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.
Что такое спойлер и какая у него роль в современном автомобиле?
Виды тюнинговых элементов
Существует разделение спойлеров на виды по разным критериям: стиль, расположение на кузове и материала.
К сожалению, спойлер индивидуального стиля может наоборот испортить имеющуюся аэродинамику кузова.
Недостатки спойлеров
Несмотря на явную полезность активных задних спойлеров-антикрыльев, у них есть и слабые стороны, которые зачастую отпугивают тюнеров от установки на крышку багажника. И тогда все ограничивается монтажом декоративного внешнего обвеса на переднюю и боковую часть автомобиля. Впрочем, дело личного выбора, но для этого выбора нужно рассказать, что ожидает владельца машины с антикрылом.
Чтобы установить активный спойлер, требуется сверление кузовной панели – иначе надежно зафиксировать деталь не удастся. При этом следует использовать только качественные крепления, так как на высоких скоростях антикрыло испытывает серьезные нагрузки. Естественно, что со временем в точках сверления может появиться ржавчина, предотвратить дельнейшее распространение которой очень трудно. Профессионалы места сверления всегда обрабатывают антикоррозионным составом, однако, он тоже отнюдь не сверхгерой в борьбе с окислительными процессами.
Трудоемкость мойки автомобиля
, так как спойлеры нуждаются в тщательной очистке вручную. Ведь направлять на них мощный напор воды не рекомендуется, так как это может привести к повреждению конструкционных элементов. Причем в этом плане чаще всего страдают не спортивные обвесы – они делаются из высокопрочных материалов, более устойчивых к механическим повреждениям – а «гражданские», то есть декоративные. Однако и те, и другие в любом случае мыть достаточно трудно.
Вероятность обратного эффекта.
В силу того, что любая модель автомобиля, независимо от автопроизводителя, обладает индивидуальными характеристиками – а аэродинамика является одной из них – подбор спойлеров должен осуществляться тоже индивидуально. Ведь в одной части машины приходится снижать подъемную силу, а в другой увеличивать – именно так подбирается безопасный баланс. Именно по этой причине в тюнинг-ателье практикуется пакетная установка внешних обвесов, после которой каждый из них должен выполнять «правильную» функцию. И совсем другое – дилетантские методы, которые практикуют механики-кустари: из-за непрофессиональных действий устойчивость автомобиля и его управляемость снижаются.
Затрудненность движения задним ходом
. Если на багажнике установлено высокое и объемное антикрыло, это ухудшает обзор при использовании задней передачи. Разумеется, камеры заднего вида наряду с парктроником, выводящие «картинку» на экран в салоне, решают эту проблему. Однако далеко не на каждом автомобиле такие электронные ассистенты предусмотрены.
Возможность поломки во время движения
. Если монтажом спойлеров занимались специалисты с сомнительной репутацией – а они обычно используют ненадежные крепления, да и в целом правильность процесса не выдерживает никакой критики – то внешний обвес может отломаться и отлететь в сторону либо назад. В любом случае создается аварийная ситуация для соседей по полосе и идущих сзади автомобилей, виновником которой однозначно будет признан владелец машины со спойлерами.
Принцип работы спойлера
Спойлер на крыше – создает дополнительное давление воздуха над багажником автомобиля. При его отсутствии образуется разрежение воздуха, что уменьшает прижимную силу авто сзади.
Задний спойлер — увеличивает сопротивление воздушного потока, улучшая сцепление с дорогой. Также, разрежает давление воздуха под днищем, что также улучшает аэродинамику.
Юбка на переднем бампере – уменьшает давление воздуха на переднюю часть машины, увеличивая прижимную силу, сокращая сопротивление воздуха, что уменьшает трение, и опять-таки позволяет увеличить качество сцепления с дорогой. Хорошо влияет на работу системы охлаждения в авто.
Как работает спойлер
При проведении тюнинга часто устанавливают автомобильный спойлер, или аэродинамический обвес. Спойлер на машине – это элемент или комплект элементов, устанавливаемый на кузов с целью улучшения аэродинамики и внешнего вида. Обвесы перенаправляют воздушные потоки, снижая аэродинамическое сопротивление. Они придают кузову более агрессивный вид, модель приобретает черты крутой спортивной тачки, похожей на гоночные болиды «Париж-Дакар».
Спойлер и антикрыло на авто выполняют похожие функции. Антикрыло – устройство, похожее на крыло самолета. Но в отличие от последнего, оно не поднимает машину в воздух, а придавливает ее к земле. Чем выше скорость движения, тем сильнее будет сила давления воздуха. Антикрыло не бывает маленьким, оно никогда не устанавливается вплотную к кузову. И это его основное отличие.
Установка антикрыла имеет и свои недостатки. При перемещении на большой скорости возрастает нагрузка на колеса, что приводит к быстрому износу шин. Ошибочная установка антикрыла приведет к тому, что оно будет «тормозить» машину, увеличивая аэродинамическое противодействие.
Назначение спойлера – перенаправление воздушных потоков. Устанавливаются детали вплотную к кузову. Антикрыло в общем смысле – тот же спойлер, но с более узким набором функций. Назначение спойлера зависит от того, в каком месте он установлен и какую форму имеет.
Спойлер на крышу своими руками
Спойлер на машине сзади нужен для препятствования подъему кормовой части кузова. Устройство создает барьер на пути движения потока воздуха, те давят на деталь, повышая устойчивость машины.
Дополнительно установка аэродинамического обвеса позволяет несколько скорректировать форму кузова на хэтчбеках и минивенах. За крышей таких машин создается турбулентность, что тормозит движение и увеличивает расход топлива. Установив спойлер, можно несколько снизить этот эффект.
Но многие водители считают, что спойлеры на машину нужны для улучшения ее внешнего вида. Это мнение имеет право на существование, так как установка дополнительного оборудования меняет форму кузова.
Изделия заводского производства, разработанные для конкретной модели и установленные по регламенту, улучшают ходовые качества и уменьшают расход топлива. Для проведения тюнинга можно обратиться в профессиональную мастерскую, куда поставляются элементы аэродинамического обвеса заводского изготовления. Но в целях экономии некоторые водители предпочитают купить «универсальный» спойлер в автомагазине и установить своими руками. Такой подход может давать непредсказуемые последствия, а неправильно установленные элементы ухудшают ходовые качества.
Спойлер
Этот термин используют не только для описанных выше конструкций, предназначенных для авто. По этому же принципу создаются антикрылья, применяемые в самолетостроении. Только в случае с самолетом, наоборот, спойлеры устанавливаются с целью уменьшения обтекаемости, за счет чего становится возможным полет. Такие спойлеры отличаются не только формой и принципом действия, но также и размерами, и силой сопротивления, которую они обеспечивают.
Антикрылья – не обязательный элемент автомобиля. Их стоит использовать только тем водителям, которые часто используют высокоскоростной режим движения. В остальных же случаях такие конструкции выполняют только функцию украшения, так как работают они только при использовании автомобиля на скорости более 90 км/ч.
Для чего на автомобиле нужен спойлер
Спойлер в штатном исполнении можно встретить только у хэтчбека или кроссовера. Если кто не знает, это специальные дизайнерские накладки, которые расположены в задней части кузова. Элемент украшает и дополняет внешний вид автомобиля, но это не главная его функция. Неопытные водители подумают, для чего тогда вообще предназначен спойлер? Чтобы удобнее открывать багажник?
На самом деле, спойлер является одним из элементов, которые отвечают за аэродинамические показатели транспортного средства. Сегодня почти все производители делают на этот параметр чуть ли не основной упор. Во-первых, это играет большую роль в профессиональном мире гонок. Во-вторых, это очень важно даже для обычных автомобилистов. Представим ситуацию — по дороге едут два автомобиля. Один отвечает последним требованиям по повышению аэродинамики, а другой построен просто, чтобы ездить. Так вот второй будет потреблять намного больше топлива. Дело в том, что каждый автомобиль во время движения сталкивается с воздухом, из-за чего возникает сопротивление. Когда сопротивление слишком большое, силовой установке приходится работать в усиленном темпе. В результате мотор требует больше горючего. Если же производитель при создании уделил внимание аэродинамике, машина будет намного проще справляться с сопротивлением, в результате потребует меньшее количество топлива.
Аэродинамическая система кузова состоит из нескольких элементов. В бампер встраиваются дефлекторы, при помощи которых создается завихрение, обеспечивающее возникновение прижимной силы. Поток распределяется и направляется под днище и к тормозной системе. Воздушные массы обходят кузов, чтобы предотвратить образование воздушной подушки в передней части. При сбросе потока наблюдается очень интересный эффект. Когда создается зона низкого давления, которая начинает засасывать в себя воздух отовсюду. Эта зона может утягивать за собой даже автомобиль и не дает ей двигаться вперед в полной мере. На скорости более 120 км/ч, когда аэродинамика играет важную роль, турбулентность может вызывать рост потребления топлива до 60%. Особенно сильно эффект можно заметить на автомобилях, у которых резко обрывается кузов.
Тюнинг. Для снижения такого эффекта производители применяют спойлеры на хэтчбеках, кроссоверах. Они могут подбрасывать воздух вверх, а потом назад. Если спойлер стоит правильно, он позволит понизить потребление топлива до 20% и частично избавит от загрязнения стекла. Некоторые «тюнеры» снимают спойлер и для чего-то устанавливают антикрыло, которое вообще выполняет другую функцию. Оно, наоборот, создает прижимную силу, которой и так хватает. В итоге противодавление возрастает, а автомобиль начинает потреблять огромное количество топлива. Хороший спойлер на автомобиле — это не только предмет для улучшения внешнего вида, но и один из факторов улучшенной аэродинамики. Лучше не притрагиваться руками к штатной конструкции и ничего не заменять в ней без наличия специальных знаний. В противном случае, можно спустить много денег на топливо и получить совсем обратный эффект.
Итог. Спойлер — элемент, который необходим для улучшения аэродинамики. У некоторых автомобилей он предусматривается с завода из-за особенностей конструкции кузова.
Что такое спойлер и зачем он нужен
Спойлер — кузовной элемент авто. Обычно служит для изменения аэродинамических особенностей за счет отклонения воздушных потоков. Еще их называют “внешними” обвесами, так как они выступают за габариты ТС.
Не каждое установленное на капоте и по бокам пластмассовое украшение можно считать спойлером. Такие детали просто рассчитаны на визуальный эффект. Нельзя отрицать тот факт, что многие устанавливают их, чтобы покрасоваться перед друзьями или просто для повышения красоты внешнего вида. При этом они забывают, что это не только дорого, но и не всегда ведет к улучшению технических характеристик.
Основная функция — это не давать автомобилю раскачиваться при быстрой езде. Поток воздуха, заполняет пространство, которое рассекает автомобиль, создает вихри, что, в свою очередь, приводит к снижению устойчивости транспортного средства. Стоит учесть, что при этом авто должно двигаться не менее 100 км в час, только тогда это ощутимо. Особенно в современных моделях.
Вряд ли даже владельцы спортивных автомобилей часто позволяют себе скоростные заезды, да и не всегда есть трассы для таких увлечений. Так возникает вопрос, зачем нужен спойлер? Да еще в условиях города и плохих дорог.
Можно ответить однозначно — острой необходимости в его приобретении нет. Как говориться, брать или не брать зависит только от Вас и наличия необходимых средств. Определенный его вид снижает расход топлива, но это не такие значительные показатели, чтобы остро в нем нуждаться.
Как вариант, спойлер на багажнике может отводить пыль и песок от заднего стекла, что, впрочем, полезная особенность при жарком и засушливом лете. Некоторые типы служат дополнительным охлаждением. Более полезных свойств за ним не замечено.
Рекомендации по выбору
Какой-то определённой классификации спойлеров, предназначенных для авто, не существует. Производители предлагают всевозможные разновидности конструкций, позволяющих установить их на своё транспортное средство. Но фактически можно выделить такие виды:
Определившись с тем, какой именно спойлер вам необходим, можно пройтись по основным критериям выбора. Специалисты и бывалые автомобилисты дают несколько советов и рекомендаций на этот счёт.
Это основные моменты, на которые действительно важно обращать внимание при выборе элемента аэродинамики для своего автотранспортного средства. Нельзя сказать, что спойлер является обязательным и необходимым элементом. Аэродинамика продумывается ещё на этапе проектирования модели автомобиля, кузов проходит различные испытания. Спойлер позволяет лишь несколько изменить поведение машины на высоких скоростях, а также изменить внешнее восприятие автомобиля.
Выбор спойлера
Перейдем к выбору спойлера для авто. Сейчас много спойлеров производятся под определенную марку и модель авто, хотя есть и универсальные, подходящие под любое авто, различие у них только то, в каком кузове он будет крепиться. Если универсальный спойлер предназначен для седанов, то для хэтчбеков он не подойдет. Также следует учитывать сам автомобиль. Если это представительский автомобиль с пафосным видом, то спойлер ему явно не пойдет и только испортит внешность авто.
Зачем спойлер на машине?
Начнем с простого. Данный элемент задает стиль всему автомобилю и делает его спортивным, уникальным. Именно для стайлинга авто он используется в первую очередь. Во вторую очередь его применяют как практичный элемент, который улучшает аэродинамику автомобиля, перенаправляя потоки воздуха. Если говорить простыми словами, то спойлер на большой скорости позволяет прижать зад автомобиля к трассе, что будет способствовать лучшему сцеплению колес с асфальтом. На машинах без спойлера на большой скорости зад приподнимается под действием потока воздуха под кузовом машины. Сцепление по данной причине ухудшается.
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.