汽車風阻的五個組成部分

車身造型設計是一門很大的學問,其中重要的內容就是風阻問題。

平常說的風阻大都是指汽車的外部與氣流作用產生的阻力。實際上,流經汽車內部的氣流也對汽車的行駛構成阻力。研究表明,作用在汽車上的阻力是由5個部分組成的。

二、干擾阻力,指汽車表面突出的零件,如保險杠、后視鏡、前牌照、排水槽、底盤傳動機構等引起氣流互相干擾產生的阻力,約占整個空氣阻力的14%;

三、內部阻力,指汽車內部通風氣流、冷卻發(fā)動機的氣流等造成的阻力,約占整個空氣阻力的12%;

四、由高速行駛產生的升力所造成的阻力,約占整個空氣阻力的7%;

五、空氣相對車身流動的摩擦力,約占整個空氣阻力的9%;
針對第一、二種阻力,轎車車身應該盡量設計成流線型,橫向截面面積不要太大,車身各部分用適當的圓弧過渡,盡量減少突出車身的附件,前臉、發(fā)動機艙蓋、前擋風玻璃適當向后傾斜,后窗、后頂蓋的長度、傾角的設計要適當。此外,還可以在適當的位置安裝導流板或擾流板。通過研究汽車外部的氣流規(guī)律,不僅可以設計出更加合理的車身結構,還可以巧妙地引導氣流,適當利用局部氣流的沖刷作用減少車身上的塵土沉積。

針對第四種阻力,要設法降低行駛中的升力,包括使弦線前低后高,底版尾部適當上翹,安裝導流板和擾流板等措施。

一部分外部氣流被引進汽車內部,可能會在一定程度上減少了外部氣流對汽車的阻力,但氣流在流經內部氣道時也產生的摩擦、旋渦損失。研究汽車內部的氣流規(guī)律,可以盡量減少內部氣阻,有效地進行冷卻和通風。利用氣流分布規(guī)律,還可以巧妙地把發(fā)動機的進氣口安排在高壓區(qū),提高進氣效率,減少高壓區(qū)附近的渦流,同時把排氣口安排在低壓區(qū),使排氣更加順暢。

細心的讀者可能已經注意到了,上面的論述用了很多非限定性的詞匯,如"適當"就用了五次。有的讀者可能希望用一些確切的數字來表述,如后傾的角度、圓角的半徑等等。這里牽涉到車身設計的整體概念。風阻是建立在汽車整體結構上的概念,某型號車的最佳幾何參數,在其他型號上是不適用的。一個小小的改動往往對整體產生很大的影響,正所謂牽一發(fā)而動全身。技術書籍上的數據都是在嚴格規(guī)定的試驗條件下,對特定范圍的汽車進行測試的結果。離開了這些前提條件,數據就是荒謬的。