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新浪試車科技淺談車輛空氣動力學設計(2)

http://zz.auto.sina.com.cn 2013年07月06日06:00 新浪汽車字號：大中小

　　2、壓力阻力

空氣阻力隨車速的增加而增大

　　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，當車速低于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。

壓力阻力是車輛面對的主要空氣阻力

　　在汽車上產生的主要空氣阻力是壓力阻力，包括迎面阻力和壓差阻力。迎面阻力很好理解，就是空氣迎頭撞上車頭而產生的阻力，這個阻力可以通過把車頭設計成流線型來降低。壓差阻力是空氣流至車尾，車身的走勢從逐漸擴大變成逐漸收縮，層流的空氣在這里開始變成湍流，到車尾垂直平面的部分最為嚴重，產生了空氣分離區，這個分離區里往往是負壓，這個負壓和車頭的正壓產生的壓差形成了與行駛方向相反的力即壓差阻力。

即使是跑車，尾部也有分離現象

　　壓差阻力是比較難消除的阻力，理想的流線體都有一個長長的尾巴，使空氣能繼續沿表面流動而不分離。但是汽車顯然不能這樣設計，否則車長會是現在的兩倍，而且為了實現最佳外形的這部分車體沒有任何實際用途，就是一段空尾巴。最終工程師還是為了保證功能舍棄了最佳氣動外形。

當今汽車車身的設計充分考慮到減少分離

　　為了減小壓力阻力，現在的汽車外形設計的很流線，車頭非常圓潤。為了減少分離，車背都會設計的坡度很緩，讓氣流盡量沿平緩的車背流動減少分離。

飛機的前緣縫翼可將一部分底部空氣引導至上表面，可吹散上表面的分離區

跑車尾部的擴散器也可以吹除車尾的分離區

　　因為車身外形無法改變，所以工程師利用從擴散器吹出的氣流來清洗車尾，將車尾的分離區吹散。這種原理很類似于飛機的前緣縫翼和展向吹起技術。

汽車底盤往往是風阻重災區

　　此外，車輛底盤也是風阻的重災區。車輛外殼開起來非常的平滑干凈，但是翻過車底恐怕會令你大失所望。各種裸露的管線和梁盒直接導致了底盤下氣流的紊亂。

很多廠商開始重視底盤的降阻設計

封閉的非常完美的底盤

　　為了消除底盤的風阻，目前很多廠商都會將車輛底盤用塑料護板包裹，平整的塑料護板能夠有效降低底盤的風阻。不過只有少數廠商會在車主看不見的底盤上下功夫，好的例子是，十萬左右的緊湊家用車都有底盤護板。壞的例子是，絕大部分的車輛底盤都沒有封閉，甚至是某些20、30萬的“中高級”車。造成這種現象的原因是很多消費者根本不懂底盤護板的作用。

　　3、機艙阻力