空气阻力与汽车外形-

应安装后扰流板。
应安装后扰流板。
应安装后扰流板。
若用折背式，则行李箱盖板至地面距离应高些，长度要短些。
后面应采用鸭尾式结构。
后面应采用鸭尾式结构。
4）车身底部
所有零件应在车身下平面内且较平整，最好有平滑
的盖板盖住底部。
底部比较凌乱
底部比较凌乱
5）发动机冷却通风系统
仔细选择进风口与出风口的位置，精心设计内部风道。
三种超级跑车
保时捷
法拉利
兰博基尼
思考：对于轿车和超级跑车，哪种车型的空气阻力系数更
大？为什么？
答案 由于尾翼的影响、发动机和制动器通风冷却的需要， 超级跑车的空气阻力系数一般会大于普通轿车。
兰博基尼跑车 在冷却通风口关闭且扰流板摆平时，CD值为0.33；展 开时，CD值为0.36。
减小CD值要遵循的要点总结如下：
倾斜气流对空气阻力的影响
汽车空气动力学试验
汽车空气动力学中许多有用的参数是由 试验获得，因为汽车周围的气流场非常复杂， 受到地面的影响，还有许多其它力同时从外 部作用于汽车上，所以不得不借助于试验及 试验数据的分析和推理来得到一些经验公式 以指导实践。 汽车空气动力学试验分室内和室外两种。
1）车身前部 发动机盖应向前下倾
面与面交接处的棱角应为圆柱状。
面与面交接处的棱角应为圆柱状。
过渡不理想
风窗玻璃应尽可能“躺平”，且与车顶圆滑过渡。
调整迎面和背面的倾斜角度，使车头、前窗、后窗等处造 型的倾斜角度能有效地减少阻力、升力的产生。
风窗玻璃应尽可能“躺平”，且与车顶圆滑过渡。 越野车很难做到
尽量减少灯、后视镜和门把手等凸出物。 减少凸起物，形成平滑表面，如门把手改为凹式结构，刮水器改为 内藏式，车身侧面的窗玻璃与窗框齐平，玻璃表面和车身整体表面 平滑。
在保险杠下面，应安装合适的扰流板。
车轮盖应与轮胎相平。
思考：F1方程式赛车为什么不用车轮盖？
2）整车
整个车身应向前倾1°～2°。
第三讲
来自百度文库为空气阻力。
空气阻力与汽车外形
汽车直线行驶时受到的空气作用力在行驶方向的分力称
空气作用
摩擦阻力 （切向力）
形状阻力 压力阻力 （法向力） 干挠阻力 内循环阻力
汽车行驶
空气阻力
诱导阻力
（1）压力阻力（占91％）
作用在汽车外形表面上的法向压力的合力在行驶方向
上的分力。
摩擦阻力 9% 58% 形状阻力 干挠阻力 诱导阻力 7% 12% 14%
室内试验一般是把汽车或汽车模型置于 能模拟汽车行驶中流场的管状试验场中，用 巨型风扇造成所需的汽车气流的相对速度， 测定各种气动力和气动力矩的一种试验装置， 这种装置称为风洞。
有无大型风洞也是衡量一个汽车企业 的实力和开发能力的标志，现在世界上 有大小汽车风洞31个，甚至有的厂家拥 有两个风洞，如德国大众汽车公司，瑞 典volvo公司和意大利Fiat公司。
最新设计的车身形状常采取以下措施： (1)尽量压低车身前端，使之成楔形，同时 尾部肥厚向上翘以产生负迎角。 (2) 车身前部设阻风板,后面设后扰流板,使 后面翘起来。
应安装后扰流板。
应安装后扰流板。
当车速超过120km/h，尾翼会自动升高160mm，为车身增 加30％的下压力；在车速低于80km/h，尾翼又会自动降低。
由于空气粘性作用在车身表面产生的切向力的合力 在行驶方向的分力。
第二节 汽车的驱动力与行驶阻力
空气阻力的计算
1 Fw CD Aur2 2
CD—空气阻力系数；
A—迎风面积；
ur—相对速度； ρ—空气密度。
1.2258N s m
2
2 CD Aua Fw 21.15
4
（4）减小CD值的措施
未来轿车的外形
6）货车和半挂车的空气阻力也很重要，不少货车驾驶
室上已装用导流板等装置，以减小空气阻力、节省燃油。
导流板
一些常见车型的空气阻力系数
车型
帕萨特 奥迪A4 现代 奔驰C级
空气阻力系数CD
0.28 0.28 0.29 0.26
奔驰S级 保时捷
陆虎览胜
0.27 0.31
0.38
以下图形（表）列出了各时期典型轿车外形和其相 应的平均气动阻力系数的变化。
冷 却 后 制 动 器 和 润 滑 系 统
冷 却 前 制 动 器
冷 却 发 动 机 和 制 动 器
冷 却 前 制 动 器
为发动机提供充足的空气
冷 却 发 动 机 和 前 制 动 器
冷 却 后 制 动 器
思考：对于轿车和超级跑车，哪种车型的空气阻力系数更
大？为什么？
什么是超级跑车？
限量生产、价格高昂、动力强劲（3.5L以上、8缸以 上）、起步快（0～100km/h时间在5s以内）、技术超群、 车身自重轻（采用碳纤维或轻质合金材料）、外观超前等。 形象的描述：外观鲜亮，让人爱得要死；加速时令人 皮肤绷紧、汗毛直竖，让人吓得要死；数量奇少，价格奇 高，让人想得要死。
后视镜
后视镜
门把手
3）内循环阻力 满足冷却、通风等需要，使空气流 经车体内部时构成的阻力。
4）诱导阻力
空气升力在水平方向的投影。
诱导阻力分析
思 考
打开天窗换气时，天窗上 方的压力低于车内的压力。
打开天窗换气和打开侧窗换气有何不同？ 夏季在高速公路上开空调省油还是开窗通风省油？ （2）摩擦阻力（9％）
流场可视化技术：如烟流法、丝线法、 油流法、荧光微线法等。
空气动力学的室外试验是把实车在室 外试验场上进行空气阻力系数的测定和研 究横风对汽车的作用。
结束
内循环阻力
1）形状阻力
取决于车身主体形状。
形状阻力分析
产生了压差阻力
由于流经车顶
的气流速度大于流
经车底的气流速度，
使得车底的空气压
力大于车顶，从而 空气作用在车身上 的垂直方向的压力 形成压差，这就是
空气升力。
2）干扰阻力
车身表面的凸起物引起的阻力。
后视镜
后视镜
后视镜设计 也要注重流线形
水平投影应为腰鼓形。
后端稍稍收缩，前端呈半圆形。
光顺车身表面曲线形状，消除或延 迟空气涡流的产生。
3）汽车后部
最好采用舱背式或直背式。
如图所示，在车辆迎风面积A相同的条件下， 不同流速气流经过车身表面后获得的后端分离 横截面面积Aa有很大的不同。
增设空气动力附件，整理和引导气流流向，如增 设前阻流板、后扰流板或气流导向槽等。