一直我關注我們的小夥伴,對於經常分享的內容大概都有點印象,之前跟大家分享過「風阻係數、NVH技術工程、風洞測試」等等內容。
但是不知道大家有沒有發現,其實它們都與空氣的運動有關(流體力學),不止它們與流體力學有關,在地球大氣層內運動的物體也都受到流體力學的影響,因此流體力學對交通工具的設計具有非常重大的指導意義。
流體力學可能比較抽象不好理解,為了方便大家理解我們可以簡單地歸納總結為一個小類,那就是『汽車空氣動力學』問題,今天簡單跟大家分享一下。
汽車空氣動力學(Automobile aerodynamics):是空氣動力學的一個分支,研究汽車與周圍空氣在相對運動時兩者之間相互作用力的關係及運動規律的學科。
它屬於流體力學的一個重要部分,主要研究汽車、火車等車輛的空氣動力性能、行駛穩定性、操縱性和氣動噪聲等問題。
所以需要特別提醒注意的是:我們把空氣動力學跟流體力學畫等號只是為了方便大家理解(或者把空氣動力學理解成空氣阻力),但其實流體力學要比空氣動力學囊括的範圍大,千萬不要搞混了。
雖然汽車空氣動力學與航空、船舶、鐵路車輛,在研究流場、空氣動力學方面有許多相似之處,但是汽車行駛在地面上是種鈍頭體,汽車行駛狀態異常複雜,因而汽車空氣動力學亦區別於上述分支學科,具有自身的特點。
隨著內燃機功率的不斷增大,汽車行駛速度越來越快,最高車速也早已經突破300km/h,在如此快速度之中,空氣對車輛行駛穩定性影響是非常大的。
當車速超過110km/h的時候,空氣阻力成為車輛需要克服的首要阻力,它的大小不隨車速變化而變化,而空氣阻力是變量,其與車速成正比,車速越快空氣阻力越大。
因此,汽車空氣動力學亦愈來愈受到重視,其研究工作日益深入,研究的結果對車型設計產生很大影響,對改進車輛的空氣動力性能(如降低空氣阻力係數)有顯著效果。
汽車行進時所受阻力大致可分為機械阻力和空氣阻力兩部分。
以美國60年代生產的典型轎車為例:
車速為每小時60公裡時,空氣阻力為行駛總阻力的33%~40%。車速為每小時100公裡時,空氣阻力為行駛總阻力的50%~60%。車速為每小時150公裡時,空氣阻力為行駛總阻力的70%~75%。
車輛所受的空氣阻力以及相應的空氣動力係數可通過風洞實驗和外場實驗進行測定。
而風洞試驗可以解決以下幾個問題,空氣動力穩定性、升力、空氣阻力、通風、氣流噪聲、汙染髮動機和傳動裝置的散勢、風窗雨刮器的功能、汽車的氣候環境適應性等。
現代轎車的空氣阻力中,車型阻力和"渦阻"約佔62%,表面摩擦阻力約佔9%,幹擾阻力約佔17%,內部阻力約佔12%。
渦阻也就是誘導阻力,汽車行駛時底盤下空氣的流速與車體表面空氣的流速不同,就會產生壓力差,這就是誘導阻力的來源。內部阻大家也可以理解成機艙阻力,很多空氣並不是沿車頭外廓流動的,有不少空氣也通過進氣格柵吹進了發動機艙直接吹拂發動機和散熱器,所以主動進氣格柵的調節作用就比較大了 。
通過縮小車輛的迎風投影面積,改進車身外形、減少安裝在車外的零部,將車身下面的部件合理布置或用託板封閉,均可使空氣阻力係數顯著下降。
空氣阻力每減小10%,車輛燃料消耗大約可降低5%。
汽車空氣動力學研究主要有下列四個方面:
汽車運行中所受的空氣動力和力矩,包括阻力、舉力、俯仰力矩、側傾力矩和擺動力矩,其中舉力和俯仰力矩的研究涉及車輛操縱穩定性。汽車運行中各部位的流場,包括雨水流的路徑,汙垢附著的過程和原理,風噪聲和面板顫振,風擋玻璃上的作用力等。發動機的冷卻問題。汽車內的氣候條件。
當然了,整個汽車空氣動力學的分支內容也比小編今天說的要複雜很多,更何況是『空氣動力學』大類內容就更不用說了。
要是對這方面內容有興趣的小夥伴可以自己去找一些專業文章來看看,小編這個當作簡單了解就可以,往深了去也不行。
好了,今天關於汽車空氣動力學的內容就暫時先跟大家分享到這裡了,歡迎各位朋友留言補充自己的觀點和建議,喜歡的小夥伴記得點讚、關注、轉發哦。
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