空氣阻力與汽車外形

空氣阻力與汽車外形第一頁(yè)，共八十二頁(yè)，2022年，8月28日（1）壓力阻力（占91％）作用在汽車外形表面上的法向壓力的合力在行駛方向上的分力。形狀阻力58%干撓阻力14%內(nèi)循環(huán)阻力12%誘導(dǎo)阻力7%摩擦阻力9%第二頁(yè)，共八十二頁(yè)，2022年，8月28日第三頁(yè)，共八十二頁(yè)，2022年，8月28日取決于車身主體形狀。1）形狀阻力第四頁(yè)，共八十二頁(yè)，2022年，8月28日形狀阻力分析產(chǎn)生了壓差阻力第五頁(yè)，共八十二頁(yè)，2022年，8月28日由于流經(jīng)車頂?shù)臍饬魉俣却笥诹鹘?jīng)車底的氣流速度，使得車底的空氣壓力大于車頂，從而空氣作用在車身上的垂直方向的壓力形成壓差，這就是空氣升力。第六頁(yè)，共八十二頁(yè)，2022年，8月28日后視鏡車身表面的凸起物引起的阻力。2）干擾阻力第七頁(yè)，共八十二頁(yè)，2022年，8月28日后視鏡后視鏡設(shè)計(jì)也要注重流線形第八頁(yè)，共八十二頁(yè)，2022年，8月28日后視鏡第九頁(yè)，共八十二頁(yè)，2022年，8月28日后視鏡第十頁(yè)，共八十二頁(yè)，2022年，8月28日門把手第十一頁(yè)，共八十二頁(yè)，2022年，8月28日滿足冷卻、通風(fēng)等需要，使空氣流經(jīng)車體內(nèi)部時(shí)構(gòu)成的阻力。3）內(nèi)循環(huán)阻力第十二頁(yè)，共八十二頁(yè)，2022年，8月28日第十三頁(yè)，共八十二頁(yè)，2022年，8月28日第十四頁(yè)，共八十二頁(yè)，2022年，8月28日4）誘導(dǎo)阻力空氣升力在水平方向的投影。第十五頁(yè)，共八十二頁(yè)，2022年，8月28日誘導(dǎo)阻力分析第十六頁(yè)，共八十二頁(yè)，2022年，8月28日第十七頁(yè)，共八十二頁(yè)，2022年，8月28日第十八頁(yè)，共八十二頁(yè)，2022年，8月28日第十九頁(yè)，共八十二頁(yè)，2022年，8月28日第二十頁(yè)，共八十二頁(yè)，2022年，8月28日第二十一頁(yè)，共八十二頁(yè)，2022年，8月28日思考夏季在高速公路上開空調(diào)省油還是開窗通風(fēng)省油？打開天窗換氣和打開側(cè)窗換氣有何不同？打開天窗換氣時(shí)，天窗上方的壓力低于車內(nèi)的壓力。（2）摩擦阻力（9％）由于空氣粘性作用在車身表面產(chǎn)生的切向力的合力在行駛方向的分力。第二十二頁(yè)，共八十二頁(yè)，2022年，8月28日CD—空氣阻力系數(shù)；A—迎風(fēng)面積；ur—相對(duì)速度；ρ—空氣密度。第二節(jié)汽車的驅(qū)動(dòng)力與行駛阻力空氣阻力的計(jì)算第二十三頁(yè)，共八十二頁(yè)，2022年，8月28日發(fā)動(dòng)機(jī)蓋應(yīng)向前下傾（4）減小CD值的措施1）車身前部第二十四頁(yè)，共八十二頁(yè)，2022年，8月28日面與面交接處的棱角應(yīng)為圓柱狀。第二十五頁(yè)，共八十二頁(yè)，2022年，8月28日過(guò)渡不理想面與面交接處的棱角應(yīng)為圓柱狀。第二十六頁(yè)，共八十二頁(yè)，2022年，8月28日風(fēng)窗玻璃應(yīng)盡可能“躺平”，且與車頂圓滑過(guò)渡。調(diào)整迎面和背面的傾斜角度，使車頭、前窗、后窗等處造型的傾斜角度能有效地減少阻力、升力的產(chǎn)生。第二十七頁(yè)，共八十二頁(yè)，2022年，8月28日越野車很難做到風(fēng)窗玻璃應(yīng)盡可能“躺平”，且與車頂圓滑過(guò)渡。第二十八頁(yè)，共八十二頁(yè)，2022年，8月28日盡量減少燈、后視鏡和門把手等凸出物。減少凸起物，形成平滑表面，如門把手改為凹式結(jié)構(gòu)，刮水器改為內(nèi)藏式，車身側(cè)面的窗玻璃與窗框齊平，玻璃表面和車身整體表面平滑。第二十九頁(yè)，共八十二頁(yè)，2022年，8月28日在保險(xiǎn)杠下面，應(yīng)安裝合適的擾流板。第三十頁(yè)，共八十二頁(yè)，2022年，8月28日車輪蓋應(yīng)與輪胎相平。第三十一頁(yè)，共八十二頁(yè)，2022年，8月28日思考：F1方程式賽車為什么不用車輪蓋？第三十二頁(yè)，共八十二頁(yè)，2022年，8月28日整個(gè)車身應(yīng)向前傾1°～2°。2）整車第三十三頁(yè)，共八十二頁(yè)，2022年，8月28日水平投影應(yīng)為腰鼓形。第三十四頁(yè)，共八十二頁(yè)，2022年，8月28日后端稍稍收縮，前端呈半圓形。第三十五頁(yè)，共八十二頁(yè)，2022年，8月28日光順車身表面曲線形狀，消除或延遲空氣渦流的產(chǎn)生。第三十六頁(yè)，共八十二頁(yè)，2022年，8月28日第三十七頁(yè)，共八十二頁(yè)，2022年，8月28日最好采用艙背式或直背式。3）汽車后部第三十八頁(yè)，共八十二頁(yè)，2022年，8月28日第三十九頁(yè)，共八十二頁(yè)，2022年，8月28日如圖所示，在車輛迎風(fēng)面積A相同的條件下，不同流速氣流經(jīng)過(guò)車身表面后獲得的后端分離橫截面面積Aa有很大的不同。第四十頁(yè)，共八十二頁(yè)，2022年，8月28日第四十一頁(yè)，共八十二頁(yè)，2022年，8月28日第四十二頁(yè)，共八十二頁(yè)，2022年，8月28日第四十三頁(yè)，共八十二頁(yè)，2022年，8月28日增設(shè)空氣動(dòng)力附件，整理和引導(dǎo)氣流流向，如增設(shè)前阻流板、后擾流板或氣流導(dǎo)向槽等。第四十四頁(yè)，共八十二頁(yè)，2022年，8月28日最新設(shè)計(jì)的車身形狀常采取以下措施：(1)盡量壓低車身前端，使之成楔形，同時(shí)尾部肥厚向上翹以產(chǎn)生負(fù)迎角。(2)車身前部設(shè)阻風(fēng)板,后面設(shè)后擾流板,使后面翹起來(lái)。第四十五頁(yè)，共八十二頁(yè)，2022年，8月28日應(yīng)安裝后擾流板。第四十六頁(yè)，共八十二頁(yè)，2022年，8月28日當(dāng)車速超過(guò)120km/h，尾翼會(huì)自動(dòng)升高160mm，為車身增加30％的下壓力；在車速低于80km/h，尾翼又會(huì)自動(dòng)降低。應(yīng)安裝后擾流板。第四十七頁(yè)，共八十二頁(yè)，2022年，8月28日應(yīng)安裝后擾流板。第四十八頁(yè)，共八十二頁(yè)，2022年，8月28日應(yīng)安裝后擾流板。第四十九頁(yè)，共八十二頁(yè)，2022年，8月28日應(yīng)安裝后擾流板。第五十頁(yè)，共八十二頁(yè)，2022年，8月28日若用折背式，則行李箱蓋板至地面距離應(yīng)高些，長(zhǎng)度要短些。第五十一頁(yè)，共八十二頁(yè)，2022年，8月28日后面應(yīng)采用鴨尾式結(jié)構(gòu)。第五十二頁(yè)，共八十二頁(yè)，2022年，8月28日后面應(yīng)采用鴨尾式結(jié)構(gòu)。第五十三頁(yè)，共八十二頁(yè)，2022年，8月28日所有零件應(yīng)在車身下平面內(nèi)且較平整，最好有平滑的蓋板蓋住底部。4）車身底部第五十四頁(yè)，共八十二頁(yè)，2022年，8月28日底部比較凌亂第五十五頁(yè)，共八十二頁(yè)，2022年，8月28日底部比較凌亂第五十六頁(yè)，共八十二頁(yè)，2022年，8月28日仔細(xì)選擇進(jìn)風(fēng)口與出風(fēng)口的位置，精心設(shè)計(jì)內(nèi)部風(fēng)道。5）發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻通風(fēng)系統(tǒng)第五十七頁(yè)，共八十二頁(yè)，2022年，8月28日第五十八頁(yè)，共八十二頁(yè)，2022年，8月28日冷卻前制動(dòng)器冷卻前制動(dòng)器冷卻發(fā)動(dòng)機(jī)和制動(dòng)器冷卻后制動(dòng)器和潤(rùn)滑系統(tǒng)第五十九頁(yè)，共八十二頁(yè)，2022年，8月28日冷卻發(fā)動(dòng)機(jī)和前制動(dòng)器冷卻后制動(dòng)器為發(fā)動(dòng)機(jī)提供充足的空氣第六十頁(yè)，共八十二頁(yè)，2022年，8月28日什么是超級(jí)跑車？限量生產(chǎn)、價(jià)格高昂、動(dòng)力強(qiáng)勁（3.5L以上、8缸以上）、起步快（0～100km/h時(shí)間在5s以內(nèi)）、技術(shù)超群、車身自重輕（采用碳纖維或輕質(zhì)合金材料）、外觀超前等。形象的描述：外觀鮮亮，讓人愛得要死；加速時(shí)令人皮膚繃緊、汗毛直豎，讓人嚇得要死；數(shù)量奇少，價(jià)格奇高，讓人想得要死。思考：對(duì)于轎車和超級(jí)跑車，哪種車型的空氣阻力系數(shù)更大？為什么？第六十一頁(yè)，共八十二頁(yè)，2022年，8月28日三種超級(jí)跑車蘭博基尼法拉利保時(shí)捷第六十二頁(yè)，共八十二頁(yè)，2022年，8月28日答案由于尾翼的影響、發(fā)動(dòng)機(jī)和制動(dòng)器通風(fēng)冷卻的需要，超級(jí)跑車的空氣阻力系數(shù)一般會(huì)大于普通轎車。蘭博基尼跑車在冷卻通風(fēng)口關(guān)閉且擾流板擺平時(shí)，CD值為0.33；展開時(shí)，CD值為0.36。思考：對(duì)于轎車和超級(jí)跑車，哪種車型的空氣阻力系數(shù)更大？為什么？第六十三頁(yè)，共八十二頁(yè)，2022年，8月28日減小CD值要遵循的要點(diǎn)總結(jié)如下：第六十四頁(yè)，共八十二頁(yè)，2022年，8月28日未來(lái)轎車的外形第六十五頁(yè)，共八十二頁(yè)，2022年，8月28日導(dǎo)流板6）貨車和半掛車的空氣阻力也很重要，不少貨車駕駛室上已裝用導(dǎo)流板等裝置，以減小空氣阻力、節(jié)省燃油。第六十六頁(yè)，共八十二頁(yè)，2022年，8月28日第六十七頁(yè)，共八十二頁(yè)，2022年，8月28日車型空氣阻力系數(shù)CD帕薩特0.28奧迪A40.28現(xiàn)代0.29奔馳C級(jí)0.26奔馳S級(jí)0.27保時(shí)捷0.31陸虎覽勝0.38一些常見車型的空氣阻力系數(shù)第六十八頁(yè)，共八十二頁(yè)，2022年，8月28日以下圖形（表）列出了各時(shí)期典型轎車外形和其相應(yīng)的平均氣動(dòng)阻力系數(shù)的變化。第六十九頁(yè)，共八十二頁(yè)，2022年，8月28日第七十頁(yè)，共八十二頁(yè)，2022年，8月28日傾斜氣流對(duì)空氣阻力的影響第七十一頁(yè)，共八十二頁(yè)，2022年，8月28日第七十二頁(yè)，共八十二頁(yè)，2022年，8月28日第七十三頁(yè)，共八十二頁(yè)，2022年，8月28日汽車空氣動(dòng)力學(xué)試驗(yàn)汽車空氣動(dòng)力學(xué)中許多有用的參數(shù)是由試驗(yàn)獲得，因?yàn)槠囍車臍饬鲌?chǎng)非常復(fù)雜，受到地面的影響，還有許多其它力同時(shí)從外部作用于汽車上，所以不得不借助于試驗(yàn)及試驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析和推理來(lái)得到一些經(jīng)驗(yàn)公式以指導(dǎo)實(shí)踐。

汽車空氣動(dòng)力學(xué)試驗(yàn)分室內(nèi)和室外兩種。第七十四頁(yè)，共八十二頁(yè)，2022年，8月28日室內(nèi)試驗(yàn)一般是把汽車或汽車模型置于能模擬汽車行駛中流場(chǎng)的管狀試驗(yàn)場(chǎng)中，用巨型風(fēng)扇造成所需的汽車氣流的相對(duì)速度，測(cè)定各種氣動(dòng)力和氣動(dòng)力矩的一種試驗(yàn)裝置，這種裝置稱為風(fēng)洞。第七十五頁(yè)，共八十二頁(yè)，2022年，8月28日有無(wú)大型風(fēng)洞也是衡量一個(gè)汽車企業(yè)的實(shí)力和開發(fā)能力的標(biāo)志，現(xiàn)在世界上有大小汽車風(fēng)洞31個(gè)，甚至有的廠家擁有兩個(gè)風(fēng)洞，如德國(guó)大眾汽車公司，瑞典volvo公司和意大利Fiat公司。第七十六頁(yè)，共八十二頁(yè)，2022年，8月28日流場(chǎng)可視化技術(shù)：如