo­towych i dwóch wylotowych oraz wtrysku paliwa, zamiast zasilania gaźniko-wego. Najlepsze efekty konstruowania uzyskuje się poprzez kompleksowe działania w zakresie zmniejszenia oporu aerodynamicznego samochodu, zwiększania sprawności silnika oraz doboru przełożeń skrzynki przekład­niowej i głównej w celu optymalizacji zakresów ekonomicznej pracy silnika, prędkości i bieżącego obciążenia samochodu. Znaczenie ma także typ opon (radialne, diagonalne itd.) i rodzaj bieżnika. Tylko takie działanie kom­pleksowe może zapewnić osiągnięcie oczekiwanych rezultatów. Umieszczone na tyle samochodu odchylacze strumienia skutecznie natomiast zmniejszają aerodynamiczną silą nośną-działają cą na tylną część nadwozia, powodując zwiększenie nacisku na tylną os sa mochodu i przyczepność kol do nawierzchni jezdni. Znacznie skuteczniejsze oddziaływanie na sterowność samochodu mają spoilery przednie, instalowane w dole przedniej części nadwozia sa­mochodu, gdyż ich działanie zapewnia efektywnie ciągłość kontaktu przed­nich (kierowanych!) kół samochodu z nawierzchnią, „znieczulając" samo­chód na działanie bocznych podmuchów wiatru. Ważne dla sterowności samochodu jest to, że siły aerodynamiczne działają podczas jazdy w sposób ciągły, siły bezwładności natomiast, doci­skające osie kół jezdnych do nawierzchni drogi, są zmienne (nawet co do kierunku) i zależą od przypadkowych nierówności (wybojów) drogi. Koła, które w danej chwili utraciły kontakt z nawierzchnią drogi, nie mogą stero­wać kierunkiem ruchu samochodu. Duży udział sił aerodynamicznych w całkowitych oporach ruchu sa­mochodu w najczęściej wykorzystywanym zakresie prędkości, zwłaszcza o podczas występowania bocznego wiatru spowodował nie­mal powszechne stosowanie spoilerów we współczesnych samochodach osobowych, przynajmniej spoilerów przednich. Przykładów na naszych drogach jest wiele: od samochodów firm zachodnich poczynając (np. Ford Fiesta, Daihatsu Charade) poprzez samochody naszych sąsiadów , a na Polonezach kończąc. pokazano opływ powietrza wokół sylwetki samocho­du z zastosowanym spoilerem przednim (i bez niego) przy występowaniu wiatru bocznego. Uwidoczniony jest pozytywny wpływ wiru spływającego z kanału utworzonego przez ścianę czołową nadwozia i powierzchnię spoile­ra wzdłuż ściany nadwozia po stronie zawietrznej na całkowitą wielkość strefy zawirowanego strumienia za samochodem, a więc też na wartość oporu całkowitego. Konstrukcja samochodów osobowych (a także dostaw­czych oraz ciężarowych) umożliwia uzupełnienie ich sylwetki odpowiednio umiejscowionymi i ukształtowanymi odchylaczami strumienia (spoilerami). Na zamieszczono schematy usytuowania i zasadniczego ukształtowania przednich spoilerów w samochodach 126p oraz 125p. Odchylacz o szerokości zaledwie 70...80 mm powoduje zmniejszenie opo­ru aerodynamicznego samochodu o 4...5% przy napływie powietrza rów­noległym do kierunku jazdy i znacznie większe - przy bocznym wietrze Zainstalowanie przednich spoilerów w obu wymienionych typach samochodów powoduje ponadto korzystny efekt ograniczenia za-chlapywania przednich szyb podczas przejeżdżania przez kałuże wody i błota. Płaszczyzna spoilera powinna być odchylona od pionu o około 5... 10°, a ukształtowanie przejścia w strefie łączenia z blachą nadwozia naj­lepiej ustalić poprzez dopasowywanie indywidualnie szablonu z cienkiej tektury i przeniesienie uzyskanego obrysu najlepiej na blachę aluminiową lub stalową o grubości około 0,8... 1,2 mm. Spoiler może być wykonany z je­dnego kawałka blachy lub, w zależności od możliwości jej nabycia, z dwóch lub trzech odcinków łączonych niezależnie do blachy nadwozia za pomocą co najmniej dwóch śrub stalowych z nakrętkami o gwincie M5 lub M6 dla każdego odcinka. Dostatecznie sztywne połączenie uzyskuje się przez po­łączenie odchylacza z nadwoziem samochodu za pomocą 6-^8 śrub. Dol­na krawędź odchylacza nie powinna ograniczać prześwitu samochodu i po­winna być zagięta (zaokrąglona). Zainstalowanie w samochodzie, jako dodatkowego wyposażenia, spoilerów przednich, a także tylnych, nie jest jedynym sposobem poprawy cech aerodynamicznych samochodu. Badania aerodynamiczne komplet­nych samochodów (a nie ich pomniejszonych modeli) w tunelach aerody­namicznych umożliwiły ustalenie znacznego wpływu obecności wystają­cych rynienek przednich słupków nadwozia samochodu na jego całkowity opór aerodynamiczny. Na podstawie publikowanych wyników badań moż­na wnioskować, że w samochodzie 126p (o szczególnie znacznie wystają­cych rynienkach względem wielkości nadwozia w porównaniu z innymi sa­mochodami) opór wywołany przez rynienki może stanowić co najmniej 5% całkowitego oporu aerodynamicznego tego samochodu. Dlatego proponu­je się użytkownikowi obudowanie (w sensie aerodynamicznym) rynienek przednich folią z półsztywnego tworzywa sztucznego (np. błoną fotograficz­ną) - wsuniętą jedną krawędzią pod uszczelką przedniej szyby, a drugą krawędzią - w kanał rynienki tak, aby powierzchnia zagiętej folii nieco wy­stawała nad krawędź rynienki, Skutek zain­stalowania takiej osłony rynienki natychmiast zauważy użytkownik po uchy­leniu okna podczas jazdy, porównując efekty dźwiękowe powstające w ra­zie braku takiej osłony. Korzystając ponadto z zaproponowanego już sposobu intensyfikacji wentylacji wnętrza eliminującego potrzebę uchylenia okna można znacznie obniżyć poziom hałasu wewnątrz pojazdu, co skutecznie ogranicza znużenie kierowcy i pasażerów występujące za­wsze po dłuższej jeździe „Maluchem". Czytelnik zechce sam zwrócić uwagę na kształty sylwetek nadwozi samochodów osobowych (a także i ciężarowych) i korekty kształtu tych sy­lwetek w kolejnych modelach zmierzające do poprawy aerodynamiki. Jako niemal klasyczny przykład takiego ulepszenia może posłużyć ciągła modernizacja nadwozi samochodów osobowych Skoda lub ciężarowych Kamaz. Także w samochodzie Polonez znikły (w porównaniu z samocho­dem 125p) rynienki z przednich słupków, a następnie kolejno pojawiały się: spoiler tylny, przedni i coraz lepiej aerodynamicznie kształtowane zewnętrzne lusterka. Każde z tych działań ma na celu przede wszystkim zmniejszenie zużycia paliwa. Jak istotny jest wpływ oporów aerodynamicznych samochodów na zużycie paliwa, niech świadczą coraz częściej pojawiające się na dachu ka­bin samochodów ciężarowych odchylacze strumienia, ograniczające udział czołowo-płaskiej ściany skrzyni ładunkowej samochodu lub naczepy w cał­kowitym oporze aerodynamicznym samochodu. Z kabin samochodów cię­żarowych powoli znikają daszki nad przednimi szybami, a pojawiają się skrzelowe owiewki na narożach tych kabin (por. samochody Kamaz), osło­ny dolne przed przednimi osiami i właśnie owiewki dachowe. Ich wpływ na eksploatacyjne zużycie paliwa jest łatwy do zauważenia w dużych przed­siębiorstwach przewozowych i jest przedmiotem szczegółowych badań op­tymalizacyjnych. Efekty takich badań, odpowiednio przeliczone na wartości względne zużycia, odniesione do zużycia paliwa przy prędkości 70 km/h samochodu ciężarowego dużej ładowności Analiza krzywych pozwala na wyciągnięcie wielu interesujących wniosków eksploatacyjnych i konstrukcyjnych. Przykładowo w wersji stan­dardowej samochodu zmniejszenie prędkości do 60 km/h powoduje zmniejszenie zużycia paliwa o 7%, a zwiększenie prędkości do 80 km/h -zwiększenie zużycia paliwa aż o 25% (co stanowi 7 dm3 na 100 km przeby-wanej drogi!). Zastosowanie spoilera osłaniającego zespoły podwozia powoduje zmniejszenie zużycia paliwa średnio o około 10%, a dachowego odchyla-cza strumienia powietrza - nawet o 15%, przy czym zastosowanie obu tych elementów nie powoduje wprawdzie sumowania algebraicznego zaosz­czędzonego paliwa przez wprowadzenie każdego z nich oddzielnie, lecz ilość zaoszczędzonego paliwa w tym samochodzie osiąga średnio 7 dm3 na 100 km przebiegu w całym zakresie prędkości 60...80 km/h. Powszechnie są stosowane dachowe odchylacze strumienia w postaci lekko wypukłej płyty. Lepszych natomiast rezultatów można się spodziewać przy wykorzy­stywaniu odchylacza wykonanego w postaci bryły (ze ścianami bocznymi), ze względu na lepszy opływ tak ukształtowanego odchylacza przy występo­waniu wiatru bocznego. Byłoby dobrze, gdyby wszyscy kierowcy (i dysponenci) samochodów ciężarowych zdawali sobie sprawę z tego, jak wpływa sposób ustawienia ładunku w skrzyni ładunkowej oraz jej okrycia opończą (lub nie) na opór ae­rodynamiczny samochodu i moc niezbędną do jego ruchu, a więc i na zuży­cie paliwa. kilka charakterystycznych stanów skrzyni ładunkowej samochodu ciężarowego z zaznaczeniem wartości siły oporu aerodynamicznego odnoszonego do stanu z otwartą i pustą skrzynią ładunkową Porównano tam siły, a nie tylko współczynniki opo­ru aerodynamicznego, ze względu na różne powierzchnie czołowe rozwa­żanych sylwetek samochodu „zniekształconych" rodzajem skrzyni i roz­mieszczeniem ładunku. Wartości sił oporu aerodynamicznego wskazują na zapotrzebowanie mocy przy tej samej prędkości jazdy. Należy zwrócić uwagę, że okrycie skrzyni ładunkowej opończą powoduje zmniejszenie siły oporu aerodynamicznego o 14%, a poprzeczne ustawienie ładunku wzglę­dem osi pojazdu powoduje wzrost oporu aerodynamicznego o ponad 50%!. Powinni także wyciągnąć odpowiednie wnioski użytkownicy samochodów osobowych załadowując bagażniki dachowe swoich samo­chodów. Te porównania mają na celu zwrócenie uwagi na fakt, że właściwie każdy użytkownik samochodu zarówno osobowego, jak też ciężarowego może mieć wpływ na zużycie paliwa eksploatowanego pojazdu poprzez wybór prędkości jazdy, wprowadzenie modyfikacji aerodynamicznych (spoilerów i odchylaczy strumienia), a samochodów ciężarowych - dodat­kowo poprzez odpowiedni sposób ustawienia ładunku na skrzyni ładunko­wej, a także - celowość okrywania tej skrzyni opończą. Użytkowników samochodów osobowych niewątpliwie zainteresuje rozkład ciśnień działających na nadwozie, co między innymi ma wpływ na przepływ powietrza przez komorę silnikową i chłodzenie zespołu napędo­wego, przewietrzanie wnętrza samochodu, a także na ograniczenie możli­wości zasysania spalin (nawet z poprzedzających samochodów - jeśli są one poprawnie skonstruowane pod względem aerodynamicznym) oraz ograniczenie wzniecania kurzu z nawierzchni drogi. Informacje te mogą być przydatne zwłaszcza użytkownikom lubiącym „przyozdabiać" swoje samo­chody różnymi dodatkowymi nakładkami, chwytami powietrza itp., mający­mi rzekomo poprawić wentylację wnętrza, chłodzenie silnika (lub jego ogra­niczanie) itd. itp. rozkład ciśnienia powietrza wzdłuż obrysu sylwetki samochodu osobowego (w płaszczyźnie symetrii nadwozia) pod­czas jazdy oraz rozkład ciśnienia na nawierzchnię drogi w obszarze oddzia­ływania przejeżdżającego samochodu. Zwracają tu uwagę miejsca naścianie czołowej przodu samochodu oraz tylnej strefy pokrywy komory silniko­wej, tuż przed przednią szybą, w których występują nadciśnienia powie­trza. Miejsca te są wykorzystywane w samochodach do poboru powietrza służącego do wentylacji wnętrza samochodu. Nakładki z tworzywa sztucz­nego, instalowane często przez użytkownika na wlotach powietrza wenty­lującego (znajdujące się na pokrywie przed przednią szybą), powodują naj­częściej ograniczenie czynnego pola przekroju wlotowego i ograniczenie przepływu powietrza. Wyjątek stanowią fabrycznie instalowane nakładki w samochodach Polonez. Występujące podciśnienie w prześwicie między podwoziem samo­chodu, a nawierzchnią drogi (prześwit tworzy dyszę, w której występują duże prędkości przepływu - większe niż prędkości jazdy, stąd producenci coraz większą uwagę przywiązują do gładkiej i pozbawionej zewnętrznych występów podłogi samochodu) wymusza przepływ powietrza przez komo­rę silnikową przy jego przednim położeniu w samochodzie, zwłaszcza przy zainstalowanym przednim spoilerze Także obecność pły­ty osłonowej pod silnikiem (np. w popularnym u nas samochodzie Zastawa 1100p) nie tylko chroni silnik przed obłoceniem, lecz także intensyfikuje przepływ powietrza przez komorę silnikową; większe wartości podciśnień występują w obszarze za osią przednich kół samochodu. W podobny spo­sób podciśnienie w przestrzeni między nawierzchnią drogi a tylną częścią nadwozia (za osią kół) intensyfikuje przepływ przez komorę silnika umiesz­czonego z tyłu samochodu. Dlatego w samochodach 126p jest zainstalo­wana blacha osłonowa ze skrzelowo ukształtowanymi szczelinami. Wymianę powietrza w komorze silnika umieszczonego z tyłu intensy­fikuje obecność tylnego odchylacza strumienia (spoilera); powoduje on wó­wczas nadciśnienie na powierzchni pokrywy silnika i wzrost podciśnienia pod tylną częścią nadwozia, . Wartość podciśnie­nia w przestrzeni między tylną częścią podwozia a nawierzchnią drogi, a także podciśnienia na nawierzchni za samochodem można także zwięk­szyć stosując poprzeczne żebro na dolnej krawędzi tylnej części podwozia samochodu. Tworzące się podciśnienie pod samochodem i za samocho­dem sprzyja szybkiemu „rozmyciu" strumienia spalin za samochodem, zmniejszając możliwość przedostania się skondensowanego strumienia spalin do wnętrza jadącego z tyłu samochodu. Przytoczone tu elementarne informacje o właściwościach aerodyna­micznych samochodu i wskazane możliwości wykorzystania tych informa­cji do właściwego upakowania ładunku na skrzyniach samochodu ciężaro­wego oraz możliwości modyfikacji już eksploatowanych samochodów przez zainstalowanie właściwie ukształtowanych spoilerów i odchylaczy strumienia z pewnością pomogą użytkownikom poprawić cechy użytkowe eksploatowanych przez nich pojazdów. Współczesne samochody, a szczególnie obecnie wprowadzane do produkcji, charakteryzuje nie tylko funkcjonalność, lecz także dążenie do możliwie najbardziej poprawnych cech aerodynamicznych. Dotyczy to przede wszystkim samochodów osobowych, mikrobusów, samochodów dostawczych oraz autobusów dalekobieżnych i samochodów ciężaro­wych. Osiągane już dziś w seryjnych samochodach osobowych współ­czynniki oporu aerodynamicznego kształtują się na poziomie Cx=0,4...0,35, a niedługo osiągną niewątpliwie wartości na poziomie 0,3. Na tak małe wartości tego współczynnika wpływa nie tylko ogólny obrys sy- Iwetki samochodu, lecz w znacznym stopniu precyzja wykonania i możli­wości technologiczne wytwórcy; dotyczy to między innymi wzajemnego pa­sowania drzwi, klap, świateł i zderzaków do blach nadwozia z możliwie naj­mniejszymi uskokami i szczelinami (chyba że są one wymuszone właśnie względami aerodynamicznymi - do intensyfikacji wentylacji wnętrza samo­chodu lub ograniczenia brudzenia przedniej szyby lub tylnych lamp pozy­cyjnych), wklejania nośnych szyb do nadwozia itd. itp. Współczesne wymagania społeczne dopingują do wytwarzania kon­strukcji trwałych, niezawodnych, o możliwie najniższym poziomie energo­chłonności i materiałochłonności, o dużej ekonomiczności podczas eksplo­atacji. Mała masa konstrukcji, to nie tylko dobra dynamiczność samocho­du, lecz także mniejsze zużycie paliwa i mniejsza ilość spalin wydzielanych do atmosfery, zwłaszcza podczas jazdy miejskiej. Najbliższe lata przynio­są zapewne zbliżenie kształtu nowo produkowanych samochodów osobo­wych do znanych już takich jak Daihatsu Charade, Renault 5, Volkswagen Golf czy nowy Zaporożec, gdyż sylwetki tych samochodów łączą dość do­bre cechy aerodynamiczne z funkcjonalnością. Należy przypuszczać, że rozwój technologii wytwarzania i wykorzystywania materiałów lotniczych doprowadzi do konstrukcji jeszcze bardziej korzystniejszych pod wzglę­dem masy i cech aerodynamicznych, o kształtach zbliżonych do kadłubów współczesnych samolotów odrzutowych, równie lekkich i wytrzymałych, o szczególnie małych oporach aerodynamicznych.