Aerodynamika řeší hluk i špinění vozu 
25.8.2009
Ve společnosti Škoda Auto se prouděním vzduchu neboli aerodynamikou, která ovlivňuje i spotřebu paliva, emise škodlivin a jízdní vlastnosti vozu, zabývá oddělení předvývoje.

„Dnes jsou k dispozici daleko modernější a účelnější nástroje, než měli ve svých dobách bratři Wrightové nebo boleslavský vzduchoplavec Metoděj Vlach,“ říká specialista aerodynamiky Jan Jagrik z oddělení TZP – předvývoj. „Díky využívání těchto zařízení a metod se jednak snižuje aerodynamický odpor a vztlak všech nově vyvíjených vozů a tím se přispívá ke snižování spotřeby paliva a emisí škodlivin, ale zlepšují se i jízdní vlastnosti. Snižování aerodynamického odporu je nutné i z důvodu neustálého zvětšování vozů. Zákazníci vyžadují stále větší pohodlí a více vnitřního prostoru, přísnější bezpečnostní předpisy, stále větší deformační zóny kolem celé kabiny, a vozy proto narůstají a dochází ke zvětšování jejich čelní plochy. Nárůst plochy je proto nutné kompenzovat snížením součinitele aerodynamického odporu, aby byly dosaženy přijatelné jízdní parametry vozu.“

Aerodynamický vztlak a jeho správné rozdělení mezi přední a zadní nápravu je jedním z rozhodujících faktorů pro dosažení jízdní stability. Bezpečné chování vozu ocení řidič zejména při náhlém poryvu bočního větru, kdy vůz drží stopu a nevyžaduje korekci otočením volantu. Nestabilní vůz naopak řidiče nutí korigovat směr jízdy volantem a někdy i zpomalit. „Místem, kde se provádějí aerodynamická měření, je aerodynamický tunel – ohromná budova s ventilátorem o příkonu malé elektrárny, který dokáže rozhýbat požadovanou rychlostí masu vzduchu proti autu stojícímu na aerodynamických vahách,“ vysvětluje Jan Jagrik. „Ty měří aerodynamické síly a momenty, podle nichž naši specialisté společně s designéry dávají vznikajícímu vozu funkční a zároveň esteticky atraktivní tvar. Provoz aerodynamického tunelu je cenově velmi náročný, a proto se každé takové měření pečlivě a do detailu připravuje.“

Nákladný je provoz aerodynamického tunelu a nákladná je i jeho stavba. V České republice proto nebyl dosud postaven žádný aerodynamický tunel, kde by se dal měřit celý vůz v měřítku 1:1. Pro aerodynamická měření celých vozů využívá Škoda Auto koncernové aerodynamické tunely ve Wolfsburgu a Ingolstadtu. První návrhy vozů však nevznikají v plné velikosti, ale v menším měřítku – např. 1:4. Měření na těchto precizních modelech s hliněným povrchem, který se dá velmi rychle a snadno modifikovat, jsou prováděna v Praze, v tunelu Výzkumného zkušebního leteckého ústavu v Letňanech.

Vyspělé počítačové simulační nástroje, známé pod označením CFD (Computational Fluid Dynamics), našly v posledních letech svoje uplatnění i při vývoji aerodynamiky automobilů.Pro CFD simulaci není potřeba reálný vůz, ale pracuje se pouze s počítačovými CAD modely. Dnes zuří „virtuální vichřice“ na desítkách procesorů výpočetních serverů již v době, kdy první prototypy nejsou ani zkonstruované. „CFD programy poskytují našim specialistům širokou škálu možností, jak zviditelnit proudění kolem a uvnitř vozu v libovolných detailech a pohledech,“ doplňuje Jan Jagrik. „Naši odborníci se dnes ovšem nezabývají zdaleka jen prouděním vzduchu kolem povrchu karoserie, ale musí se věnovat i dalším partiím vozu. Například všechny plastové kryty pod podlahou plní důležitou roli při usměrňování proudění v mezeře mezi vozem a vozovkou a pomáhají snižovat aerodynamický odpor a vztlak. Spousta práce rovněž čeká naše vývojáře i při usměrňování proudění vzduchu pod kapotou vozu, protože současné motory a převodovky je nutno efektivně chladit, aby mohly fungovat na maximální výkon, pro jehož dosažení zároveň potřebují nasát dostatečné množství vzduchu do sacího traktu. Stejně tak brzdy potřebují dostatek vzduchu k chlazení, aby správně fungovaly a neohrozily řidiče z důvodu svého přehřátí,“ vysvětluje specialista na aerodynamiku. V poslední době je kladen velký důraz i na oblast špinění vozu. Běžně se v aerodynamických tunelech pomocí vodních trysek zkouší funkce stěračů a přetékání vody přes A-sloupek a následné znečišťování bočních skel a zpětných zrcátek. Simuluje se i rozstřik vody od kol vozu a zaznamenávají se oblasti na karoserii, kam rozstřikovaná voda dopadá, a její chování po dopadu. Ve vychlazeném tunelu se rovněž simuluje pomocí speciálních sněhových děl i ulpívání sněhu, tzv. zasněžování, na karoserii vozu a jeho usazování v motorovém prostoru.

Vedle špinění lze ve speciálních aerodynamických tunelech měřit i aeroakustiku, aerodynamický hluk vznikající vlivem turbulentního proudění a jeho interakce s povrchem vozu. Se snižováním hlučnosti pneumatik a mechanických prvků, jako je motor a převodovka, vystupují zejména ve vyšších rychlostech do popředí právě aerodynamické hluky, které je nutné eliminovat. Rovněž je nutné zmínit i fakt, že ani proudění v interiéru kabiny vozu není při vývoji vozu opomíjeno a řeší jej pracovníci z konstrukce karosérie.

Aerodynamika automobilů je nevyzpytatelná disciplína, protože na každém typu karoserie vozu fungují stejná opatření odlišně a rozdíly bývají i mezi variantami motorů stejných vozů. „Někomu se může rovněž zdát paradoxní, že odpor vozu se snižuje přidáváním dílů, na které působí nezanedbatelné odporové síly,“ tvrdí Jan Jagrik. „Například pokud pod přední nárazník vozu přidáme spoiler, pak na něj působí poměrně značná odporová síla. Celkový aerodynamický odpor vozu se přesto sníží, protože spoiler příznivě ovlivňuje proudění kolem celého vozu a změní poměry proudění i daleko za vozem. Takovýchto paradoxů využívají naši specialisté poměrně často.“

Failed to render "News Control 1" column because of an error in the "SkodaAuto News Control" field type control. See details in log. Exception message: Value cannot be null. Parameter name: source.