汽车风阻的五个组成部分


车身造型设计是一门很大的学问,其中重要的内容就是风阻问题。

平常说的风阻大都是指汽车的外部与气流作用产生的阻力。实际上,流经汽车内部的气流也对汽车的行驶构成阻力。研究表明,作用在汽车上的阻力是由5个部分组成的。

一、外型阻力,指汽车前部的正压力和车身后部的负压力之差形成的阻力,约占整个空气阻力的58%;

二、干扰阻力,指汽车表面突出的零件,如保险杠、后视镜、前牌照、排水槽、底盘传动机构等引起气流互相干扰产生的阻力,约占整个空气阻力的14%;

三、内部阻力,指汽车内部通风气流、冷却发动机的气流等造成的阻力,约占整个空气阻力的12%;

四、由高速行驶产生的升力所造成的阻力,约占整个空气阻力的7%;

五、空气相对车身流动的摩擦力,约占整个空气阻力的9%;

针对第一、二种阻力,轿车车身应该尽量设计成流线型,横向截面面积不要太大,车身各部分用适当的圆弧过渡,尽量减少突出车身的附件,前脸、发动机舱盖、前挡风玻璃适当向后倾斜,后窗、后顶盖的长度、倾角的设计要适当。此外,还可以在适当的位置安装导流板或扰流板。通过研究汽车外部的气流规律,不仅可以设计出更加合理的车身结构,还可以巧妙地引导气流,适当利用局部气流的冲刷作用减少车身上的尘土沉积。

针对第四种阻力,要设法降低行驶中的升力,包括使弦线前低后高,底版尾部适当上翘,安装导流板和扰流板等措施。

一部分外部气流被引进汽车内部,可能会在一定程度上减少了外部气流对汽车的阻力,但气流在流经内部气道时也产生的摩擦、旋涡损失。研究汽车内部的气流规律,可以尽量减少内部气阻,有效地进行冷却和通风。利用气流分布规律,还可以巧妙地把发动机的进气口安排在高压区,提高进气效率,减少高压区附近的涡流,同时把排气口安排在低压区,使排气更加顺畅。

细心的读者可能已经注意到了,上面的论述用了很多非限定性的词汇,如"适当"就用了五次。有的读者可能希望用一些确切的数字来表述,如后倾的角度、圆角的半径等等。这里牵涉到车身设计的整体概念。风阻是建立在汽车整体结构上的概念,某型号车的最佳几何参数,在其他型号上是不适用的。一个小小的改动往往对整体产生很大的影响,正所谓牵一发而动全身。技术书籍上的数据都是在严格规定的试验条件下,对特定范围的汽车进行测试的结果。离开了这些前提条件,数据就是荒谬的。

本网特约(2001年12月15日)

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