改善汽车空气动力性能的措施浅析(精)
汽车空气动力学性能的优化研究
汽车空气动力学性能的优化研究在现代汽车设计过程中,空气动力学性能的优化已成为一项重要工作。
汽车的空气动力学性能直接影响着车辆的燃油经济性、操控稳定性和驾驶舒适度。
因此,针对汽车空气动力学性能的优化研究日益受到汽车制造商和研究机构的关注。
一、背景介绍汽车空气动力学性能的优化研究是为了降低风阻、提高汽车的流线型性能。
通过减小风阻系数,能够降低汽车在高速行驶时的油耗。
此外,良好的空气动力学设计还能够增强汽车的操控稳定性,减少风噪和提高乘坐舒适度。
二、空气动力学性能的优化方法1. 数值模拟方法数值模拟方法是一种快速且成本相对较低的优化研究方法。
通过使用计算流体力学(CFD)软件对汽车的外形进行模拟计算,可以评估不同设计方案对车辆空气动力学性能的影响。
这种方法可以帮助设计师在设计阶段快速找到合理的优化方案。
2. 风洞试验方法风洞试验是一种传统且准确的空气动力学性能测试方法。
通过在风洞中对汽车进行实物模型测试,可以获取精确的空气流动数据。
这些数据可以用于验证CFD模拟结果的准确性,并进一步优化汽车的空气动力学设计。
三、优化性能的关键因素1. 车身造型车身的造型对汽车空气动力学性能有着重要影响。
通过调整车身前后起伏的高度、改变前后挡风玻璃的倾斜度以及优化车身尾部的设计,可以减小流体分离和湍流产生的阻力,从而降低风阻系数。
2. 下颚板和扰流器下颚板和扰流器的设计可以改善车辆的空气动力学性能。
“下颚板”位于车辆前部,用于引导空气流向后部,减小车辆底部的负压区域。
而“扰流器”则位于车辆后部,旨在改善尾部区域的气流分离,减小后部的拖曳力。
3. 车轮井和轮毂设计车轮井和轮毂设计对于减小空气阻力同样起到关键作用。
通过改变车轮井以及轮毂的形状,可以减小空气对车轮和刹车系统的阻力,进而改善整车的空气动力学性能。
四、实例分析:特斯拉Model 3特斯拉Model 3是一款标志性的电动车型,其外形设计经过了精心的空气动力学优化。
改善汽车空气动力学性能的措施浅析
3汽车尾 部的影响
车 身尾部造型对气动 阻力的影 后 高的 形状 对减小 气 动升力 有 用 。 响 主要 因素有 :后风 窗的斜 度与三 车 身底 板适度的纵 向曲率 可以降低
见 ) 维 曲率 、尾部 造型式样 、 车尾高度 、 平 均压 力 ( 图 3 ,相 应 地 减 小 气 尾部 横向收缩 。后风 窗斜度 ( 后风 动升力 ;车身底板的适度 的横向 曲
数进行分级 ,对实 际有重 大指导作 用 ;轿车侧 壁略有外鼓 ,将 增加气
动 阻力 ,但有利于 降低气 动阻力系 数 ;但外鼓系数 ( 外鼓尺寸与跨度
应避 免在0 0 ~0 0 范围 内。 .2 .4 以保持空气流动 的连续 ;整体弧面 越 大 ,气动升力系数 略有增 加 。发 之 比) 车头 比车 头边 角倒 圆气动 阻力 小 。 动机罩 与前风窗 的夹 角与结 合部位 顶盖有适 当的干扰系数有 利于减小 车头头缘位置 较低的下凸型车头气 的细部结构对气流也有重要的影响 。 气动 阻力 ,综合气动 阻力 系数 、气 汽车 前端形状 的对 汽车 的空气 动 阻力 、工艺 、刚度 、强度等方面 动 阻力系数最小 ; 但不是越低越好 , 上鼓尺 因为低到 一定程 度后 ,车头 阻力 系 动力学 性能也 有重要 的影响。前 凸 的因素 ,顶盖 的干扰 系数 ( .6以下。对 数不再变化 ,车 头头缘的最大离地 且高不仅会产生较大 的空气阻力而 寸 与跨度 之 比)应在 0 0 阶背 式轿车 而言 ,客舱 长度与轴距 间隙越小 , 则引起的气动升力越小 , 且还将 会在车头上部 形成较大的局 .3 .7 会较大程度 甚至可 以产 生负升力。增加下缘 凸 部负升力 区。具有较 大倾 斜角度 的 之 比 由0 9 增至 1 1 , 起唇后 ,气动 阻力变小 ,减小 的程 车 头可 以达到减小气 动升 力乃至产 地减小气动 升力系数 。但 发动机罩
汽车空气动力学规划减少空气阻力和提高稳定性
汽车空气动力学规划减少空气阻力和提高稳定性汽车作为现代社会最常见的交通工具之一,其性能优劣直接影响到行驶安全和舒适度。
在汽车设计中,空气动力学是一个重要的概念,通过优化车身结构和流线形状,可以降低空气阻力,提高汽车的稳定性和燃油效率。
首先,减少空气阻力是提高汽车性能的关键。
在高速行驶时,车辆受到的空气阻力会影响到车辆的速度和燃油消耗。
为了降低空气阻力,汽车设计师通常会采取一系列措施。
例如,通过设计流线型的车身和车顶,可以减少空气在车身表面的阻力,从而降低整体的阻力系数。
此外,减小车辆的前部投影面积、设计平滑的底部和添加小翼等装置也能有效降低空气阻力。
其次,提高汽车的稳定性同样重要。
在车辆高速行驶或突发情况下,稳定性是保障行车安全的关键。
空气动力学设计可以通过调整车身形状和排放风阻的方式来提高汽车的稳定性。
例如,增加车身下压力和增加空气动力学装置(如扰流板、尾翼等)可以有效改善汽车在高速行驶时的稳定性,减少风振现象,提升驾驶舒适性。
除了减少空气阻力和提高稳定性,汽车空气动力学设计还可以影响到汽车的燃油效率。
优化空气动力学设计可以减少汽车在行驶过程中所受到的空气阻力,降低发动机负荷,从而降低燃油消耗。
这对于环保意识日益增强的当代社会来说,具有重要意义。
总的来说,汽车空气动力学规划在提高汽车性能方面发挥着不可或缺的作用。
通过减少空气阻力、提高稳定性和提高燃油效率,可以使汽车更加高效、环保和安全。
未来,随着科技的不断发展和对环境的重视,汽车空气动力学设计将会变得越来越重要,成为汽车工程领域的一个热门话题。
车身设计如何提高汽车空气动力学性能
车身设计如何提高汽车空气动力学性能汽车空气动力学性能是指汽车在行驶时所受到的空气阻力与空气动力学性能的关系。
良好的空气动力学性能可以有效降低空气阻力,提高汽车的行驶稳定性、燃油经济性和操控性能。
因此,在汽车设计中,车身设计起着至关重要的作用。
本文将从改善车身流线型、减少空气阻力、优化空气动力学外观等方面探讨如何提高汽车空气动力学性能。
1. 改善车身流线型车身流线型设计是提高汽车空气动力学性能的关键。
一辆具有良好流线型的汽车可以减少空气阻力,降低燃油消耗。
为了改善车身流线型,设计师可以采取以下措施:(1)降低车身高度:降低车身高度可以减少车辆与空气的接触面积,减小空气阻力。
(2)减小车辆的前部和后部截面积:通过减小车辆前后部位的截面积,可以有效降低空气阻力,提高空气动力学性能。
(3)优化车身曲线:合理的曲线设计能够使气流在车身表面流动更加顺畅,减少湍流和阻力。
2. 减少空气阻力空气阻力是影响汽车空气动力学性能的主要因素之一。
降低空气阻力,能够减小车辆在高速行驶时的能量损失,提高燃油经济性。
以下是减少空气阻力的一些方法:(1)减小车身外部突出部件的尺寸:减小车辆外部的突出部件如侧视镜、天线等的尺寸,可以减小空气阻力。
(2)安装空气动力学装置:例如,在车辆后部安装一定长度的扰流板,能够减小车辆后部的湍流,降低空气阻力。
(3)使用车身平滑材料:采用平滑的车身材料能够降低空气阻力,提高空气动力学性能。
3. 优化空气动力学外观车身外观的设计对汽车的空气动力学性能有着直接的影响。
通过优化车身外观设计,可以改善车辆的空气动力学性能。
以下是一些优化车身外观的方法:(1)减小前风阻:设计前部进气口时,要注意减小入口截面积,以减小前风阻。
(2)设计合理的车顶流线型:合理的车顶设计能够减小空气阻力,提高空气动力学性能。
(3)采用合适的车身细节设计:例如,在车身侧部和后部设置气流导流槽,可以改善气流分离和减小湍流,提高空气动力学性能。
汽车车身外形设计中的空气动力学性能优化
汽车车身外形设计中的空气动力学性能优化近年来,汽车行业逐渐意识到汽车车身外形对空气动力学性能的重要性。
优化汽车车身外形可以降低车辆的空气阻力,提高燃油经济性、加速性能以及稳定性。
本文将探讨汽车车身外形设计中的空气动力学性能优化。
一、空气动力学基础空气动力学是研究空气在物体表面产生的压力和阻力的科学。
在汽车车身设计中,空气动力学性能优化主要涉及两个基本要素:空气阻力和升力。
空气阻力是汽车行驶时与空气作用的阻碍力,而升力则是垂直于行驶方向的力。
二、减小空气阻力减小空气阻力是提高汽车燃油经济性的关键。
以下是一些常见的空气动力学设计方法,用以降低汽车的空气阻力。
1.流线型外形设计流线型外形能够减少车身表面的湍流,从而减小空气阻力。
主要设计原则包括:合理的前脸设计、降低车头高度、光滑的车身曲线和尾部造型等。
2.减少气流分离气流分离是指气体从车身表面脱离或分离的现象。
当气流分离发生时,会形成大量的湍流,增加空气阻力。
通过在车身上增加导流板、风挡和尾翼等设计元素,可以将气流控制在车身表面,减少气流分离。
3.光滑下部车辆的底部也是空气阻力的重要源头。
通过在车底进行空气动力学优化设计,如增加护板和平滑底盘,能够减少下部的湍流和阻力。
三、提高稳定性与升力控制在汽车车身外形设计中,除了降低空气阻力外,还需要关注车辆的稳定性和升力控制。
1.增加下压力通过改变车身设计和增加扰流器等装置,可以增加车辆的下压力,使车辆更加稳定。
下压力可以加强轮胎与地面的附着力,提高操控性和行驶稳定性。
2.控制升力升力是指车辆在行驶过程中产生的垂直于行驶方向的力。
过大的升力会降低车辆的稳定性和行驶安全性。
通过设计车身的空气动力学特性,如增加扰流器和尾翼等,可以有效地控制和减小升力。
四、综合考虑其他因素除了空气动力学性能优化外,汽车车身外形设计还需要综合考虑其他因素,如乘客空间、安全性和美观性等。
1.乘客空间和安全性车辆的设计应该确保乘客空间足够,并满足相关的安全标准。
车辆空气动力学性能的优化与改进
车辆空气动力学性能的优化与改进随着汽车工业的发展,提高车辆的空气动力学性能已成为汽车设计和制造的重要任务。
优化车辆的空气动力学性能不仅可以提高车辆的燃油经济性和驾驶稳定性,还可以减少空气阻力带来的噪音和排放物的产生。
本文将探讨车辆空气动力学性能的优化与改进,包括车身外形设计、气动力学性能测试和改进方法等。
一、车身外形设计车身外形设计是优化车辆空气动力学性能的关键。
合理的车身外形可以降低空气阻力、改善空气流动,并减少车辆的风噪和能耗。
在车身外形设计中,需要注意以下几个方面:1.1 有效减小车身前面积:车辆的空气阻力主要来自于车身前方。
因此,通过减小车身前方的投影面积可以有效降低空气阻力。
一种常见的设计方法是采用抛物线形的车头,使得空气能够更加顺利地流经车身。
1.2 减小车辆底部的阻力:车辆底部的气流阻力也是影响车辆空气动力学性能的重要因素。
通常采用平滑的底盘设计和降低车身高度的方法来减小底部的阻力,以提高车辆的空气动力学性能。
1.3 优化后视镜和车轮设计:车辆的后视镜和车轮也会对空气动力学性能产生影响。
因此,在设计时需要注意选择较小、较光滑的后视镜,以及车轮罩和轮胎材料的选择,以减小车辆的空气阻力。
二、气动力学性能测试为了评估车辆的空气动力学性能和找出改进的方向,需要进行一系列的气动力学性能测试。
常用的测试方法包括:2.1 风洞测试:风洞测试是评估车辆空气动力学性能的主要方法之一。
在标准化的风洞环境中,可以模拟不同车速和风速下的空气流动,通过测量空气阻力、升力和侧力等参数,分析车辆的空气动力学性能。
2.2 道路试验:道路试验是通过在实际行驶条件下测量车辆的空气动力学性能。
这种测试方法能够提供更真实、更准确的数据,但在测试过程中会受到外界环境的干扰。
2.3 数值模拟:通过数值计算和模拟,可以预测车辆在不同工况下的空气动力学性能。
这种方法具有成本较低、操作灵活的优点,但需要进行相关的校准和验证。
三、改进方法根据气动力学性能测试的结果,可以采取以下方法来改进车辆的空气动力学性能:3.1 优化车身外形:根据测试结果和模拟计算,可以对车身外形进行优化设计。
车辆空气动力学优化与降阻
车辆空气动力学优化与降阻汽车行驶的速度与燃油消耗密切相关,而车辆空气动力学设计与优化能够在一定程度上减小气动阻力,提高车辆的燃油经济性。
本文将介绍车辆空气动力学优化的重要性,以及常见的降阻措施。
一、车辆空气动力学的重要性车辆在行驶过程中,空气阻力会对车辆的稳定性、燃油经济性和行驶安全性产生影响。
而降低空气阻力,即降低车辆的阻力系数(Cd 值),能够提高车辆的性能和燃油效率。
二、优化车辆外形设计1. 选择合适的车身形状合理的车身形状能够减小车辆在行驶过程中所受到的气流阻力。
流线型的车身设计可以减少空气的湍流和阻力,例如车头部分采用较为流线型的设计,车尾部分则采用下倾的方式。
2. 降低车身截面积减小车辆的侧面积,能够减小车辆所受到的侧风对车辆稳定性的影响,如减小车后视镜的尺寸、减小轮拱的空间等。
3. 安装风阻小的车灯和车窗优化车辆的车灯和车窗设计,尽量采用较小的设计,减小车灯和车窗所受到的气流阻力。
三、减小车辆细节处的阻力1. 优化车辆进气系统合理的进气系统设计能够提高发动机的燃烧效率,减小发动机所需的燃油供给,从而减小整车的能耗和阻力。
例如,在进气系统中设置空气流动较为顺畅的导流板、进气口等。
2. 改善车底部空气流动车辆底部所受到的气流阻力也是影响车辆空气动力学性能的重要因素。
在车辆底部设置合理的空气导流板和隔板,减小底部的气流湍流和阻力。
3. 减少车辆细节处的阻力对车辆的细节处,如车轮轮毂、车门缝隙等,进行合理的设计和封闭,能够减小气流阻力的产生。
四、运用现代科技手段进行优化1. 数值模拟通过数值模拟方法,对车辆的空气动力学性能进行评估和优化设计,能够降低实验成本和时间,提高优化效率。
2. 风洞试验将车辆放入风洞进行空气动力学性能测试,获取车辆在真实行驶状态下的阻力系数和气流特性数据,为车辆的优化设计提供实验依据。
3. 气动力学仿真优化利用计算流体力学仿真工具,对车辆的空气动力学性能进行模拟和仿真优化,寻找最佳的空气动力学设计方案。
车辆空气动力学与气动外形优化
车辆空气动力学与气动外形优化车辆空气动力学与气动外形优化是现代汽车工程领域的重要研究课题。
随着汽车工业的快速发展和人们对燃油经济性和环境友好性的要求不断提高,优化车辆的空气动力性能变得至关重要。
本文将介绍车辆空气动力学的基本原理和气动外形优化的方法,以期提供对这一领域感兴趣的读者们一些参考和启示。
一、车辆空气动力学的基本原理在介绍车辆空气动力学之前,有必要先了解一些相关的基本概念。
空气动力学是研究物体在气体中运动时所受到的力和力矩以及与之相关的现象的科学。
对于汽车而言,空气动力学主要研究车辆在行驶过程中所受到的空气阻力和升力等力的作用。
1.1 空气阻力空气阻力是指当汽车行驶时,空气对车辆前进方向施加的阻力。
这种阻力会导致车辆需要消耗更多的能量来维持行驶速度。
减小空气阻力可以提高燃油经济性和减少对环境的污染。
1.2 升力与空气阻力相对的是升力,它是指空气对车辆上部产生的向上的力。
在一些高速行驶的汽车上,升力可能会导致车辆失去抓地力,从而降低安全性能。
因此,在设计汽车外形时需要考虑减小升力的影响。
二、气动外形优化的方法为了减小空气阻力和升力,汽车制造商和研究人员已经提出了许多气动外形优化的方法。
下面将介绍其中的几种常见方法。
2.1 仿生设计仿生设计是一种模仿自然界生物形态和结构的设计方法。
通过仿生设计,可以借鉴自然界中一些具有出色空气动力性能的生物的外形特征,来改善汽车的空气动力学性能。
例如,大翼龙的翅膀形状以及鲨鱼的流线型身体,都可以用来优化汽车的外形。
2.2 CFD数值模拟CFD即计算流体力学,是一种利用数值方法计算流体力学问题的方法。
通过CFD数值模拟,可以对车辆在不同速度和角度下的流场情况进行研究和分析。
这可以帮助工程师们改进汽车的外形设计,减小空气阻力和降低升力。
2.3 气动力学实验气动力学实验是通过在实验室或风洞中对车辆进行测试来研究其空气动力学性能的方法。
通过实验测试,可以直观地观察到车辆在不同条件下的流动情况,并获取相关的数据。
汽车空气动力学性能分析
汽车空气动力学性能分析随着汽车的普及,汽车安全和性能也成为消费者关注的重要问题。
汽车空气动力学性能是指在行驶过程中汽车受到空气阻力的大小和变化规律,它是汽车性能中最基本的一个方面。
了解汽车的空气动力学性能可以帮助我们更好地了解汽车的性能和安全。
一、汽车空气动力学性能的原理汽车在行驶过程中,空气会对汽车产生阻力,这种阻力称为空气阻力。
汽车空气动力学性能的分析就是研究空气阻力的大小和变化规律。
空气阻力的大小与气流的速度、密度、粘性、形状以及流向等因素有关。
汽车在行驶过程中,前方的气流会受到汽车遮挡,产生空气压力,而这种压力会对汽车产生阻力,直接影响汽车的速度、加速度和燃油消耗等方面的性能。
二、汽车空气动力学性能分析的方法有多种方法可以对汽车的空气动力学性能进行分析,其中比较常见的有风洞试验和数值模拟两种方法。
1. 风洞试验风洞试验是通过在实验室中重建汽车行驶时的气流环境,通过测量气流的流速、密度等参数来分析汽车在行驶过程中受到的空气阻力。
风洞试验的优点是可以更精确地模拟汽车行驶时的空气环境,否则就需要在实际路面上进行测试,成本高且不便于控制变量。
2. 数值模拟数值模拟是通过计算机模拟整个汽车行驶过程中的空气动力学过程,从而分析汽车受到的空气阻力。
数值模拟的优点是可以更方便地对不同的因素进行分析,优化设计;缺点是需要消耗大量的计算资源和时间。
三、汽车空气动力学性能的优化汽车制造商可以根据汽车的空气动力学性能分析结果,对汽车的外形进行优化。
经过优化设计,汽车可以减少空气阻力,提高速度和燃油效率。
汽车空气动力学性能对车辆运动性和油耗有重要影响。
为了提高汽车的油耗性能,汽车外观设计不断优化。
1. 减小风阻力减小车身面积、改善车身型线是减小风阻力的常用方法。
如改善W222 S级的车身线条,设计更近似于水滴的外形,通过调整底部的空气入口与排气孔位置和大小,以及调整后行灯的设计,降低了大约14%的风阻。
2. 优化空气流通优化加油口、调整前大灯等与空气流通国界完成的部件也是减小风阻力的有效方法。
空气动力学优化提高汽车性能
空气动力学优化提高汽车性能汽车行驶时会受到空气的阻力,这种阻力对于汽车性能和燃油效率有着重要的影响。
因此,空气动力学优化成为提高汽车性能的一个关键领域。
本文将介绍一些常见的空气动力学优化技术,以及它们在提高汽车性能方面的应用。
1. 汽车外形优化汽车的外形对空气动力学影响很大。
设计师们通过使用平滑的曲线、降低车身高度和控制进气口等方式来减少阻力。
此外,优化车身下部的流线型设计可以降低底盘的风阻。
通过这些优化措施,汽车可以在高速行驶时更加稳定,并减少能量损失。
2. 尾翼和扰流板尾翼和扰流板的设计可以改善汽车在高速行驶时的空气动力性能。
尾翼可以产生下压力,提高汽车在高速行驶时的稳定性。
而扰流板则可以减少尾部的气流涡旋,降低空气阻力。
这些设备的合理使用可以显著提高汽车的性能。
3. 底盘设计底盘的设计对于汽车行驶的稳定性和燃油效率有着重要的影响。
通过增加底部平整的面积,可以减少底部气流的阻力。
此外,减小底部的湍流区域也可以降低阻力。
优化底盘设计可以降低车辆的风阻系数,从而提高汽车性能。
4. 空气动力学模拟与测试空气动力学模拟和测试是优化汽车性能的重要手段。
通过数值模拟和风洞实验,可以评估不同设计方案的效果,并优化汽车的空气动力学性能。
这些模拟和测试可以帮助工程师们更好地了解空气动力学特性,从而进行有效的优化。
5. 气动外饰件在汽车的外观上增加一些气动外饰件,如前唇、侧裙和后扰流板等,可以改善汽车的空气动力学性能。
这些外饰件可以通过改变气流的流向和减少气流的湍流,降低汽车的空气阻力。
通过合理设计和安装这些外饰件,可以显著提高汽车的性能。
总结:空气动力学优化可以有效提高汽车的性能和燃油效率。
通过优化汽车的外形、底盘设计以及采用尾翼、扰流板和气动外饰件等辅助设备,可以降低空气阻力,提高汽车在高速行驶时的稳定性,并最大限度地减少能量损失。
此外,借助空气动力学模拟与测试,工程师们可以更好地理解汽车的空气动力学特性,并进行有效的优化。
高铁车辆空气动力学优化
高铁车辆空气动力学优化高铁列车作为现代交通工具的重要组成部分,受到广泛关注。
在运行过程中,列车的空气动力学特性直接影响着能耗和安全性能。
为了提高高铁列车的运行效率和安全性,对高铁车辆的空气动力学进行优化是十分必要的。
本文将就高铁车辆空气动力学优化展开讨论。
**1. 高铁车辆空气动力学特性**高铁列车在运行中会受到气流的阻力和升力等影响,而这些影响与列车的外形设计密切相关。
列车的车头、车身和车尾等部位的设计都会影响空气动力学特性。
通过合理的设计,可以降低空气阻力和气动噪音,提高列车的运行效率和舒适性。
**2. 空气动力学优化方法**针对高铁车辆的空气动力学问题,可以采取多种优化方法。
首先是减小空气阻力的方法,包括改进车头设计、减小窗户面积、降低车体高度等。
其次是减小气动噪音的方法,可以在列车车身表面增加降噪材料,减少气流的湍流产生。
此外,还可以通过CFD仿真等技术手段对车辆进行优化,提高列车的空气动力学性能。
**3. 实例分析:CRH380A高铁列车**以中国标志性的高速动车组CRH380A为例,该列车在设计时就充分考虑了空气动力学因素。
其车头线条流畅,减小了空气阻力;车身侧面平整,降低了侧风对列车的影响;车尾设计科学,减小了空气涡流对后方列车的干扰。
这些设计都有效提高了CRH380A列车的空气动力学性能,使其成为世界领先的高速列车之一。
**4. 空气动力学优化的意义**空气动力学优化不仅可以降低高铁列车的能耗,更重要的是提高了列车的安全性能。
合理的空气动力学设计可减小列车在高速行驶中的抖动和侧风对车辆的影响,保证列车的稳定性和舒适性。
通过空气动力学优化,不仅可以提高高铁列车的经济性和竞争力,还可以为乘客提供更加舒适安全的出行体验。
**5. 结语**综上所述,高铁车辆的空气动力学优化对于提高列车运行效率和安全性能具有重要意义。
通过优化车辆外形设计、减小空气阻力和气动噪音,可以有效降低列车的能耗和提高运行稳定性。
汽车空气动力学特性的数值模拟与优化
汽车空气动力学特性的数值模拟与优化引言:汽车空气动力学特性对于车辆性能和燃油经济性至关重要。
通过数值模拟和优化,可以有效地改善汽车的空气动力学性能,提高车辆的稳定性和燃油效率。
本文将探讨汽车空气动力学特性的数值模拟与优化方法。
一、数值模拟方法1. 流体仿真流体力学仿真是研究汽车空气动力学特性的重要工具。
通过使用计算流体力学(CFD)软件,可以模拟车辆在不同速度和姿态下的空气流动情况。
其中,Navier-Stokes方程是常用的模拟空气流动的方程之一。
通过在CFD软件中建立车辆的几何模型,并设置相应的边界条件和初始条件,可以计算得到车辆周围的流场分布、压力分布和阻力分布等信息。
2. 网格生成在对汽车进行空气动力学仿真时,需要将车辆的几何模型划分为离散的网格。
网格的划分方式会直接影响到仿真结果的准确性和计算效率。
常用的网格生成方法包括结构网格和非结构网格。
结构网格适用于规则几何形状的车辆模型,而非结构网格则可以适应复杂几何形状的车辆模型。
二、数值模拟结果分析1. 阻力分析通过数值模拟可以得到车辆周围的压力分布,结合阻力系数的计算公式,可以分析车辆在不同速度下的阻力大小。
阻力大小的分析对于降低车辆的能耗和提高燃油经济性具有重要意义。
2. 升力分析升力是指垂直于运动方向的力。
对于汽车来说,升力的产生会降低车辆的附着力,从而影响车辆的稳定性和操控性能。
通过数值模拟可以分析车辆在不同速度和姿态下的升力大小和分布情况,进而对车辆底盘设计进行优化。
3. 气动附件优化在汽车的设计中,气动附件(如车身线条、后视镜、尾翼等)对车辆的空气动力学性能有着重要影响。
通过数值模拟和优化,可以改变气动附件的形状和位置,以减小空气阻力和提高车辆的空气动力学性能。
三、数值模拟与优化方法1. 响应面优化响应面优化是一种基于数值模拟的优化方法。
通过建立数学模型,将设计变量与目标函数进行关联,进而确定最优设计。
在汽车空气动力学特性的优化中,可以将阻力、升力等指标作为目标函数,车身线条、尾翼形状等设计变量作为优化变量,通过响应面优化确定最优设计。
车辆设计中的空气动力学优化与应用研究
车辆设计中的空气动力学优化与应用研究在现代车辆工程领域,空气动力学优化与应用已成为一项至关重要的研究课题。
随着汽车工业的迅速发展以及人们对车辆性能和燃油效率要求的不断提高,深入探究车辆设计中的空气动力学原理,并将其有效应用于实际设计中,具有十分重要的意义。
空气动力学对于车辆性能的影响是多方面的。
首先,它直接关系到车辆的行驶阻力。
当车辆在道路上行驶时,空气会对车身产生阻力,这被称为空气阻力。
空气阻力的大小与车辆的外形、速度等因素密切相关。
一辆外形设计不合理的车辆,在高速行驶时会面临较大的空气阻力,从而导致燃油消耗增加,动力性能下降。
其次,空气动力学还影响着车辆的稳定性和操控性。
良好的空气动力学设计可以产生下压力,使车辆在高速行驶时更加稳定地贴地行驶,提高操控的精准性和安全性。
此外,空气动力学对于车辆的散热也有着重要作用。
发动机、制动系统等部件在工作时会产生大量热量,合理的空气流动设计能够有效地带走这些热量,保证车辆的正常运行。
在车辆设计中,实现空气动力学优化需要综合考虑多个因素。
车身外形是其中的关键之一。
流线型的车身能够减少空气的分离和涡流的产生,从而降低阻力。
例如,车头的形状应该尽量平滑,以减少气流的冲击;车身侧面应该避免突然的凸起和凹陷,保持流畅的线条;车尾的设计要有利于气流的顺畅排出,避免形成乱流。
车辆的底盘设计也不容忽视。
平整的底盘可以减少空气在底部的紊流,降低升力和阻力。
一些高性能车辆甚至会采用底部护板和导流装置来进一步优化空气流动。
此外,车轮和轮拱的设计也会对空气动力学性能产生影响。
合适的轮拱形状和车轮罩可以引导气流,减少风阻和噪音。
在实际的车辆设计过程中,工程师们通常会采用多种方法来研究和优化空气动力学性能。
计算流体力学(CFD)是一种常用的工具。
通过建立数学模型和数值模拟,CFD 可以预测车辆周围的气流流动情况,帮助工程师评估不同设计方案的效果,并进行针对性的改进。
风洞实验也是不可或缺的环节。
汽车空气动力学性能的优化与改进
汽车空气动力学性能的优化与改进随着汽车行业的不断发展,人们对汽车性能的要求也越来越高。
其中,汽车空气动力学性能的优化与改进成为了一个重要的研究方向。
本文将从多个角度探讨汽车空气动力学性能的优化与改进方法,以及相关的技术和应用。
1. 空气动力学对汽车性能的影响汽车在行驶过程中,空气对其运动产生了显著的阻力和升力。
因此,空气动力学性能的优化可以增加汽车的稳定性,降低油耗,提高车辆的驾驶舒适性和安全性。
2. 外观设计的优化外观设计是影响汽车空气动力学性能的重要因素之一。
合理的车身线条和设计可以减少空气阻力,提高汽车的行驶稳定性。
通过使用流线型设计、降低前后挡风玻璃的倾斜度以及减少车身的棱角等方式,可以减少汽车在行驶中的空气阻力。
3. 底盘的优化底盘是汽车空气动力学性能的另一个重要组成部分。
通过对底盘的改进,可以减少车辆与地面之间的空气流动阻力,提高汽车的操控性和加速性能。
一种常见的底盘优化方式是降低底盘高度,减小车底与地面之间的间隙,从而降低了空气流动的阻力。
4. 空气动力学模拟与优化设计利用计算机辅助设计软件进行空气动力学模拟与优化设计是一种高效的方法。
通过建立数值模型,可以对汽车在不同速度下的空气动力学性能进行仿真分析。
根据仿真结果,可以优化设计汽车的外形和底盘结构,进一步提升其空气动力学性能。
5. 空气动力学装置的应用在一些高性能汽车中,空气动力学装置的应用可以进一步提升汽车的空气动力学性能。
例如,后扰流板、前唇和侧裙等装置可以增加下压力,提高汽车在高速行驶时的稳定性。
此外,利用尾翼和排气系统的引导装置,可以有效减小汽车在高速行驶时的升力和空气阻力。
6. 车辆安全性与空气动力学的平衡在追求汽车空气动力学性能的同时,还需要注意与车辆安全性之间的平衡。
过分追求空气动力学性能可能会降低汽车的通过性、抗侧风能力和避免碰撞时的保护能力。
因此,在进行汽车空气动力学性能的优化与改进时,需要综合考虑车辆的安全性能。
车辆动力系统的节能优化措施
车辆动力系统的节能优化措施随着能源和环境问题的日益突出,节能成为了各行各业都亟待解决的一个重要课题,汽车行业也不例外。
车辆动力系统作为汽车的核心组成部分,其节能优化措施对于提高汽车燃油经济性和减少尾气排放具有重要意义。
在这篇文章中,我们将讨论车辆动力系统节能优化的各种措施和方法。
一、提高发动机效率发动机是车辆动力系统的核心部分,提高其效率是实现节能目标的主要途径之一。
首先,采用先进的燃烧技术,如直喷技术、可变气门正时技术等,可以提高燃烧效率,减少能量损失。
其次,通过优化发动机的工作循环,提高压缩比和燃烧效率,减少摩擦损失和冷却损失。
此外,采用轻量化设计和材料,减少发动机的重量,降低运转阻力,也是提高发动机效率的重要手段。
二、应用混合动力系统混合动力系统是指同时采用内燃机和电动机驱动车辆的动力系统。
该系统通过电动机的辅助驱动或纯电动驱动,减少发动机的工作负载,提高发动机的工作效率。
此外,混合动力系统还可以通过能量回收和储能技术,将制动能量和发动机过剩能量进行储存和再利用,提高能量利用效率。
在实际应用中,汽油电混合动力和插电式混合动力系统已经得到广泛应用,并取得了良好的节能效果。
三、优化变速器和传动系统传动系统也是车辆动力系统中重要的节能环节。
传统的手动变速器在换档和离合器踏板操作时存在能量损失,因此自动变速器和双离合器变速器成为了节能优化的热门选择。
自动变速器通过电子控制换挡,减少了能量损失,提高了换挡的顺畅性和效率。
双离合器变速器则能够在换挡时几乎不中断动力输出,进一步提高传动效率。
此外,优化传动比和传动效率,减少传动损失,也是提高动力系统节能性的重要手段。
四、改善空气动力学性能车辆在高速行驶时,空气阻力会成为影响燃油经济性的重要因素。
通过改善车体的空气动力学性能,减小空气阻力,可以降低燃油消耗。
一种方法是通过优化车身外形设计,减小车体前后端的气流阻力,降低气动阻力系数。
另一种方法是采用空气动力学辅助设备,如风管、尾翼等,引导车辆周围的气流,减小阻力。
提高汽车发动机动力的方法
提高汽车发动机动力的方法在现代社会,汽车已经成为人们生活中不可或缺的一部分。
而汽车的发动机动力则是保障汽车性能和驾驶体验的重要因素之一。
如何提高汽车发动机动力,成为了众多车主和汽车制造商共同关注的问题。
本文将探讨几种提高汽车发动机动力的方法。
一、优化进气系统进气系统是发动机工作的关键环节之一,它直接影响着发动机的动力输出。
优化进气系统可以提高发动机的进气效率,进而增加动力输出。
有几种常见的方法可以实现优化进气系统。
首先,可以通过更换高性能进气滤清器来提高进气系统的效率。
高性能进气滤清器可以提供更大的面积和更好的过滤效果,使进气更顺畅、更干净,从而提高动力输出。
其次,可以安装进气增压系统来增加进气量。
进气增压系统可以通过增加进气气流的密度和压力,提高发动机的吸入效率,从而提高动力输出。
常见的进气增压系统包括涡轮增压和机械增压等。
最后,可以对进气道进行改造,使气流更加顺畅。
例如,可以通过安装进气歧管和流线型进气管等改善进气系统的流动性,减少气流阻力,提高进气效率。
二、提升排气系统排气系统是发动机工作的另一个重要环节。
优化排气系统可以提高发动机的排气效率,从而增加动力输出。
以下是几种提升排气系统的方法。
首先,可以更换高性能排气管和消声器。
高性能排气管可以减少排气阻力,使废气更快地排出,提高发动机的排气效率;而高性能消声器可以降低排气噪音,提升驾驶体验。
其次,可以采用排气涡轮增压技术。
排气涡轮增压技术可以通过利用发动机废气的能量来驱动涡轮,增加进气气流,提高发动机的效率和动力输出。
最后,可以运用可变气门正时技术。
可变气门正时技术可以根据发动机负荷的变化,实现进、排气门正时的调整,以提高发动机的流量和效率,增加动力输出。
三、改善燃烧系统燃烧系统的改善可以提高燃烧效率,从而增加发动机的动力输出。
以下是几种常见的方法。
首先,可以采用直喷技术。
直喷技术可以将燃油直接喷射到气缸内部,使燃油更好地与空气混合,提高燃烧效率,增加动力输出。
车内空气质量分析及改善
车内空气质量分析及改善近年来,汽车已经成为人们生活中必不可少的交通工具之一。
而随着城市化进程的加速,汽车排放的废气以及城市交通的拥堵状况都在不断加剧,这也使得车内空气质量成为越来越受人们关注的一个问题。
有研究表明,车内空气可以比户外空气质量更糟糕,车内空气污染物包括有害气体、颗粒物、甲醛等,它们会对人们的健康造成直接或间接的伤害。
本文将从车内空气污染物的来源、车内空气质量评估的方法和改善措施三个方面进行探讨,以帮助大家更好地了解和改善车内空气质量。
一、车内空气污染物的来源车内空气污染物主要来自三个方面:车辆排放、内饰材料和人的活动。
首先是车辆排放,汽车的尾气排放会释放出二氧化碳、氮氧化物、一氧化碳等多种有害气体。
这些有害气体会透过车窗、通风孔、空调系统等进入车内。
其次,内饰材料也会释放甲醛、苯、丙烯酸等挥发性有机化合物,特别是新车购买时甲醛含量高达几十倍于国家标准。
最后是人的活动,例如吸烟、喷香水等也会排放有害气体和颗粒物,影响车内空气质量。
二、车内空气质量评估的方法车内空气质量评估的方法有很多种,例如测量空气中的有害气体浓度、颗粒物浓度、悬浮物质浓度等,其中较为常见的是VOC (挥发性有机物)和PM2.5(直径小于2.5微米的颗粒物)的浓度测量。
目前市面上有专业的空气质量检测仪器,也可以自己购买空气质量检测仪器进行测试。
此外,还可以通过观察车内的色差板来评估车内空气的污染程度,如果色差板呈现出红色或黄色,则说明车内空气质量较差。
三、改善车内空气质量的措施改善车内空气质量的方法有很多种,本文将针对三个方面进行探讨。
1. 控制车辆排放车辆排放是车内空气污染的主要来源之一,因此控制车辆的排放是改善车内空气质量的首要措施。
可以选择新车购买时排放量较低的车型,选择环保加油站加油,合理驾驶等。
2. 确保车内通风通风是保持车内空气清新的最好方法之一。
可以在行车过程中开启车窗,利用车载空调中的新风功能进行通风换气,也可以在停车时开启车内循环模式进行通风。
改善汽车空气动力学性能的措施
摘 要 :汽 车 空 气 动 力 学性 能对 汽 车 的安 全 性 、经 济 性 和 舒 适 性 具 有 重 要 影 响 。 文 中通 过 分
析 汽 车 前部 、客 舱 、尾 部 、底 部 、附 加 装 置 和 车轮 对 汽 车 空 气 动 力 学性 能 的 影 响 ,从 汽 车 空 气动 力 学
1 汽 车 空 气 动 力 学 性 能 的 影 响 因素 及 改 善 措 施
1.1 汽车 前部 车头造 型 中影 响汽 车空气 动力学 性能 的 因素很
多 ,如车头边 角 、车头形 状 、车头高 度 、发 动机罩 与前 风窗 造型 、前 凸起唇 及 前保险杠 的形状 与位 置 、进 气 口大小 和格栅 形状 等 。
车头边 角 主要 是指 车头上 缘边 角和横 向两侧 边 角 。对 于非 流线 型 车头 ,存 在 一定 程 度 的尖 锐 边 角 会 产 生有利 于减少 气 动 阻 力 的车 头 负压 区 ;车 头 横 向边角 倒圆 角 ,也 有利 于产 生 减小 气 动 阻力 的 车头 负 压 区 ,圆角 与阻力 的关 系 r/b=0.045(r为车头 横 向边角 倒 圆角 半径 ,b为车 宽 )时 ,即可 保 持 空 气 流 动 的连续 ;整 体弧 面车 头 产 生 的气 动 阻力 比车 头 边
收 稿 日期 ;2007-04—26
维普资讯
公 路 与 汽 运
总 第 122期
H ighways& Automotive Applications
5
大 的斜 度 ,将 使视 觉效果 和舒 适性 降低 ;前风 窗斜 度 窗斜 度对 气动 阻力 的影 响较 大 (见 图 2),对 斜 背 式
发动 机罩 与前 风窗 的设 计可 以改 变再 附着 点 的 位置 ,从而 影 响汽车 的气动 特性 。如 图 1所 示 ,以 2 块相交 成 一定 角度 ),的平板 模拟 汽车发 动机 罩与前 风窗 的实 验研究 表 明 ,分 离点 S的位置 Z/c与再 附 着 点 R 的位 置 X/d具 有 对 称 性 ,且 分 离 点 S与 再 附着 点 R 之间 的有旋 分离泡 SR 的大小 与 ),有 很重 要 的关 系 。发动 机罩 的 纵 向 曲率 越小 (目前采 用 的 纵 向曲率大 多为 0.02 m ),气 动 阻力越 小 ;发动 机 罩 的横 向曲率也 有利 于减小气 动 阻力 。发 动机 罩具 有 适 当的斜 度 (与水平 面的夹 角)对 降低气 动阻力 有 利 ,但 如果斜 度进 一步加 大 ,则 降阻 效果不 明显 。风 窗玻璃 纵 向曲率越 大越好 ,但不 宜过 大 ,否则 将 导致 视 觉失 真 、刮 雨器 刮扫效 果 变差 ;前 风窗玻璃 的横 向 曲率也 有利 于减小 气动 阻力 ;前风 窗玻璃 的斜度 (与 垂 直 面 的夹 角 )小 于 30。时 ,降 阻效 果 不 明显 ,但 过
汽车空气动力学原理
汽车空气动力学原理汽车空气动力学原理引言在汽车设计中,空气动力学原理起着至关重要的作用。
一辆优秀的汽车需要具备低阻力和稳定的空气流动,以达到更好的燃油经济性和稳定性能。
本文将从浅入深地解释汽车空气动力学原理。
空气阻力的影响空气阻力是指汽车在运动过程中与空气相互作用所产生的阻力。
它的大小取决于车辆速度、形状和空气密度等因素。
汽车在高速行驶时,空气阻力会显著影响燃油经济性。
因此,降低空气阻力是提高汽车燃油经济性的关键。
汽车空气动力学设计为了减小空气阻力,汽车设计师使用多种手段来改善空气动力学性能。
以下是一些常见的方法:•优化车身外形:通过改变车身线条和曲面,可以使空气在车身表面流动更加平滑,减少阻力。
•添加空气动力学套件:例如车前进气格栅和后扰流板等设备,可以改善气流的流向和分离,减少阻力产生。
•减小空气有效面积:通过缩小车身截面积、收紧底盘等方式,可以降低空气阻力。
•优化底部设计:设计底部护板、隔板和下风帘等装置,能够减少底部气流的干扰和阻力。
空气流动的分析空气动力学原理也关注汽车在运动状态下空气流动的稳定性。
以下是一些相关概念:•空气分离:当空气经过车身表面时,由于曲面变化和局部阻挡等原因,空气流动会分离开来,形成湍流和涡流。
空气分离会增加阻力和噪音,因此需要尽量减少分离现象。
•升力和下压力:除了空气阻力外,汽车运动过程中还会产生升力和下压力。
升力会导致车身抬升,降低操控性能,而下压力能够增加车轮和地面的接触力,提高操控稳定性。
•气流分布:改变车身线条和安装空气动力学套件等措施,能够改变气流在车身上的分布情况,从而影响空气阻力和车辆稳定性。
先进的空气动力学技术随着科技的进步,汽车空气动力学设计也在不断发展。
以下是一些先进的技术:•流线型车身:通过使用流线型车身设计,可以减小阻力和空气分离的发生。
一些超级跑车和电动轿车采用了这种设计,以提高燃油经济性和速度性能。
•主动空气动力学:有些高端汽车配备了主动空气动力学系统,可以根据车速和操控情况主动调节车身上的空气套件,以优化空气流动,提高操控性能。
汽车动力系统节能减排管控的措施
汽车动力系统节能减排管控的措施汽车动力系统是指汽车发动机及其相关的传动装置和控制系统。
随着全球能源短缺和环境污染问题的日益严重,节能减排已成为汽车工业发展的重要方向。
为了实现汽车动力系统的节能减排,需要采取一系列的管控措施。
首先,可以通过提高发动机的热效率来实现节能减排。
通过改进燃烧系统、提高压缩比和采用先进的燃烧技术,可以提高发动机的热效率,减少能量的浪费。
此外,还可以采用轻量化材料和减小发动机的尺寸,降低发动机自身的质量和摩擦损失,进一步提高热效率。
其次,可以通过优化传动系统来实现节能减排。
传统的机械传动系统存在能量损失和效率低下的问题,可以采用电动化技术来替代传统的机械传动系统。
例如,采用电动机驱动车辆,可以提高传动效率,减少能量损失。
此外,还可以采用智能化的变速器控制系统和优化的齿轮比设计,进一步提高传动效率。
此外,还可以通过改进车辆的空气动力学性能来实现节能减排。
改善车辆的空气动力学性能可以减少空气阻力,降低车辆在行驶过程中消耗的能量。
例如,通过优化车身外形设计、增加空气动力学套件和减小车辆的风阻面积,可以降低车辆的空气阻力,提高行驶效率。
此外,还可以通过智能化的能量管理系统来实现节能减排。
智能化的能量管理系统可以实时监测和控制车辆的能量使用情况,根据不同的驾驶条件和需求进行优化调整。
例如,根据驾驶员的驾驶习惯和行驶路线,智能化的能量管理系统可以合理分配电池能量和发动机输出功率,最大限度地提高能量利用效率。
最后,还可以通过推广新能源汽车来实现节能减排。
新能源汽车是指使用非传统燃料或者使用传统燃料但具有高效能转换装置的汽车。
新能源汽车包括纯电动汽车、混合动力汽车和燃料电池汽车等。
推广新能源汽车可以减少对传统石油资源的依赖,降低尾气排放和噪音污染,实现可持续发展。
综上所述,汽车动力系统节能减排管控的措施包括提高发动机热效率、优化传动系统、改进车辆空气动力学性能、智能化能量管理系统以及推广新能源汽车等。
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改善汽车空气动力学性能的措施浅析
汽车具有良好的空气动力学性能有利于提高汽车的动力性、燃油经济性,有利于改善汽车的操纵性和行驶的稳定性,进而提高汽车的安全性,有利于改善乘座舒适性。
随着汽车设计制造技术的进步和对汽车性能的要求越来越高,汽车的空气动力学性能已成为汽车车身设计所必须考虑的重要内容。
车前部的影响
车头造型对空气动力学性能的影响因素很多,车头边角、车头形状、车头高度、发动机罩与前风窗造型、前凸起唇及前保险杠的形状与位置、进气口大小、格栅形状等。
车头边角主要是车头上缘边角和横向两侧边角,对于非流线形车头,存在一定程度的尖锐边角会产生有利于减少气动阻力的车头负压区;车头横向边角倒圆角,也有利于产生减小气动阻力的车头负压区,圆角与阻力的关系r/b=O.045就可以保持空气流动的连续;整体弧面车头比车头边角倒圆气动阻力小。
车头头缘位置较低的下凸型车头气动阻力系数最小;但不是越低越好,因为低到一定程度后,车头阻力系数不再变化,车头头缘的最大离地间隙越小,则引起的气动升力越小,甚至可以产生负升力。
增加下缘凸起唇后,气动阻力变小,减小的程度与唇的位置有关。
发动机罩与前风窗的设计可以改变再附着点的位置,从而影响气动特性(如图1)。
发动机罩的纵向曲率越小(目前大多数采用的纵向曲率为0.02/m),气动阻力越小;发动机罩的横向曲率也有利于减
小气动阻力。
发动机罩有适当的斜度(与水平面的夹角)对降低气动阻力有利,但如果斜度进一步加大对降阻效果不明显。
风窗玻璃纵向曲率越大越好,但不宜过大,否则导致视觉失真、刮雨器的刮扫效果变差;前风窗玻璃的横向曲率也有利于减小气动阻力;前风窗玻璃的斜度(与垂直面的夹角)小于30°时,降阻效果不明显,但过大的斜度,使视觉效果和舒适性降低;前风窗斜度等于48°时,发动机罩与前风窗凹处会出现一个明显的压力降,因而造型时应避免这个角度;前风挡玻璃的倾斜角度(与垂直面的夹角)越大,气动升力系数略有增加。
发动机罩与前风窗的夹角与结合部位的细部结构对气流也有重要的影响。
汽车前端形状的对汽车的空气动力学性能也有重要的影响。
前凸且高不仅会产生较大的空气阻力而且还将会在车头上部形成较大的局部
负升力区。
具有较大倾斜角度的车头可以达到减小气动升力乃至产生负升力的效果。
图1气泡区分离点与再附着点的位置
汽车客舱的影响
前立柱上的凹槽、小台面和细棱角处理不当,将导致较大的气动阻力和较严重的气动噪声和侧窗污染,应设计成圆滑过渡的外形。
英国的White 1967年根据试验结果对气动阻力影响最关键的车身外形参数进行分级,对实际有重大指导作用;轿车侧壁略有外鼓,将增加气
动阻力,但有利于降低气动阻力系数;但外鼓系数(外鼓尺寸与跨度之比)应避免在0.02~0.04范围内。
顶盖有适当的干扰系数有利于减小气动阻力,综合气动阻力系数、气动阻力、工艺、刚度、强度等方面的因素,顶盖的干扰系数(上鼓尺寸与跨度之比)应在0.06以下。
对阶背式轿车而言,客舱长度与轴距之比由0.93增至1.17,会较大程度地减小气动升力系数。
但发动机罩的长度与轴距之比对气动升力系数影响不大。
汽车尾部的影响
车身尾部造型对气动阻力的影响主要因素有:后风窗的斜度与三维曲率、尾部造型式样、车尾高度、尾部横向收缩。
后风窗斜度(后风窗弦线与水平线的夹角)对气动阻力影响较大(如图2),对斜背式轿车,斜度等于300。
时,阻力系数最大;斜度小于30。
时,阻力系数较小;后挡风玻璃的倾斜角一般控制在25。
之内为宜;后风窗与车顶的夹角介于28。
~32。
时,车尾将介于稳定和不稳定的边缘。
典型的尾部造型有斜背式、阶背式、方(平)背式;由于具体后部造型与气流状态
的复杂性,一般很难确切的断言尾部造型式样的优劣,但从理论上说,小斜背(角度小于30。
)具有较小的气动阻力系数。
流线型车尾的汽车存在最佳车尾高度,此状态下,气动阻力系数最小,此高度需要根据具体车型以及结构要求而定。
后车体的横向收缩,可以减小截面面积,一定程度的后车体的横向收缩对降低气动阻力系数有益,但过多的收缩会引起气动阻力系数的增加,收缩程度按具体车型而定。
车尾最大离地间隙越大,车尾底部的流线越不明显,则气动升力越小,甚至可以产生负升力。
长尾车可能产生较大的横摆力矩,而切尾的快背式汽车横摆力矩并不大,可以通过加尾翼减小横摆力矩,改善汽车操纵稳定性。
图2后风窗顷角对气阻系数的影响
汽车底部的影响
一般随车身底部离地高度的增加气动阻力系数有所减小,但高度过小,将增加气动升力,影响操作稳定性及制动性;另外离地高度的确定还要考虑汽车的通过性与汽车重心高度。
车身底部纵倾角对气动阻力影响较大,纵倾角越大,气动阻力系数越大,故底板应尽量具有负的纵倾角,将汽车底板做成前低后高的形状对减小气动升力有用。
车身底板适度的纵向曲率可以降低平均压力(见图3),相应地减小气动升力;车身底板的适度的横向曲率可以减小气动阻力,但是太大可能引起底部横向气流与侧面气流相干扰。
合适的后部离去角,也可能减小空气阻力。
图3纵向曲率对气阻系数的影响
扰流器的影响
扰流器通过对流场的干涉,调整汽车表面压强分布,以达到减小气动力阻力和气动升力的目的。
前扰流器(车底前部)的适当高度、位置和扰流器的大小对减小气动阻力和气动升力至关重要;目前多采用将前保险杠位置下移并加装车头下缘凸起唇以起到前扰流器的作用。
后扰流器(车尾上部)的形状尺寸和安装位置对减小气动阻力和气动升力也是非常重要;但后扰流器对于气流到达扰流器之前就已分离的后背无效。
有的把天线外形设计成扰流器,装在后风窗顶部。
在赛车上设计有前、后负升力翼以抵消部分升力从而改善汽车转向轮的附着性能。
轮的影响
车身主体与车轮之间存在着很大的相互干涉,车轮的特性参数(被轮腔所覆盖的车轮高度h与车轮直径D的比值)h/D对气动力的影响(如图4),h/D<0.75时,h/D越大,则气动阻力系数和气动升力系数
越小,h/D:0.75时,气动阻力系数和气动升力系数最小,h/D>0.75后,气动阻力系数又会回升。
适度的加宽轮胎对气动阻力系数有利,但不宜过宽,存在一个最佳宽度。
不同形状的车轮辐板,车轮辐板上开孔面积的布置方式对气动性能有很大的影响;在总开孔面积相同的情况下,将开孔数适量增大有利于气动性能的改善。
图4车轮特性参数对气阻系数的影响
最后,改善汽车空气动力学性能除了优化汽车造型之外,人们也正试图寻求其他的方法。
虽然低阻的汽车的动力性和经济性得以提高,但任何事物都有其的另一面,Kamm认为,对于流线形汽车,随着横摆角的变化,阻力系数有很大变化,即低阻汽车侧风稳定性差。
所以汽车的设计必须综合各个方面,权衡利弊,才能设计出高性能的汽车。