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汽车包围加装空力套件的力学原理与作用

楼主:yunjie100 时间:2010-01-13 11:19:00 点击:904 回复:0
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      鸣谢:驿森汽车配件有限公司  专业生产汽车空力套件(汽车大包围 尾翼 雾灯 拉花!!) 编者:yessan              原创 www.3lcar.com
           
QQ:951083906
  汽车在行驶过程中阻力可分为纵向、侧向和垂直向上3个以上的作用力。这些合力的结果是使汽车左右摇摆和失去动力的时候渐渐慢下来直到停止动力。根据权威机构的测试,当一辆汽车以60公里/小时以下的速度前进时,主要的阻力来自轮子与路面的磨擦;当速度增加到80公里/小时前进时,有60%的耗油是用来克服纵向风阻的。很多人会认为风阻是从车头各风档产生的,可偏偏相反的是主要的风阻是从车尾部产生的!风洞的模拟测试证明,高速气流掠过车顶和车底到达车尾的时候,在车尾垂直的位置形成许多杂乱的涡流,涡流聚集得越多,在尾部就形成的负压(真空度)就越大,就会产生一股与行使方向相反的吸力,那就是风阻主要的作用力了。行驶的速度越快,负压值就会越大,而且与速度增加值的平方成正比的程度增加。当行驶速度达到120公里/小时的时候,轮子与路面的磨擦阻力比例几乎可以忽略不计了,剩下的行驶阻力绝大部分是由风阻产生的。
  为了有效地减少汽车高速行驶时空气阻力,提高极速并减少油耗,人们把汽车的外形设计成半叶状的流线形或低矮的楔形,并使用了汽车尾翼(扰流器)梳理来自尾部的涡流,最大限度地消除尾部的负压,同时产生数百公斤的下压力,抵消高速行驶时垂直向上的空气浮力,使汽车的四条轮子紧紧地贴住地面,保证高速下的行驶操控稳定性。半叶状流线形设计的最典型的代表作是德国保时捷跑车,气流的主要作用发生在车的顶部。低矮的楔形没计的最典型的代表作是意大利的法拉利和林堡坚尼跑车,气流的主要作用发生在车的底部,而专业赛车F1则从车顶到车底都同时产生作用。无论作用发生在车顶还是车底,最后的结果与目的都是一样的。但由于民用的量产汽车是需要兼顾使用的实用性和多样的外形设计,不可能所有汽车的外形都设计成专业跑车或赛车的形状,于是人们就设计了汽车包围和尾翼(空力套件)来祢补和改善量产车无法兼顾的风阻缺失了。汽车包围和尾翼(空力套件)形状尺寸是经过设计师精确计算而确定的,不宜过大也不宜过小,只有设计合理的空力套件才会改善高速的行驶稳定性和减少油耗,不然反而会增加轿车的行车阻力或起不到应有的作用,只能充其量作为一种装饰品而已。 
  笔者以一台排量1.6的普通量产车作过实车测试,装上设计合理的包围和尾翼(空力套件)与不装前作相同条件下的行驶对比,结果在一般道路上行驶,耗油量减少不明显,但在高速公路上以120公里以上的时速行驶了近200公里,结果减少油耗近14%。
  原理是下扰流可以使车头接近地面,加上降低离地间隙的左右侧裙,使车底与路面间形成一条狭窄的气流通道,可以减少气流进入车底流量的同时提高了流速,同时也将乱流分散至车头和车身两旁,由此由车底产生了一定程度的负压并有效抵消了高速的空气浮力。而高速的气流通过后包围的导流板把气流的方向改变并梳理,配合尾翼的共同作用下,冲散了车尾垂直部位的涡流负压,因此大幅减少了风阻的同时并产生下压力。可以抵消车尾的漂浮、不稳,车身自然更为稳定的同时也减少了油耗。

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