صفر تا صد تیونینگ بدنه خودرو + مراکز تقویت بدنه در تهران، مشهد، تبریز

نحوی حرکت جریان هوا در کف و بر روی سقف خودروی شما، تاثیر بسزایی در عملکرد و ایمنی آن خواهد داشت. لذا رعایت اصول کلیدی در آیرودینامیک خودرو یکی از الزامات مهمی است که در طراحی بدنه اتومبیل‌ها لحاظ می­‌شود.به واسطه اهمیت موضوع، ارتقای آیرودینامیکی خودروها  به یکی از مسائل جدی و مهم روز در حوزه تونینگ تبدیل شده است.

آیرودینامیک علم بسیار وسیع و پیچیده‌ای است که پرداختن به آن، نیاز به دانش تخصصی بر روی جریانات هوایی و دینامیک گازها دارد که از حوصله این مقاله خارج است. ما در اینجا سعی می‌کنیم با اهتمام به قطعات موثر بر آیرودینامیک خودرو، آن را از دریچه‌ی دستاوردهای تیونینگ روز دنیا، بررسی کنیم.

احتمالا کسانی که مسابقات اتومبیلرانی را دنبال می_­کنند،با خودروهایی با پوشش های فیبرکربنی مواجه شده اند. استفاده از فیبر کربن مشخصا برای زیبایی یا جلوه بخشیدن به ظاهر خودرو استفاده نشده است.اصلی‌ترین دلیل استفاده از این فیبرها، هدایت هوا به مناطق هدف و انحراف جریان باد از مناطق نامطلوب جهت افزایش خاصیت آیرودینامیکی خودرو و شتاب هرچه بهتر آن است.

نحو حرکت خودرو در جریان هوا، تاثیر مستقیمی بر روی عملکرد، پایداری و ایمنی آن خواهد داشت. در ساده ترین نگاه تصور کنید بخش بزرگی از هوای در حال برخورد به سپر خودرو شما، از کف خودرو عبور کند؛ با عبور هوا قاعدتا به واسطه وجود چرخ ها، اگزوز، میل گاردان و اجزای سیستم تعلیق نیروی درگ بسیار زیادی به خودرو اعمال خواهد شد که اثر نامطلوبی بر شتاب گیری آن خواهد داشت.

درطراحی خودروهای امروزی برای کاهش این نیرو، انحنای بدنه ی خودروها را بیشتر می­‌کنند. اما مشکلات این نیروی مقاوم، در بدنه خودرو خلاصه نمی‌­شود؛ هوایی که با فشار زیاد از زیر و بالای خودرو عبور می‌کند نیروی رو به بالایی ایجاده کرده که سبب می‌­شود چسبندگی تایرها با زمین کم ‌شود؛ در نتیجه این اثر، فرمان پذیری خودرو کاهش یافته و احتمال منحرف شدن خودرو در پیچهای تند جاده بیشتر می­‌شود.

نیروی درگ در خودرو چیست؟ چه تاثیری بر روی شتاب خودرو دارد؟

درگ آیرودینامیکی، نیرویی است که مستقیما با حرکت اتومبیل مخالفت می‌­کند. به طور مشخص یک سوم نیروی درگ از قسمت زیرین ماشین ناشی می‌­شود. علاوه بر این، یک سوم دیگر از هوای عبوری از روی ماشین (بدنه بیرونی) و یک سوم باقیمانده جریان هوا از طریق قسمت‌های مشبک، رادیاتور، اینترکولر و از روی موتور عبور می‌­کند. برای فراهم شدن امکان مقایسه در نیروی درگ تولید شده توسط خودروهای مختلف، یک عدد بی‌بعد به نام ضریب درگ (Coefficient of Drag or Cd) تعریف می‌­شود. هر خودرویی دارای یک ضریب درگ بوده و این عدد در آزمایشگاه های تونل باد تعیین می­شود.

از این ضریب برای محاسبه مقدار نیروی درگ در سرعت های مختلف استفاده می­شود.

نیروی درگ برای یک جسم در سیال از رابطه زیر به دست می­آید:

هرچه ضریب درگ کمتر باشد، خودرو از نظر آیرودینامیکی طراحی بهتری دارد و در شتابگیری و حفظ سرعت عملکرد بهتری را از خود نشان می‌­دهد.

بازده معمول ضریب درگ برای خودروهای جاده ای عددی بین ۰.۳ تا ۰.۴ است.در برخی خودرو های خاص مثل پورشه تایکان های جدید این عدد به ۰.۲۲ هم می‌رسد.از طرفی خودروهای مسابقه‌ای فرمول یک از ضرایب درگ بالایی برخوردارند چرا که چرخ‌ها بیرون از بدنه و بیرون از گلگیرها قرار گرفته اند و درگ را بطور چشمگیری افزایش می­‌دهند.به طور مثال در F1 این ضریب حدود ۱ می‌­باشد.

جدول زیر ضرایب مقاومت را برای برخی از خودروها نشان می­دهد:

نیروی برآ و نیروی رو به پایین (Lift force & Downforce) چگونه روی شتاب خودرو تاثیر می‌گذارد؟

نیروی رو به پایین همان نیرویی است که بال‌های هواپیما هنگام پرواز تجربه می­‌کنند؛ با این تفاوت که به جای هل دادن به سمت بالا، خودرو را به سمت پایین فشار می­‌دهد. در واقع هرجسمی که از جریان هوا عبور می­‌کند، تحت تاثیر یکی از دو نیروی رو به پایین یا رو به بالا است.

بیشتر ماشین‌های مسابقه‌ای و بعضی از خودروهای معمولی با استفاده از وسایلی همچون بال معکوس، نیروی رو به پایین را تقویت می‌کنند تا در پیچ‌های تند خودرو روی جاده باقی بماند و همچنین هندلینگ خودرو افزایش یابد.

قطعاتی که برای تیونینگ بدنه خودرو در جهت بهبود خاصیت آیرودینامیکی خودرو استفاده می‌شوند

تیونینگ بدنه خودرو با اسپلیتر (splitter)

با اصابت هوا به قسمت جلوی اتومبیل (یا اصطلاحاً برخورد ماشین به هوا)، فشار افزایش می­یابد. این بدان معنی است که شما فشار زیادی در قسمت دماغه ماشین دارید. از طرفی فشار از تمام جهت ها به خودرو وارد می­شود (برخلاف سرعت که دارای یک جهت است)، که باعث می شود فشار بیشتری روی جلو و پایین دماغه ماشین نیز به وجود بیاید.

اما با این وجود اسپلیتر با محدودیت ها و نقاط ضعفی نیز همراه است. یک نقطه ضعف کوچک و در عین حال مهم اسپلیتر این است که مساحت سطح قسمت جلویی خودرو را افزایش می دهد، که این مسئله با افزایش نیروی درگ رابطه‌ای مستقیم دارد – اما مزایای آن مشخصا بیشتر از معایب آن است؛ مخصوصا زمانی که چسبندگی و هندلینگ از اهمیت بالایی برخوردار باشد.

استفاده از اسپلیتر در اتومبیل‌های مسابقه‌ای یک امر رایج است اما در پیست‌هایی که آسفالت نرم و فلت دارند و در خودروهایی که سیستم های تعلیق سفت‌تری دارند؛ اسپلیتر می‌تواند کارایی خود را بحد بهتری نشان دهد.

اما در ماشین‌های جاده‌ای بغیر از استفاده از اسپلیتر، راه‌های جایگزین نیز وجود دارد.

یکی از ساده ترین راهکارها کاهش ارتفاع ماشین است که می‌توان با پایین آوردن خودرو بر روی کویل اورها ، نیرو لیفت و درگ خودرو را بصورت همزمان کاهش داد و از هوای عبوری کف خودرو به میزان قابل توجهی کاست.به همین دلیل است که در خودروهایی مثل GTهای جدید ،سیستمی تعبیه شده است که در سرعت های بالا ارتفاع خودرو را به صورت اتوماتیک تا ۵۰ میلیمتر کاهش می‌­دهد.

تیونینگ بدنه خودرو با نصب کانارد (canard)

کاناردهای سپر (که به آنها dive plane نیز گفته می‌شود) محبوبیت چشمگیری در حوزه تیونینگ پیدا کرده‌اند و مانند اسپلیتر، نیروی رو به پایینی به جلوی ماشین اعمال می‌­کنند.کنارد ها معمولاً از فیبرکربن ساخته می‌شوند و به شکل معمول در ست‌های چهارتایی ،به دو طرف سپر جلو، ، پیچ می‌شوند.

کاناردها فقط در سرعت‌های بالاتر تاثیر محسوسی دارند و بهتر است برای تونینگ دقیق آیرودینامیکی استفاده شوند. برای خودروهای جاده‌ای، استفاده از کناردها با توجه به سطح عملکردی آنها، توجیه چندانی ندارد.

تیونینگ بدنه خودرو با بال عقب (rear wing)

همانطور که اسپلیترها نیروی رو به پایین را در جلوی خودرو افزایش می­دادند، بالهای عقب (rear wing) نیز نیرویی رو به پایین در عقب خودرو ایجاد می­کنند.برخی، بالهای پشتی را به اشتباه اسپویلر می­دانند در صورتی که این مسئله کاملا اشتباه است و این دو قطعه از نظر عملکردی دو رفتار کاملا مجزا و متفاوت دارند.

اسپویلر همان طور که از نام خود پیداست با تخریب جریان هواییِ نامطلوب در پشت خودرو،نیروی لیفت را کاهش داده و موجب افزایش راندمان می­‌گردد. در حالی که بال عقب، همانطور که در بسیاری از مسابقات اتومبیلرانی و در خودروهایی مثل Sierra  و  Escort Cosworths نصب شده است؛ وسیله‌ای است که در پشت خودرو نیروی رو به پایین ایجاد می­کند تا چسبندگی چرخ‌های عقب را افزایش دهد و باعث ثبات در حرکت خودرو شود.

بال عقب در Sierra Cosworth  در سرعت ۱۰۰ مایل در ساعت، توانایی تولید نیرویی معادل با ۸۰ تا ۷۰ کیلوگرم را داراست که در نوع خود بی‌نظیر است. بال عقب در Escort Cosworth نیز در سرعت ۱۰۰ مایل بر ساعت نیروی معادل با ۴۰ تا ۵۰ کیلوگرم را ایجاد می‌­کند، بنابراین می‌توانید ببینید که بال‌های عقب تا چه حد می‌توانند در چسبندگی و هندلینگ خودروها موثر باشند.

تفاوت ها و شباهت های اصلی بال و اسپویلر

از آنجایی که در برخی مقالات این دو قطعه یکسان تصور شده‌اند، بهتر است نگاهی علمی به تفاوت­ها و شباهت­های این دو قطعه داشته باشیم :

• بال و اسپویلر از بالارفتن قسمت عقب وسیله نقلیه در سرعت های بالا می­کاهند، اما از مکانیزم­های مختلفی استفاده می­کنند.
• بال ها، ایرفویل­‌هایی هستند که برای منحرف کردن مستقیم هوا به سمت بالا و در نتیجه فشار دادن عقب خودرو به سمت پایین طراحی شده اند. آنها به طور کلی کمی کشش(drag) را اضافه می­‌کنند.
• اسپویلرها سد راه جریان نامطلوب هستند و بنابراین می توانند جریان­های­ هوا را در اطراف خودرو تغییر شکل دهند. در نتیجه این عمل می­تواند به عقب خودرو کمک کند و با تغییر شکل موثر جریان هوای­ انتهای ­خودرو، کشش را کاهش دهد.
• برای تعیین کمّی عملکرد اسپویلر و بال، به علم دینامیک سیالات و یا آزمایش تونل باد و آیرودینامیک نیاز داریم.
• بال ها برای تعامل با هوای زیاد طراحی شده اند. در حالی که اسپویلرها در واقع هدایت کننده جریان هوا به دور از منطقه ای هستند که اسپویلر در آن قرار دارد. جریان زیاد هوا حتی قرار نیست آنها را تحت تأثیر قرار دهد.

زاویه حمله در تیغه باله‌ها از اهمیت بسیاری برخوردار است چرا که تأثیر زیادی بر درگ آیرودینامیکی می­گذارد و همچنین نحوه توزیع نیروها را تعیین میکند. به عنوان مثال، بال عقب Escort Cosworth به دلیل نوع دیفرانسیل  4WD (و نه RWD)، زاویه حمله متفاوتی نسبت به Sierra دارد. اگرچه اکثرت بال‌های عقب در بازار قابلیت تنظیم دارند اما شکل و موقعیت بال نیز در عملکرد آنها تاثیر بسزایی داد. اگر قصد دارید با یک هندلینگ بی نظیر و شتابدهی بالا از رانندگی در جاده ها لذت ببرید پیشنهاد می کنیم حتما این قطعه منحر به فرد را در خودرو خود نصب کنید.

یک قطعه جانبی دیگر که بر روی بال پشتی نصب میشود و نیروی باله را به حداکثر مقدار خود می­رساند،گورنی فلپ (Gurney flap) نام دارد. این قطعات در سال ۱۹۷۰ توسط یک راننده فرمول یک با همین نام مورد استفاده قرار گرفت.گورنی فلپ یک نوار کوچک است که، معمولا با زاویه قائم به روی سطح بال قرار داده شده و به جداسازی هوا از بال کمک می کند و نیروی رو به پایین را به حداکثر می­رساند.

اسپویلرها معمولاً در خودرو­های استیشن قدیمی و SUV استفاده م‌ی­شوند تا به دلیل شکل فیزیکی نامناسب انتهای خودرو، باعث کاهش فشارهای نامطلوب هوا شوند و باعث بهبود آیرودینامیک خودرو شود.

اسپویلرها در واقع با استفاده از هدایت بخش عمده ای از جریان هوا به اطراف ماشین، در انتهای آن کشش و نیروی رو به بالا را کاهش می‌دهند. شما با قرار دادن اسپویلر در انتهای خودرو در حال ایجاد سدی در برابر جریان نامطلوب هوا هستید تا بتوانید از این منطقه کم فشار به نفع خود استفاده کنید.و این تنها به دلایل زیبایی ظاهری که اسپویلر به خودرو ها می­‌بخشد؛ نیست.

تیونینگ چیست؟ ابتدا اطلاعات خود را در مورد این مفهوم بنیادی کامل کنید و بعد ادامه‌ی این مقاله را بخوانید!

آیا اسپویلر مصرف سوخت را بالا می‌برد؟

یک اسپویلر و بال استاندارد، مانند نمونه‌ای که با آزمایش تونل باد و آیرودینامیک طراحی شده است، نیاز به نیروی رو به پایین در سرعت‌های بالا را در مقابل مصرف سوخت در خودرو متعادل می­‌کند. با این حال، اگر یک اسپویلر واقعاً کار خود را انجام داده و نیروی رو به پایین تولید کند، مصرف سوخت را به ازای مسافت پیموده شده افزایش می­‌دهد.

زیرا در هنگام تولید نیروی رو به پایین، اسپویلر و بال چیزی به نام کشش القایی تولید می‌کنند که باعث می­‌شود ماشین برای حرکت با همان سرعت به توان بیشتری نیاز داشته باشد.

برای مثال در یک نتیجه گیری کلی به دست آمده از “مسابقات” Indy car ، هر سه پوند نیروی رو به پایین یک پوند کشش (drag) ایجاد می‌کرد، اگرچه ممکن است این روزها بال های آنها کارآمدتر شده باشند.

از طرف دیگر، اگر بدنه اتومبیل به گونه ای باشد که جریان هوا باعث ایجاد نیروی روبه بالا شود، ممکن است اسپویلر این نیرو را کاهش داده و مسافت پیموده شده و در ادامه مصرف سوخت را بهبود بخشد.

قطعات کمکی آیرودینامیکی تنها در جلو یا عقب خودرو نصب نمی‌­شوند: Sierra پنج در را به عنوان مثال در نظر بگیرید. در مدل‌های اولیه این خودرو از نوارهای لاستیکی اطراف شیشه‌های عقب خبری نبود و در نتیجه بادهای متقاطع باعث ایجادی ناپایداری در سرعت‌های بالا می‌­شدند. این مسئله توسط شرکت فورد در سال ۱۹۸۵ اصلاح شد و این شرکت با نصب نوارهای لاستیکی (معروف به strakes) این مشکل را در مدل های بعدی رفع کرد.

تیونینگ بدنه خودرو با کیت undertray

با بهینه‌سازی جریان هوا در زیر خودرو می‌توان به دستاوردهای بزرگی در زمینه آیرودینامیک خودرو دست یافت. طی سالیان گذشته راهکارهای مختلفی، به‌ویژه برای خودروهای مسابقه‌ای در این زمینه ارائه شده است. هدف اصلی ایجاد ناحیه‌ای با فشار کم در زیر خودرو است تا نیروی مخالفی به سمت بالا وجود نداشته باشد که در برابر نیروی رو به پایین ایجاد شده توسط اسپلیترها و اسپویلرها مقاومت کند.

راه اصلی برای ایجاد ناحیه ی کم فشار ، تسریع کردن جریان هوا در زیر خودرو است؛ این مسئله به اصل برنولی می­‌گردد که بیان می­‌کند افزایش سرعت هوا منجر به کاهش فشار می‌­شود.

برای دست یابی به چنین شرایطی نصب یک کفی کاملاً مسطح که به طور کامل زیر خودرو را می­پوشاند بهترین راه حل خواهد بود. اما راه‌حل دیگر برای اتومبیل‌های جاده ای استفاده از یک کیت undertray است که در زیر موتور امتداد می‌یابد تا درگ ایجاد شده توسط اجزای محفظه موتور را به حداقل برساند. این فناوری حتی به خودروهای جاده‌ای کم‌مصرف راه پیدا کرده است که از لبه جلویی کشیده شده و تا قسمت زیرین امتداد یافته و برای کاهش درگ و بهبود مصرف سوخت استفاده می­شود.

تیونینگ بدنه خودرو با دیفیوزر

دیفیوزر عقب کمک می­کند تا جریان هوای پرسرعت در زیر خودرو در شرایطی پایدار به هوای کم سرعت در پشت خودرو بپیوندد. این اختلاط سرعت هایِ مختلفِ هوا اغلب منجر به درگ ناخواسته می­شود،لذا به کمک یک دیفیوزر سعی می­شود تا با انبساط و کاهش سرعت هوایِ کفِ ماشین، اختلاط گونه های هوایی ، به شکل پایداری انجام شود.

دیفیوزرها از مواد اولیه مختلفی مانند الیاف کربن، پلیمر و کامپوزیت ساخته می‌­شوند. همچنین تیونرها اغلب اگزوزها را از طرفین دیفیوزر خارج می­‌کنند تا دود خروجی از اگزوزها به شتاب گرفتن جریان هوای زیر ماشین کمک کند.

استفاده از پره های طولی در دیفیوزرها رایج است و در سرعت بالا پایداری عقب خودرو را با کنترل جریان هوا ، تضمین کند. دیفیوزرها اغلب برای اتومبیل‌های مسابقه‌ای و پیست نصب می­‌شوند.

تیونینگ بدنه خودرو با کانال کشی یا داکتینگ (ducting)

کانال کشی در هر خودرویی حیاتی است، به‌ویژه در خودروهای توربوشارژر که مدیریت گرما در آن ها مشکل تر هست.با حضور اینترکولر، رادیاتور، خنک کننده روغن، کانال کشی می‌تواند راه مناسبی برای اطمینان از رسیدن جریان هوا به قطعه‌ای باشد که می‌خواهید خنک کنیم. به عنوان مثال، اگر شما یک اینترکولر مجهز به شکاف‌های بزرگ در بین سپر داشته باشید، هوا همیشه مسیری را انتخاب می کند که دارای کمترین مقاومت است.

لذا همواره جریان اندکی از محیط اطراف، وارد هسته ی اینترکولر می­شود و خنک سازی به شیوه درست انجام نمی‌گیرد. پس نصب یک داکتینگ (کانال کشی) مناسب می­‌تواند به ایجاد جریان هوا در بخش‌های خنک کننده خودرو کمک بسیاری کند؛ از طرفی داکتنیگ بر آیرودینامیک خودرو نیز می‌تواند اثرگذار باشد.

هود (دریچه) کاپوت نمونه شناخته شده ای از کانال کشی هوایی در خودرو است که باعث می‌شود جریان خروجی از دریچه هوای کاپوت، به صورت یکنواخت روی شیشه جلو خودرو و سقف حرکت می‌­کند و درنتیجه از میزان نیروی درگ کاسته شود و بهبود میزان مصرف سوخت خودرو را به همراه داشته باشد.

تیونینگ بدنه با شیشه‌های خودرو

دودی کردن شیشه‌ها، جلوه زیبایی به ظاهر خودرو می‌دهد و به وسیله‌ی آن با کمترین هزینه می توان تغییر زیادی در ظاهر خودرو به وجود آورد.

علاوه بر بحث تیونینگ، دودی کردن شیشه ها تا حد مشخصی، مجاز و حتی مفید است؛ زیرا از ورود اشعه های مضر خورشید به داخل کابین جلوگیری می کند. بسیاری از خودروهای امروزه به صورت پیش فرض، از شیشه دودی در شیشه های طرفین غیر از شیشه جلو استفاده می کنند.

اتومبیل های رقابتی ممکن است دارای پنجره های سبک وزن باشند ، یا ممکن است پنجره‌ها به طور کامل برداشته شوند، زیرا شیشه اتومبیل وزن قابل توجهی را اضافه می کند و به طور مخرب توزیع وزن را تغییر می دهد.

جاگزینی پنجره‌های پلاستیکی به جای شیشه­‌ای، علاوه بر محافظت از داخل خودرو و کم کردن وزن آن، به عامل آیرودینامیکی  کمک می کند. می توان از پلکسی­گلاس (Plexiglas) یا پرسپکس (Perspex) استفاده کرد که وزن آن نصف شیشه است؛ اما باید به خاطر داشت که شیشه‌ی جلو به دلایل ایمنی نباید عوض شود.

آیرودینامیک فعال چیست؟

آیرودینامیک فعال جدیدترین فناوری ارائه شده در این زمینه است که اکنون بسیاری از تولیدکنندگان آن را بر روی خودروهای تولیدی نصب می­‌کنند.

ECU خودروها با داشتن قطعاتی مانند فلپ‌های جلوپنجره‌ای که می‌­توانند حرکت کنند، آیرودینامیک خودرو را کنترل می‌کند. به عنوان مثال: شاتر جلوپنجره فورد دارای پره های افقی‌ای است که به کمک یک موتور کوچک باز و بسته می‌شود و میزان هوای عبوری از منافذ مشبک و قطعات خنک کننده را تنظیم می­‌کند.

تأثیر این تکنیک دو  مزیت را به همراه دارد: اول اینکه به موتور اجازه میدهد سریع‌تر گرم شود و در نتیجه انتشار آلایندگی اگزوز را کاهش می‌دهد. دوم، به کاهش درگ آیرودینامیکی کمک می‌کند .بنا به ادعا فورد وقتی جلوپنجره کاملاً بسته است،درگ خودرو می‌تواند تا شش درصد کاهش یابد.

این فناوری جدید در واقع برای بهبود اقتصادی خودروها طراحی شده است ، اما مزایای بالقوه ای برای افراد جویای سرعت نیز دارد، زیرا ماشین هایی همانند ابرخودروهای فورد GT از همان اصول برای بهبود عملکرد خود استفاده کرده اند. به عنوان مثال، هنگامی که بال پشتی مستقر می­شود، اسپلیتر جلو باعث عدم تعادل در نیروی رو به پایین می­شود، بنابراین GT دارای شکاف های بازشونده در سپر جلو است که به هوا اجازه می دهد اثرات اسپلیتر را از بین ببرد.

اکثر ما هنگامی که می ­خواهیم یک خودروی تیونینگ ­شده را از یک خودروی معمولی تشخیص دهیم، ابتدا به جنبه ­ی ظاهری خودرو توجه می ­کنیم و قطعات بیرونی برای ما از اهمیت بیشتری برخوردار هستند.

تیونینگ بدنه شامل ایجاد تغییراتی در بدنه اتومبیل به منظور زیبایی در خودرو، بهبود عملکرد فنی یا هر دو است. این نوع از تیونینگ همچنین می‌تواند در زمینه‌ی تغییر یا تعویض قطعات برای عملکرد بهتر آیرودینامیکی باشد.

برای سبک‌شدن خودرو، اجزای بدنه مانند کاپوت و آینه‌ها ممکن است با اجزای سبک‌تر جایگزین شوند.

در زیر ویدئویی جهت آشنایی بهتر شما با آیرودینامیک فعال یا active aerodynamic systems آماده کرده‌ایم:

سوالات متداول

در ادامه سوالاتی که امکان دارد برای شما در رابطه با موضوع تیونینگ بدنه‌ی خودرو بوجود بیاید آماده کرده‌ایم: