汽车车身的空气动力学应用
空气动力学在汽车外形优化设计中的应用
空气动力学在汽车外形优化设计中的应用汽车的外形设计是汽车制造过程中的关键环节之一,它不仅决定了汽车的外观美观度,更重要的是影响到汽车的空气动力学性能。
在如今注重绿色环保和能源节约的社会背景下,通过优化汽车外形设计,降低空气阻力,提高其空气动力学性能成为了一项重要任务。
空气动力学是研究气体在流动时的力学性质的科学,以及研究这些力学性质对物体形状、方向和速度的影响。
在汽车设计中,优化汽车外形可以减少阻力、提高汽车的燃油效率并降低噪音。
因此,空气动力学在汽车外形优化设计中的应用变得至关重要。
一种常见的空气动力学改善汽车外形的方法是通过减小阻力系数,即减小汽车行驶时所受到的阻力大小。
例如,一些汽车制造商会将汽车车身造型设计得更加流线型,以减少空气对车身的阻力。
此外,对车身前部进行改进,如降低车头高度和增加前风挡的倾角,能够使空气更顺畅地穿过车身,从而减少了阻力。
除了减小阻力系数,还可以通过增加下压力,提高汽车的操控性能。
下压力是指汽车在高速行驶过程中产生的向下的空气力。
通过增加下压力,汽车能更牢固地贴地行驶,提高车辆的稳定性和操控性。
为了增加下压力,可以对汽车的车身底部进行设计,例如在车底安装扰流板或者增加前后轮拱罩等。
另一个关键的问题是降低车内噪音的产生和传播。
汽车行驶过程中,空气从车辆的前部流过,会产生噪音,并且在车内传播。
为了降低噪音,可以对汽车的前部进行改进,例如通过改变车头造型、增加隔音材料等。
此外,增加窗户密封性能和减少风挡玻璃的倾角,也可以减少噪音的产生和传播。
除了以上提到的方法,还有一些创新的空气动力学设计可以在汽车外形优化中应用。
比如,一些汽车制造商在汽车车顶上设置了可调节的后扰流板,通过调整后扰流板的角度,可以根据不同行驶速度和道路条件来优化车辆的空气动力学性能。
此外,一些高端汽车还采用了活动式车身气动套件,通过电脑自动监测车辆行驶状态和驾驶者的需求,来调整车身气动套件的形状和位置,以实现最佳的空气动力学性能。
空气动力学在汽车制造中的应用
空气动力学在汽车制造中的应用空气动力学是研究气体流体在运动中的力学性质的学科,广泛应用于许多领域,包括航空航天、建筑工程、能源产业等。
而在汽车制造领域,空气动力学也扮演着重要的角色。
本文将介绍空气动力学在汽车制造中的应用,并探讨其对汽车性能和效率的影响。
一、空气阻力与汽车性能空气阻力是车辆行驶时所受到的一种阻碍力,它可以对汽车的性能产生直接的影响。
空气动力学的研究可以帮助汽车制造商设计更加流线型的车身,以减少空气阻力。
流线型车身能够减小车辆周围的气流阻力,从而降低能源消耗,提高汽车的燃油效率。
二、空气动力学与空气动力设计空气动力学对汽车的设计起到了关键作用。
通过利用气流分析和数值模拟,工程师可以预测汽车在不同速度下的气动性能。
他们使用计算流体力学(CFD)软件,通过模拟气流的流动,优化车辆的外形和构造。
这种设计优化可以减少车辆的空气阻力,提高车辆的稳定性和行驶性能。
三、空气动力学与车辆操控空气动力学还对汽车的操控性能产生影响。
通过改善车辆的气动性能,可以实现更好的稳定性和操控性。
例如,在赛车运动中,通过增加前后扰流器和侧翼,可以增加车辆的下压力,提高车辆在高速行驶时的稳定性。
同样地,一些高性能汽车采用了活动式尾翼设计,通过调整尾翼的角度,可以在不同的速度下提供更好的操控性能。
四、减少噪音和振动除了改善汽车的气动性能,空气动力学还可以帮助减少噪音和振动。
通过对车辆的外形和构造进行优化,可以降低气流产生的噪音和振动。
同时,一些流体力学的原理也可以应用于车辆的排气系统和发动机设计中,以减弱排气噪音和振动。
五、气动力学与电动汽车随着电动汽车的不断发展,空气动力学在电动汽车的设计中也变得关键。
电动汽车由于需要较大容量的电池组,通常比传统汽车更重。
然而,通过优化车辆的外形和减小空气阻力,可以提高电动汽车的续航里程。
此外,空气动力学也在电动汽车充电设备的设计中发挥作用,通过优化充电插头和充电站的设计,可以减少充电过程中的能量损耗。
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。
空气动力学在汽车工程中的应用
空气动力学在汽车工程中的应用随着现代工业的发展,汽车工程也越来越成为人们关注的焦点。
在汽车生产中,通过运用各种科技手段来改善汽车的性能和外观是一个重要的方向。
其中,空气动力学技术被广泛应用于汽车工程中,对汽车进行流线型设计,减少空气阻力,提升随车空气流动的稳定性和汽车的耐用性,为汽车运行带来诸多优点。
一、空气动力学与汽车设计空气动力学是研究固体物体在流体中的运动规律和流动规律的学科。
在汽车工程中,追求低空气阻力是设计师的一项主要考虑因素。
通过运用空气动力学原理,对汽车进行改良和优化,可以减少汽车在高速行驶时车身与空气之间的摩擦力,提升汽车的行驶速度和节油效果。
汽车的尺寸和形状、风阻系数、倾覆和侧风稳定性,都与空气动力学密不可分。
二、汽车设计中的空气动力学原理在汽车设计中,空气动力学原理可以被应用于各个方面。
例如,理解汽车车身流通的方向和轮廓可以通过流体动力学的原理来实现。
流体动力学是一种研究物体在液体或气体内部运动规律的学科,可以协助汽车设计者预测随着汽车在空气中行驶的变化,车身周围的气流如何变化,以及如何设计新型随车空气系。
通过在汽车制造时对车身进行流水线设计,可以减低空气阻力并提高汽车的机动性。
三、空气动力学和汽车性能的影响空气动力学和汽车性能之间的关系被广泛研究。
空气动力学所致的空气阻力大大影响了汽车的性能和燃油效率。
当汽车运行速度比较高时,阻力会变得非常严重,并且会给汽车的排气量带来一定的负面影响。
通过在汽车设计过程中领会空气流动的特性,可以减少转向时的侧风,提升在高速公路上的行驶稳定性,并减少在高速行驶时车身的震荡。
四、未来的发展趋势随着汽车设计技术不断更新,对车辆性能提高的渴望也不断扩大。
未来,汽车工程将继续投入更多的资源和技术进入空气动力学研究,提高汽车的性能和燃油效率。
例如,新一代电动汽车所应对的气流交互性、碳化物排放和排泄物危害,都需要领了解空气动力学的特性和运动规律来实现。
随着汽车工程发展的不断深入,空气动力学的发展将成为这一领域中的重要一环。
汽车空气动力学原理的应用
汽车空气动力学原理的应用当我们驾驶汽车在路上飞驰时,可能很少会想到,汽车的外形设计和行驶过程中所受到的空气阻力,其实都与空气动力学原理息息相关。
汽车空气动力学是一门研究汽车在行驶过程中与空气相互作用的科学,其应用不仅影响着汽车的性能、燃油经济性,还关系到车辆的稳定性和安全性。
首先,让我们来了解一下什么是汽车空气动力学。
简单来说,它是研究空气在汽车周围流动时所产生的各种力和现象的学科。
当汽车行驶时,空气会对车身产生阻力,同时也会在车底、车轮、车窗等部位产生升力或下压力。
通过合理的设计,可以减小阻力、增加下压力,从而提高汽车的性能。
汽车的外形设计是空气动力学应用的重要方面。
流线型的车身能够有效地降低风阻。
想象一下,一个圆润、光滑的物体在空气中移动,与一个棱角分明、凹凸不平的物体相比,前者所受到的阻力要小得多。
现代汽车的设计越来越注重线条的流畅性,从前脸到车尾,都经过精心的雕琢。
例如,车头的倾斜角度、大灯的形状、进气格栅的大小和位置等,都会影响空气的流动。
车尾的设计也同样重要,扰流板、后保险杠的形状等都能起到减少空气阻力和增加下压力的作用。
除了外形,汽车的底盘设计也对空气动力学有着重要影响。
平整的底盘可以减少车底气流的紊乱,降低风阻。
一些高性能汽车甚至会采用底盘护板来进一步优化气流。
此外,车轮和轮毂的设计也不容忽视。
合适的轮毂形状和轮胎花纹能够减少空气的阻力,提高车辆的行驶效率。
空气动力学在汽车的燃油经济性方面也发挥着关键作用。
较低的风阻意味着汽车在行驶中需要克服的阻力减小,发动机的负荷降低,从而节省燃油。
据研究,风阻系数每降低 10%,燃油经济性可以提高 3%左右。
这对于日益紧张的能源形势和消费者的钱包来说,都是非常重要的。
在汽车的稳定性和操控性方面,空气动力学同样功不可没。
通过在车身上增加空气动力学套件,如扰流板、扩散器等,可以增加车辆在高速行驶时的下压力,使车轮与地面的附着力更强,提高车辆的稳定性和操控性。
汽车工程汽车设计的关键空气动力学原理
汽车工程汽车设计的关键空气动力学原理汽车工程中的空气动力学原理是汽车设计中不可忽视的重要因素之一。
通过研究和应用空气动力学原理,汽车设计师可以优化汽车的外形和气动效率,从而提高驾驶稳定性、燃油经济性和舒适性。
本文将介绍汽车设计中的一些关键空气动力学原理,并探讨其在汽车工程中的应用。
1. 气动阻力与流线型设计在汽车运行中,空气对汽车的阻力会对车辆的性能和燃油经济性产生重大影响。
通过流线型设计可以减少空气动力学阻力,提高汽车的行驶稳定性和燃油经济性。
流线型设计通常包括优化车身外形、减少凸出物以及调整车身线条等。
例如,将车身各部分设计为连续平滑的曲线,可以减少空气的湍流和阻力,降低燃油消耗。
2. 升力与下压力在高速运行的汽车中,产生的升力或下压力对操控性和稳定性至关重要。
升力会使车辆失去接地感,导致操控困难,而下压力则能增加车辆与地面的附着力,提高操控性能。
通过合理设计车身及其附件,可以调节升力与下压力的平衡,提高汽车的操控性。
例如,在赛车中常使用的大型扰流板和车底护板都是为了增加下压力,提供更好的操控性能。
3. 尾流管理汽车在行驶过程中会产生尾流,尾流的设计和管理可以减少阻力和噪音,并提高燃油经济性和舒适性。
通过在车辆尾部设计尾翼、尾部扰流器等装置,可以改变尾流的流动方向和速度分布,减少尾部负压区域的形成,从而减少阻力和噪音。
4. 空气进气与冷却汽车引擎需要充足的空气进入以实现高效燃烧和降低发动机温度。
合理设计空气进气系统和冷却系统可以提高发动机性能和可靠性。
例如,通过在前保险杠或车头设计进气口或进气格栅,可以引导大量冷凉空气进入发动机舱,降低温度。
另外,在车辆设计中还需要充分考虑冷却系统的布局和组件的散热性能,以确保发动机的正常运行。
5. 风噪与车内舒适性空气动力学原理在汽车设计中还有助于减少风噪和提高车内舒适性。
通过减少车身与空气之间的湍流和振动,可以降低风噪和噪音。
例如,在设计车窗、车门和车身密封件时,需要考虑如何减小风噪,提高乘坐舒适度。
空气动力学技术在汽车设计中的应用研究
空气动力学技术在汽车设计中的应用研究随着现代科技的迅速发展,汽车已经成为了我们日常出行中不可或缺的一种工具。
而汽车设计中的空气动力学技术,也已经成为了一种十分重要的技术手段。
本文将探讨一些空气动力学技术在汽车设计中的应用研究。
一、汽车空气阻力的分析汽车在行驶时,所受到的空气阻力是十分重要的。
空气阻力大,不仅会减少汽车的速度,也会消耗更多的燃料。
因此,研究汽车空气阻力,对提高汽车的性能和节能减排十分重要。
空气阻力的大小,与汽车形状密切相关。
一些形状优良的汽车,如宝马、奥迪等,都已经采用了空气动力学设计。
空气动力学设计可以使得汽车的空气阻力变小,从而提高车辆的性能,同时也可以降低汽车的燃油消耗。
二、增压技术在汽车设计中的应用汽车的动力性与发动机的输出功率有很大的关系,而增压技术就是一种可以提高发动机输出功率的技术。
目前,涡轮增压技术已经成为了一种被广泛应用于发动机中的技术手段。
涡轮增压技术采用了涡轮机来提高发动机输出功率。
涡轮机又称为汽轮机,是一种转速非常高的设备。
汽车中的涡轮机,一般都是由废气驱动的涡轮机。
当发动机排气后,气体穿过涡轮机,从而带动涡轮机旋转。
涡轮机的旋转可以使得进气量增加,从而提高发动机的输出功率。
三、轮毂设计与空气动力学轮毂是汽车运动中非常重要的组成部分。
而轮毂的设计,也经过了空气动力学的深度研究。
一些经典的汽车轮毂,如保时捷等,都经过了空气动力学的设计。
空气动力学设计可以使得轮毂更加优良,不仅可以降低汽车空气阻力,还可以提高汽车机动性和稳定性。
四、空气动力学与噪音控制汽车内部的噪音也是十分令人困扰的问题。
而空气动力学技术,也可以在一定程度上减小汽车的内部噪音。
通过对汽车中的气流进行控制,可以使得汽车内的噪音更小。
例如,在汽车家庭团聚中,如果有空气动力学设计的卡丁车,噪音就会比一些传统设计的卡车更小。
五、总结通过上述的分析,我们不难看出,空气动力学技术已经成为了一种不可或缺的汽车设计技术。
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。
空气动力学在车身设计中的应用研究
空气动力学在车身设计中的应用研究随着社会的发展,在交通领域,汽车已经成为了人们必不可少的出行工具。
而对于车辆制造商而言,汽车的外观设计越来越受到市场的关注。
颜值至上的时代,很多消费者在选择汽车时也会优先考虑外观。
对于设计师而言,如何打造出符合市场口味的外观,不仅仅在于审美认知,更在于科技的应用。
其中,空气动力学在车身设计中的应用,已经成为了车辆设计领域的热门话题。
一、空气动力学的基础原理空气动力学是研究流体在空气中运动的学科。
它可以告诉我们,空气与车辆之间互动的具体情况,进而帮助我们设计更优秀的车身。
空气动力学研究的重点在于风阻(drag)、升力(lift)和附着力(downforce)。
其中,风阻是指空气阻力,它是一个平面上的力,垂直于流动方向,使运动速度减缓。
升力是指作用在物体上的垂直于速度方向的力,有时也可以称为“气动升力”。
附着力是指物体与场地之间发生的作用力,它主要与摩擦力有关。
二、车身设计中的空气动力学应用1、车身外观设计在车身外观设计中,空气动力学可以帮助设计师优化车身外形,以最大限度的降低空气阻力。
这样不仅可以减少燃油消耗,也可以提高车的稳定性和舒适性。
比如,针对车头部分,设计师可以采用溜背式的设计,因为这种设计可以减小风阻,在高速行驶时减少油耗;而针对尾部部分,则可以采用多边形的形状,这样不仅可以减小气流紊乱,也可以减少空气阻力。
2、底盘设计底部设计也是车身设计中的重要环节。
底部的空气动力学设计可以提高车体的稳定性,降低风噪和空气阻力。
底盘设计师可以采用抬高或者下凹的设计,这样可以减小底部对地面的“粘合度”,降低风阻,提高稳定性和操控性。
3、车顶行李架设计车顶行李架在日常使用过程中,很容易对空气阻力产生影响。
针对这个问题,设计师可以通过运用空气动力学原理,来设计更优秀的车顶行李架。
比如,采用空气动力学的原理,通过优化行李架在车顶上的位置和高度,可以减小行李架与空气之间的阻力,降低油耗。
空气动力学在新能源汽车设计中的重要性
空气动力学在新能源汽车设计中的重要性身处新能源汽车时代,我们越来越意识到空气动力学在汽车设计中的重要性。
空气动力学的优化能够显著提升汽车的能效和性能,为驾驶体验带来更多的乐趣。
本文将深入探讨空气动力学在新能源汽车设计中的关键作用。
气动设计与能源效率对于传统的内燃机汽车,空气动力学设计主要关注减少阻力,提高燃料经济性。
而在新能源汽车中,气动设计可以更好地借助电动机潜力,进一步提高能源效率。
通过减少风阻,空气动力学优化可以大大延长电池续航里程。
优化的车身外形、减少气动阻力的设计细节,如改善车窗密封和设计更光滑的车身曲线,都能帮助新能源汽车更高效地切割风阻,提升行驶里程,从而更好地满足用户日常的代步需求。
空气动力学在新能源汽车设计中也与能源回收息息相关。
例如,优化的车身底部设计能够形成较好的气流分离,为底部的能源回收设备提供更好的工作条件。
设计师可以利用空气动力学原理,将底部的气流引导到能源回收设备,进一步提高车辆的综合能源利用效率。
车内空气和舒适性改善新能源汽车的环保属性使其受到越来越多人的青睐。
然而,电动汽车的高性能电池充电和放电可能导致高热量的产生,造成车辆在行驶过程中的高温环境。
优化的空气动力学设计可以帮助改善车内空气循环,确保乘客舒适。
通过合理设计车辆的进气口和出气口位置,以及调整车身的气流流向,新能源汽车可以更好地循环新鲜空气,提高车内的通风效果。
优化的空气动力学设计还可以减少车窗玻璃震动和噪音,提供更安静的驾驶体验。
通过改善车身外形、细化车窗设计和减少空气流过车辆的噪音,新能源汽车可以降低风噪和路噪的干扰,提供更加宜人的驾驶环境。
提升车辆性能和驾驶安全优化的空气动力学设计对于提升车辆性能和驾驶安全同样至关重要。
通过改善车辆的空气动力学特性,设计师可以提高车辆的稳定性和操控性能。
通过调整车身的气流分离和流向,减小升力和增加下压力,新能源汽车可以在高速行驶时保持更好的稳定性和操纵性,同时降低因气流干扰而产生的车身抖动。
空气动力学在汽车设计中的应用研究
空气动力学在汽车设计中的应用研究概述:在当今科技发达的世界中,汽车设计出现了巨大的突破,其中空气动力学在汽车设计中的应用研究起着至关重要的作用。
通过对车辆空气流动的研究和优化,汽车设计师能够改善车辆的性能、燃油效率和安全性。
本文将探讨空气动力学在汽车设计中的应用,旨在深入探究这一领域的发展及其对汽车工业的积极影响。
第一部分:空气动力学基础空气动力学是研究空气在物体表面流动时产生的力学效应的学科。
在汽车设计中,空气动力学主要关注汽车外形设计对气流的影响。
通过运用流体力学原理,工程师可以分析汽车表面的气流流动情况,从而改善汽车的性能。
第二部分:减小空气阻力减小空气阻力是空气动力学在汽车设计中的主要目标之一。
在高速行驶中,空气阻力对汽车性能的影响不可忽视。
通过优化车身外形和降低车身底部气流压力,设计师可以降低车辆的空气阻力。
此外,设计具有较小的车辆截面积和流线型车身外形也可以减小空气阻力。
这些设计调整既可提高燃油经济性,又可增加汽车的稳定性。
第三部分:增加下压力增加下压力是另一个重要的空气动力学目标。
下压力是指汽车在高速行驶时产生的向下推力,通过增加车辆与地面之间的气体压力差实现。
较高的下压力可以提高车辆的操控性能和稳定性。
为了增加下压力,设计师通常会增加车辆底部的空气导流板和尾部扰流板,使气流在车底形成较高的压力,从而增加下压力。
第四部分:冷却系统的优化除了减小空气阻力和增加下压力,空气动力学在汽车设计中的另一个关键应用是优化车辆的冷却系统。
车辆在行驶中会产生大量的热量,需要通过冷却系统散发出去。
优化冷却系统可以提高发动机的效率和寿命。
通过对气流动力学特性的研究,设计师可以设计出最佳的散热器位置和形状,使热量能够有效地散发出去。
第五部分:尾气排放的减少空气动力学还可以应用于降低汽车尾气排放。
尾气排放是汽车的一个突出问题,对环境造成了巨大的负面影响。
通过优化车辆外形以及燃油喷射和燃烧过程,可以减少尾气排放物的产生。
汽车空气动力学原理及其在设计中的应用
汽车空气动力学原理及其在设计中的应用汽车空气动力学是研究汽车在运动过程中与空气之间相互作用的科学。
它涉及到车辆的流体力学、气动设计、空气阻力等方面的知识。
本文将介绍汽车空气动力学的基本原理,并探讨其在汽车设计中的应用。
一、汽车空气动力学的基本原理1. 空气阻力在汽车行驶的过程中,车辆与周围空气之间会产生阻力。
这种阻力随着车速的增加而增大,称为空气阻力。
空气阻力是影响汽车速度和燃油经济性的重要因素。
2. 升力和下压力除了空气阻力,汽车在行驶中还会产生升力和下压力。
升力使得车辆产生抬升的趋势,会影响行车的稳定性。
而下压力则会将车辆压低,增加接触地面的力量,提高操控性和行驶稳定性。
3. 尾流和气流分离车辆在行驶中,空气会沿着车辆表面形成尾流。
尾流的合理设计能够减小空气阻力,并且对后续车辆的性能也有影响。
此外,当车辆速度较高时,空气可能会在车身某些区域分离,导致气动失稳的现象。
二、汽车空气动力学在设计中的应用1. 外形设计汽车的外形设计直接影响空气动力学性能。
合理的外形设计可以降低空气阻力,提高燃油经济性,同时保持较低的风噪和振动。
通过采用流线型车身设计、减小车辆的投影面积和边缘曲率,可以降低空气阻力系数。
2. 风洞试验风洞试验是研究汽车空气动力学性能的重要手段。
通过在风洞中模拟车辆行驶的环境,可以测量空气动力学参数(如空气阻力、升力、下压力等)以及流场分布情况。
这些数据可以用于优化车辆设计,提高行驶稳定性和能效。
3. 尾流管理尾流对后续车辆的影响不容忽视。
通过设计后部扩散器、尾翼等装置,可以减小尾流对后车的阻力影响,提高行车安全性和经济性。
4. 空气动力学仿真借助计算流体力学(CFD)技术,可以进行空气动力学仿真,预测车辆在各种工况下的气动性能。
这种方法可以快速获取车辆的空气动力学特性,辅助设计优化,减少试验成本和时间。
5. 轮胎气动学车辆行驶时,轮胎与路面之间的气流也会对车辆性能产生影响。
通过优化轮胎的花纹和刚度,可以减小轮胎气动噪声,提高车辆的操控性和舒适性。
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。
空气动力学在汽车设计中的应用
空气动力学在汽车设计中的应用简介:汽车设计中的空气动力学是指通过对空气流动的研究和分析,优化汽车外形以减少阻力和提高操控性能的科学。
本文将探讨空气动力学在汽车设计中的应用,并揭示其对汽车性能和燃油经济性的重要影响。
一、气动阻力的影响汽车在行驶过程中,空气对车辆的阻力将会降低其速度并增加燃油消耗。
因此,降低气动阻力是提高汽车性能和燃油经济性的关键。
通过优化车辆外形,减小车辆表面的阻力系数,可以显著降低气动阻力,并提高车辆的加速性能和燃油经济性。
二、空气动力学设计原则1. 流线型外形设计流线型外形是减小气动阻力的基本原则。
车辆的前部、后部和底部应当光滑,并减少边缘和棱角,以降低湍流的产生,减小气动阻力。
2. 空气动力学附面设计通过在车辆表面添加小型的空气动力学附面,如扰流板、领头部、流线型后视镜等,可以改善空气流动,减少湍流和尾迹的产生,从而降低气动阻力。
3. 高效尾部设计在汽车设计中,尾部通常是气动阻力的主要区域之一。
通过设计尾翼以及后部悬挂附件,可以在车辆行驶时控制空气流动,降低阻力,提高操控性能。
三、气动优化与性能改进通过空气动力学的优化设计,汽车制造商可以改善车辆的性能和燃油经济性。
具体而言,以下几个方面受益于气动优化:1. 减少空气的升力:通过改良车辆的空气动力学特性,可以降低车辆在高速行驶时的升力,提高操控性能和稳定性。
2. 提高空气动力学平衡:通过调整车辆的空气动力学平衡,在保持前后轮抓地力均衡的前提下,提高车辆的操控性能,增强转向稳定性。
3. 降低油耗和排放:气动优化可以减小气动阻力,使发动机在相同驱动力的情况下工作更加轻松,降低燃油消耗,并减少尾气排放,有助于环境保护。
四、现代汽车空气动力学应用案例1. 特斯拉 Model S特斯拉 Model S 是一款全电动豪华轿车,其外形经过精心设计,流线型车身、可调节高度的悬挂和动态空气动力学套件减少了气动阻力,提升了行驶里程和操控性能。
2. 法拉利 SF90 StradaleSF90 Stradale 是法拉利推出的一款插电混动超级跑车,通过精巧的空气动力学设计,包括可伸缩的后扰流板和侧翼,有效减少了风阻力,并增强了车辆的稳定性和弯道性能。
空气动力学在汽车设计中的应用
空气动力学在汽车设计中的应用一、简介汽车设计作为一门复杂而广泛的学科,必须考虑到汽车的各种情况,如驾驶员的安全、乘员的舒适性、性能的提高等等。
其中,空气动力学在汽车设计中起着至关重要的作用。
因为汽车在运动过程中,只要有空气存在,就会经受来自外部介质的阻力,这一阻力会影响到其性能的提高,因此,了解了空气动力学对汽车设计的影响,就可以有针对性地对车辆进行设计和优化。
二、空气动力学对汽车设计的影响1.设计外型在汽车设计中,外形是首要考虑因素之一。
各个设计师都在为如何让车辆的外型更加美观和符合众人口味而着力。
但是,美观的汽车外观也需要保持高效、低阻力的特性。
因此,在设计外形时,不仅要考虑到美观和实用,还要考虑到阻力系数的影响。
在确定汽车外形时,设计师需要考虑车身的气动性能,确定合适的空气流通方向和强弱度,以最小化车身的阻力系数,从而达到提高车辆性能的目的。
2.减小气动阻力车辆运动时空气动力阻力会显著地影响到车辆的速度和耗能。
因此,汽车设计师们需要通过调整车辆的设计和结构,逐步降低其气动阻力,提高车辆的速度和节能的效果。
其中,可以使用一些技术来减少车辆的阻力系数,如使用底部折叠板或使用空气动力学小翼等技术。
这些技术将车辆的空气动力学阻力系数降低到最低点,从而提高车辆的性能和安全性。
3.提高车辆操控性在汽车运动过程中,空气动力学对车辆的操控性也有很大的影响,特别是在高速行驶时。
很多车辆制造商都使用空气动力学技术来提高车辆操控性和稳定性,在行驶时保持安全。
为了实现这一目标,汽车设计师们需要设计一些零件或使用空气动力学的影响来改进汽车外形和着陆蜂口角的形状,从而改善汽车在高速运动中的稳定性和操控性。
三、结论空气动力学在汽车设计中的应用,是车辆性能和安全的必需条件。
良好的空气动力学设计,可以显著地提高车辆性能、减少阻力系数,并提高其操控性和稳定性。
因此,汽车设计师需要深入了解空气动力学的应用,在设计过程中要考虑到车辆运动时的所有情况,不断进行实验和改良,以实现最佳性能和安全性。
主动式 车身空气动力学
主动式车身空气动力学主动式车身空气动力学1. 引言车辆空气动力学是指车辆在行驶过程中受到的气流影响所产生的力和阻力。
优化车辆空气动力学有助于提高燃油经济性、降低噪音和减少排放,对于汽车制造商来说是一个重要的挑战。
而主动式车身空气动力学是指车辆主动改变其外形和构造以减少风阻和提高操控性能。
在本文中,将深入探讨主动式车身空气动力学的原理、技术和应用。
2. 主动式车身空气动力学的原理主动式车身空气动力学的原理是通过改变车辆外形和构造来改善空气动力学性能。
它主要包括以下几个方面的技术和措施:2.1 动态气动车身动态气动车身是指车辆通过调整车身板块的位置和角度来改变空气动力学性能。
通过调整车头和车尾的气流导向器,可以改变车辆的升力分布和风阻系数,从而提高车辆的操控性能和降低油耗。
2.2 主动式车顶主动式车顶利用伸缩式和可调节的主动结构,可以根据车速和驾驶需求,调整车顶的高度和角度,从而改变车身的流线型和风阻系数。
这样可以在高速行驶时减少风阻,提高燃油经济性,而在慢速行驶时增加车内空间和舒适性。
2.3 主动式空气动力套件主动式空气动力套件是通过调整车身下方的空气导流板、扰流器和车底板等部件,来改变空气动力学性能。
它可以根据车速、行驶状态和驾驶需求,灵活调整空气流动路径,减少阻力和提高牵引力。
这对于提高操控性能和稳定性非常重要。
3. 主动式车身空气动力学的技术应用主动式车身空气动力学的技术应用广泛存在于高端汽车和赛车领域。
下面将重点介绍主动式车身空气动力学在赛车领域的应用。
3.1 F1赛车F1赛车是主动式车身空气动力学技术的代表。
F1赛车通过调整车身下方的空气套件、车头和车尾的空气导流板,以及车顶和车底的结构,来调整空气流动路径。
这样可以在赛车高速行驶时提供更大的下压力,增加牵引力和稳定性,同时减少风阻,提高速度。
3.2 高端豪华汽车高端豪华汽车也广泛应用了主动式车身空气动力学技术。
一些跑车通过调整车顶和车身下方的结构,可以在高速行驶时降低风阻,提高燃油经济性。
空气动力学在车身造型设计中的应用及发展趋势
空气动力学在车身造型设计中的应用及发展趋势摘要随着汽车行业的高速发展,汽车的性能也随之提高,高速导致行驶中汽车的燃油消耗大大提高,也提高了驾驶中的安全隐患。
通过将空气动力学应用在汽车造型中是节能减排的重要手段。
本文主要分析国内外空气动力学在汽车造型上应用的现状,并且论述了汽车空气动力学中的主要问题,最后对汽车空气动力学未来的发展趋势进行了展望。
引言汽车行业作为我国制造业未来发展的重要趋势,现今汽车的发展,空气动力学性能成为汽车设计的首要标准。
随着人们对环境保护的愈加重视和经济的高速发展导致高昂的油价,推动着研究人员开发更加低油耗的汽车。
一个优秀空气动力学的设计,不仅可以实现超低风阻大幅度减少油耗,而且利用提高了车身的稳定性。
但是由于车辆的燃油问题,整个汽车的行业的发展正面临着窘境,我国汽车使用的内燃机热效率只能达到35%~40%。
较低的热效率导致汽油更加的短缺,所以一个符合空气动力学的造型设计已成为车企主要考虑的因素。
国内应用现状自上世纪七十年代的燃油危机,导致国内整个汽车行业开始重视汽车空气动力学的研究。
大批的车企开始投入资金进行风洞试验、数值模拟和道路试验,以通过优化汽车外形来降低燃油消耗。
虽然国内的汽车空气动力学发展较晚,但是现在的技术丝毫不逊色与国外, 汽车空气动力学已成为我国车企主要发展方向。
在国内汽车空气动力学主要应用在提高燃油经济性、侧风稳定性、发动机冷却性能和驱动性。
[1]在汽车驾驶中,驾驶员在车内会有各种各样的噪声,虽然车外的噪声经过车门的过滤会大大降低,但是发生在汽车内部的噪音,比如来自发动机怠速噪音、轮胎与地面的摩擦声、汽车高速行驶与空气的摩擦声——风噪。
其中风噪主要是由于在高速行驶时车外空气流速快速增高而产生的负压所导致的,也就是空气的挤压效应。
这时使用导流板可以有效地减少了车辆在高速行驶时产生的空气阻力,从而大大降低噪音。
汽车造型的发展和仿生学密不可分。
例如甲壳虫、鸟类,鲨鱼等,这些动物都因有独特的身体造型可以在快速的行动时受到的空气阻力较小。
空气动力学模拟技术在汽车设计中的应用
空气动力学模拟技术在汽车设计中的应用随着科技的发展,空气动力学模拟技术已经广泛应用于汽车的设计中。
这一技术的主要作用是通过计算机模拟来预测汽车在高速行驶时的空气流动情况和产生的气动力,从而优化车身形状和悬挂系统,提高汽车的性能和燃油效率。
首先,空气动力学模拟技术可以帮助汽车设计师更好地了解汽车在运行时的空气力学特性。
车身形状、前后气动装置的设计和悬挂系统的调整都可以通过模拟来预测,优化空气流动,减小汽车行驶时对空气的阻力。
这样可以提高汽车的速度和加速性能,同时降低油耗,并且可以减少燃油燃烧产生的有害排放物质的释放,达到环保效果。
其次,空气动力学模拟技术还可以帮助汽车设计师更好地了解汽车在紧急情况下的行驶稳定性能。
在高速行驶过程中,汽车受到的气动力量非常大,如果这些力量不能被合理地分散,则可能导致汽车失控。
通过模拟,设计师可以预测不同路况下的汽车行驶表现,通过优化悬挂系统等措施来增强汽车的稳定性和控制性能,避免事故发生,提高汽车的安全性能。
另外,空气动力学模拟技术还可以帮助汽车厂商节约设计成本,缩短产品开发周期。
传统的汽车设计方法需要进行大量的试验和实验室测试,而空气动力学模拟技术可以通过计算机模拟来快速预测汽车的气动特性,从而在早期的产品设计阶段就能够确定一些基本参数,优化汽车的外观、内部空气流动及悬挂等系统,减少时间和人力成本。
综上,空气动力学模拟技术在汽车设计中的应用前景十分广阔。
它可以大大提高汽车的性能和燃油效率,提高汽车的安全性能,并且可以帮助汽车厂商节约设计成本,缩短产品开发周期。
随着空气动力学模拟技术的不断发展和完善,相信在不久的将来,汽车的设计将会更加精确和高效。
(汽车行业)空气动力学在汽车设计中的应用
(汽车行业)空气动力学在汽车设计中的应用空气动力学汽车作为壹种商品,首先向人们展示的就是它的外形,外形是否讨人喜欢直接关系到这款车子甚至汽车厂商的命运。
汽车的外形设计,专业的说法叫做汽车造型设计,是根据汽车整体设计的多方面要求来塑造最理想的车身形状。
汽车造型设计是汽车外部和车厢内部造型设计的总和。
它不是对汽车的简单装饰,而是运用艺术的手法、科学地表现汽车的功能、材料、工艺和结构特点。
汽车造型的目的是以美去吸引和打动观者,使其产生拥有这种车的欲望。
汽车造型设计虽然是车身设计的最初步骤,是整车设计最初阶段的壹项综合构思,但却是决定产品命运的关键。
汽车的造型已成为汽车产品竞争最有力的手段之壹。
汽车造型主要涉及科学和艺术俩大方面。
设计师需要懂得车身结构、制造工艺要求、空气动力学、人机工程学、工程材料学、机械制图学、声学和光学知识。
同时,设计师更需要有高雅的艺术品味和丰富的艺术知识,如造型的视觉规律原理、绘画、雕塑、图案学、色彩学等等。
二战以后现代主义提倡的民主制度,强调每个人都必须平等。
但人和人之间始终存在着许多不同。
我们必须承认,所谓清壹色的平等只能够创造出壹种假象,而且不是真正满足了每个人的需要。
所以,今后的汽车造型设计将更多注重个体性和差异性。
技术的进步为设计师提供了强有力的技术支持,让他们有能力做出更灵活、更多样化的设计满足消费者的需求,旧有的规格化和标准化将被推翻。
目前部分技术实力高超的小型汽车厂商已经开始提供个人定制汽车服务,但要价不菲,2007年曾有美国富商向宾西法尼亚订购了壹辆价值300万美元的跑车。
消费者参和原始时期,人类使用的器物都是自己制作,且从制作过程中得到满足和成就感,这是人类的本能之壹。
大工业生产包办了壹切制作过程,人得到的只有最后的成品。
新的世纪里,这种本能将会被重新提倡。
既成品的概念已经成为过去。
在不完全否定工业大生产的前提下,现代产业体制将会做出灵活的调整。
今后的汽车会像今天我们所能见的电脑产品壹样,不再以最终完成品的状态出厂,而是有各种性能升级的空间。
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研究性学习论文小组成员:班级:机电1011指导教师:***汽车车身的空气动力学应用摘要:汽车在行驶中由于空气阻力的作用,围绕着汽车重心同时产生纵向,侧向和垂直等三个方向的空气动力量,对高速行驶的汽车都会产生不同的影响。
因此轿车的车身设计既要服从空气动力学,要有尽量低的空阻系数,降低发动机的输出负担,又要采取措施,降低诱导阻力,以保证轿车的行驶安全。
关键词:空气动力学,车身外形设计,导流板,扰流板背景:迄今为止,汽车的发展已经过了112年,无论是汽车的速度,还是汽车的配置,或者是汽车的造型多有了长足的发展。
随着汽车速度的提高,空气阻力成为汽车前进的最大障碍。
在此因素下,汽车造型经历了马车型汽车,箱型汽车,甲壳虫型汽车,船型汽车,鱼型汽车以及楔型汽车等六个阶段的演变,从而越来越符合空气动力学的要求,越来越符合人们的审美观。
在这一发展历程,也可看做是人们对空气动力学的认识及应用过程。
1934年,流体力学研究中心的雷依教授,采用模型汽车在风洞中试验的方法测量了各种车身的空气阻力,这是具有历史意义的试验。
它标志着人们开始运用流体力学原理研究汽车车身的造型。
1937年,德国设计天才费尔南德·保时捷开始设计类似甲壳虫外形的汽车。
它是第一代大量销售的空气动力学产物的汽车。
1949年福特公司推出了福特V8汽车,这种车型改变了以往汽车造型模式、使前翼子板和发动机罩,后翼子板和行李舱溶于一体,大灯和散热器罩也形成整体,车身两侧是一个平滑的面,驾驶室位于中部,整个造型很象一只小船,因此,我们把这类车称为“船型汽车”。
船形汽车不论从外形上还是从性能上来看都优于甲壳虫形汽车,并且还较好地解决了甲壳虫形汽车对横风不稳定的问题。
船型汽车尾部过分向后伸出,形成阶梯状,在高速行驶时会产生较强的涡流,为了克服这一缺点,人们把船型车的后窗玻璃逐渐倾斜,倾斜的极限即成为斜背式。
由于这个背部很象鱼的背脊,所以这类车称为“鱼型汽车”。
“鱼”型虽然解决了涡流的困难,但也引起了一些空气动力学缺陷。
是当汽车高速行驶时汽车的升力会比较大。
鉴于鱼形汽车的缺点,设计师在鱼形汽车的尾部安上了一个上翘的“鸭尾巴”以此来克服一部分空气的升力,这便是“鱼形鸭尾式”车型。
这是最早为克服气动升力而做的空气动力学设计。
为了从根本上解决鱼型车的升力问题,科学家们设想了种种方案,最后终于找到了一种楔型造型。
就是将车身整体向前下方倾斜,车身后部像刀切一样平直,这种造型有效地克服了升力。
目前,各种身价过百万元的超级跑车设计都基本上采用楔型。
各大车厂也都开发带有楔型效果的小客车,如两厢式旅行车,子弹头面包车等形式的轿车。
在此基础上,增加扰流板等装置,进一步解决了空气升力的问题。
正文:汽车气动阻力分析:从种类上分,汽车气动阻力由形状阻力、干扰阻力、摩擦阻力、诱导阻力和内部阻力五部分迭加构成。
形状阻力:由于气流分离现象。
在汽车后面形成尾流区,前后气流压力不相等,从而形成压差阻力。
压差阻力的大小是由车身外部形状决定的,所以一般称为形状阻力。
它约占空气阻力的58%,是气动阻力的主要部分。
干扰阻力:车身表面凸起物、凹槽和车轮等局部影响气流流动,从而引起空气阻力,约占14%。
摩擦阻力:空气的粘滞性使气流在经过车身表面时产生一个切向力.其综合合力在汽车行驶方向的分力就是摩擦阻力。
约占气动阻力的10%。
诱导阻力:汽车两侧的涡流使得汽车后背的气流方向向下偏转,产生一个指向后上方的力,这个力表现在垂直方向是升力,在水平方向就是诱导阻力,约占气动阻力的6%。
内部阻力:这是由于气流流经车身内部气流通道,如发动机的冷却气流和车厢内部通风气流以及流动中的能量损耗产生的,约占12%。
在这里,所讨论的主要为汽车外形和空气动力学的关系,因此内部阻力不做讨论。
一.车型的研究在汽车设计中,风阻系数C 值是衡量现代轿车性能的第一参数,这个值越小说明汽车的加速性越优越。
普通城市轿车的C 值一般维持在0.28一O.4之间。
根据气动阻力的计算公式可知,在给定车速的前提下,减小正投影面积S、选择低阻形状(降低C 值)来实现。
可由于受装载能力、乘坐空间、抗倾翻能力等限制,减小迎风面积没有多少余地。
因此减少气风阻系数才是现实和有意义的,这可以直接降低纵向气动阻力。
风阻系数c 值与汽车形状有关。
当长度直径比1/d =2.4时,C 值最小为0.04,也就是说,空气动力学意义上具有“较好”形状的物体是纺锤形流线体。
例如,宝马H R氢燃料汽车的风阻系数仅为0.21,最高车速可达302.4 km/h,从静止加速到100 km/h,仅需6 S。
理论上,楔形是最好的形态。
主流车型发展经历了马车型,箱型车(T型),甲壳虫性,船型,鱼型最后到当今的楔形。
这一历史变迁也证明了以上理论。
二.确定总体车型的基础上车身外形的研究:通过对大量车型的空气动力学模拟分析.并进行分析总结,可以发现汽车造型中的以下特征对空气阻力的大小影响很大。
车身外形: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。
车头圆角:整体弧面车头比车头边角倒圆气动阻力小。
车头高度: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。
发动机罩曲率与夹角: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(即发动机罩与水平面的夹角)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。
前风挡玻璃的曲率与夹角: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;前风窗与水平面的交角一般在25。
35。
之间比较有利于减小空气助力。
前立柱的影响: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。
后风窗斜度: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,对斜背式轿车,斜度等于30。
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。
后风窗与车顶夹角:从理论上说,小斜背(角度小于30o)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。
车轮的影响: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.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。
适度地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,车轮辐板上开孑L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。
在综合以上分析基础啊上,现代轿车的外形一般用圆滑流畅的曲线去消隐车身上的转折线。
前围与侧围、前围、侧围与发动机罩,后围与侧围等地方均采用圆滑过渡,发动机罩向前下倾,车尾后箱盖短而高翘,后冀子板向后收缩,挡风玻璃采用大曲面玻璃,且与车顶园滑过渡,前风窗与水平面的夹角一般在25度-33度之间,侧窗与车身相平,前后灯具、门手把嵌入车体内,车身表面尽量光洁平滑,车底用平整的盖板盖住,降低整车高度等等,这些措施有助于减少空气阻力系数。
在8O年代初问世的德国奥迪100一Ⅲ型轿车就是最突出的例子,它采用了上述种种措施,其空气阻力系数只有o.3,成为当时商业代轿车外形设计的最佳典范。
三.导流板的作用和扰流板的设计在空气动力学上,有法国物理学家贝尔努依证明的一条理论:空气流速的速度与压力成反比。
也就是说,空气流速越快,压力越小;空气流速越慢,压力越大。
例如飞机的机翼是上面呈正抛物形,气流较快;下面平滑,气流较慢,形成了机翼下压力大于上压力,产生了升力。
如果轿车外型与机翼横截面形状相似,在高速行驶中由于车身上下两面的气流压力不同,下面大上面小,这种压力差必然会产生一种上升力,车速越快压力差越大,上升力也就越大。
这种上升力也是空气阻力的一种,汽车工程界称为诱导阻力,约占整车空气阻力的6%,虽然比例较小,但危害很大。
其它空气阻力只是消耗轿车的动力,这个阻力不但消耗动力,还会产生承托力危害轿车的行驶安全。
因为当轿车时速达到一定的数值时,升力就会克服车重而将车子向上托起,减少了车轮与地面的附着力,使车子发飘,造成行驶稳定性变差。
在现代汽车造型上,将车身整体向前下方倾斜而在前轮上产生向下的压力,将车尾改为短平,减少从车顶向后部作用的负气压而防止后轮飘浮。
除此之外,主要采取在导流板和扰流板来降低诱导阻力的影响。
现代空气动力学发现,车底的扰流效果更加重要,因此,降低诱导阻力的主要方法是使轿车拥有平顺的下腹部,使通过的流体遇到较少的阻碍,但由于成本因素,这种导流板只应用于价格昂贵的中置,后置发动机的轿车上。
比较普通的做法是,在车的前端的保险杠下方装上向下倾斜的连接板。
连接板与车身前裙板联成一体,中间开有合适的进风口加大气流度,减低车底气压,这种连接板称为导流板。
在轿车行李箱盖上后端做成象鸭尾似的突出物,将从车顶冲下来的气流阻滞一下形成向下的作用力,这种突出物称为扰流板。
还有一种扰流板是人们受到飞机机翼的启发而产生的,就是在轿车的尾端上安装一个与水平方向呈一定角度的平行板,这个平行板的横截面与机翼的横截面相同,只是反过来安装,平滑面在上,抛物面在下,这样车子在行驶中会产生与升力同样性质的作用力,只是方向相反,利用这个向下的力来抵消车身上的升力。
如下图。
后扰流板的加入还要考虑到功角的大小。
为了比较全面地反映不同速度范围内,扰流板起升角度对汽车性能的影响,将对80kph,100kph,120kph,150kph 四种速度下4度,8度,12度,16度四种扰流板攻角模型以及不加装扰流板模型进行计算。
在通过模型计算之后,我们可以得到一定的流场下,当速度不变时,气动升力系数随着扰流板攻角的增大而减小,扰流板攻角越大,气动升力下降百分比越大。