據說空氣阻力每減小10%,車輛燃料消耗可降低5%?

2021-01-09 購車0距離

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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  • 汽車的空氣阻力有哪幾種?減小空氣阻力的方法有哪些?
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  • 汽車行駛時的空氣阻力是如何產生的?哪些因素會影響空氣阻力?
    實驗表明:當車速在30km/h以下的時候,空氣阻力只佔總阻力很小的一部分;當車速超過80km/h的時候,空氣阻力大約佔總阻力的50%以上,成為車輛需要克服的首要阻力;噹噹車速超過汽車向前行駛穿過空氣介質時,汽車前部的空氣被壓縮,使作用於汽車前部的壓力升高;而汽車後部形成渦流區產生負壓,使作用於汽車後部的壓力降低。這種前後壓力差便形成了壓力阻力,它與車身形狀有很大的關係,如車頭和車尾的形狀,風擋玻璃的傾角等對其都有影響。一般三廂車的壓力阻力要明顯小於兩廂車,轎車的壓力阻力也要小於SUV車型。
  • 滾動阻力有什麼含義?有哪些決定因素和性能參數?
    滾動阻力是輪胎的重要性能之一,它影響著車輛的動能消耗、燃料耗損及輪胎自身的壽命。減小滾動阻力,能改善車輛的運動性能和燃料的經濟性,同時由於變形能和生熱量的減少,還能夠延長輪胎的行駛壽命。滾動阻力可以用滾動阻力係數,或者用車輪每轉動1周所需要做的克服滾動阻力的功來鑑別。
  • 既然太空沒有阻力,為什麼衛星入軌後還要消耗燃油,繼續加速?
    衛星進入近地軌道的速度飛機時憑藉空氣動力,讓機翼產生的升力拖住機身才得以讓飛機不會掉到地面上,隨之而來的代價是空氣的阻力和對抗阻力產生的燃油消耗,因此飛機上到處都是油箱,比如客機和戰鬥最大的油箱就在機翼中!
  • 知識 教你如何減小空氣阻力,騎出速度.
    具體的講,即時速35公裡時能騎1小時的人,如果時速達到38公裡的話,則10分鐘都堅持不了。從持續時間方面來講,有數倍的差異。而且即使拼命地訓練一年的時間,一般人通常也只能增加30%的力量。所以這3公裡的速度差所需付出的力量之差是非常大的。例如,1公裡的速度差,所需付出的力量相差約10%,持續時間上相差2倍。
  • 淺談車輛空氣動力學設計__萬家熱線-安徽門戶網站
    研究表明,汽車在行駛時隨著速度的增加空氣阻力成為發動機主要需克服的行駛阻力。從上面的圖表可以看出,當車速低於90km/h的時候車輛行駛的主要阻力是機械阻力,包括發動機內部的摩擦、輪胎與地面的摩擦等。而當車速超過90km/h的時候,空氣阻力成為車輛需要克服的首要阻力。實際上機械阻力可以看作是一個常量,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。
  • 通過現實的風均阻力係數實現準確的燃油經濟性預測|AutoAero201810期
    在本文中,基于格子波爾茲曼方法(LBM)的非定常空氣動力學模擬被用於評估詳細SUV車輛的空氣動力學性能。使用表面響應方法,車輛的阻力係數針對環境的不同偏航角和湍流強度而被完全且有效地表徵。然後將這些信息輸入駕駛循環計算中,並顯示隨著偏航和湍流強度增加的阻力係數會導致車輛燃油效率的降低。提出了一種簡單的損失模型,通過實際考慮阻力隨風速,偏航和湍流強度的變化來計算真實世界中的能量消耗。
  • 美科學家發現特殊發動機和燃料可減少空氣排放和水使用
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  • 豐田全新 Mirai 面世,採用新一代 FCEV 氫燃料電池技術
    這樣可以在使用更少的電晶體的同時增加輸出並降低功耗,從而可以使 FCPC 變得更小。相同的尺寸和重量減輕方法已應用於 FC 堆棧的其他部分。進氣口設計用於降低壓力損失,並包含吸音材料,因此從進氣口發出的噪音在機艙中並不明顯。排氣採用樹脂管,設計成可排放大量的空氣和水。較大容量的消音器有助於使機艙更安靜。
  • 用等離子體流動技術減少空氣阻力,讓高鐵跑得更快
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    網易汽車2月6日報導 日前,根據寶馬官方信息:寶馬iX3將配備「空氣動力輪圈」,輪圈採用全新的設計,旨在提高空氣動力效率和減輕重量。與寶馬X3的普通輪圈相比,iX3配備的這款「空氣動力輪圈」的阻力降低約5%;同時,它也比寶馬其他的空氣動力輪圈的重量輕15%,以幫助寶馬iX3降低了2%的功耗,並在歐洲WLTP測試周期中,幫助寶馬iX3的續航裡程增加10km。
  • 燃料電池如何工作?
    控制溫度和供應氧氣需要壓縮機,泵和其他附件,它們消耗大約30%的產生的能量。 在車輛中運行PEM燃料電池時,PEMFC電池組的使用壽命估計為2,000–4,000小時。短距離行駛引起的溼潤和乾燥會增加膜應力。連續運行時,固定煙囪的使用壽命約為40,000小時。電池組不會突然消失,但會像電池一樣褪色。更換堆棧是一項主要費用。
  • 開著只會冒水,豐田新一代Mirai告訴你,氫燃料車就是很拽
    豐田的新型燃料電池組和燃料電池功率轉換器(FCPC)專為與GA-L平臺配合使用而開發。設計人員已經能夠將所有組件(包括水泵,中冷器,空調和空氣壓縮機以及氫氣再循環泵)整合到模塊框架中,使每個零件變得更小,更輕,同時提高了性能。通過使用摩擦攪拌焊接,可將電池堆殼體本身做得更小,從而減小了燃料電池與殼體之間的間隙。
  • 為什麼車輛冬季油耗比夏季高?正常嗎?怎樣才能降低油耗呢?
    大家好,我是小曾,很多朋友覺得自己車輛的冬季油耗比夏季油耗高,真的是這樣嗎?確實是的,小曾這輛車夏天油耗是9.5左右,而冬季油耗在10.5左右,很多朋友會覺得冬季開暖風,用的是冷卻液的餘熱,可以說是廢物利用,並不費油,而夏天開空調應該更費油,可事實是冬季的油耗確實高於開空調的夏季,為什麼呢?
  • 揚聲器在真空中通電時,不會產生聲波能,那麼電能消耗到哪去了?
    能量不可能憑空產生,也不會憑空消失,喇叭在真空中發聲消耗電能,雖然無法轉化為聲波能,但消耗的電能最終都會轉化為熱能。 喇叭之所以可以在空氣中發聲,是因為電能驅動了喇叭上的電磁鐵,從而帶動振膜振動,振膜在空氣中振動時受到來自空氣的阻力,進而帶動空氣振動發出聲波,這裡面的能量轉化步驟是:電能——電磁能——機械能——聲波能。
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    由於翼尖渦流減小或消失,因此有效迎角會增大,升力也會增加(臨界迎角以內)。又因為飛機在降落時的迎角非常接近臨界迎角,如果此時飛行員保持飛機的真實迎角不變,有效迎角的增大很可能會使飛機達到臨界迎角,則飛機將有失速危險。另外由於誘導阻力的減小,飛機的總阻力也會隨之降低,而飛機的升力又增加了,因此飛行員可能會感覺飛機在「飄」,著陸距離也會增加。
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    空氣阻力只是統稱,背後還有幾股阻力需要我們認識。首先是壓力阻力,簡單而言是汽車造型設計,如轎車和SUV,兩種車型的尾部造型的差異導致真空區面積不同,而造成的前後壓力差所產生的阻力。還有用於冷卻發動機、車內通風的通道,也會在車輛行駛的過程中形成內循環阻力;按照估算,內循環阻力佔空氣阻力5%-12%。因此,在部分新車上,會配備主動閉合格柵功能,為的就是降低內循環阻力的產生。
  • 只要三分鐘 了解汽車空氣動力學及運用
    汽車在行駛時會受到來自空氣的阻力,被稱為風阻。我們經常會聽到廠家介紹新車的風阻係數,似乎風阻係數越低就好。那麼空氣對於行進的汽車有什麼樣的影響?而風阻係數又是怎麼計算出來的?我們一起來了解下。汽車在空氣中行駛,空氣對於車輛產生阻力主要來自這三種形式。第一,氣流撞擊車輛正面所產生的阻力。