6章-轿车车身的空气动力学特性解析优秀PPT.ppt
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1、汽车车身设计汽车工程系李长威第四章 轿车车身的空气动力学特性 学习要点：4.1 轿车的空气阻力 空气阻力的组成及其影响因素4.2 轿车的横向稳定性 风压中心与重心的位置关系影响横向稳定性4.3 轿车的升力 轿车的流线与升力之间的关系4.4 空气的粘滞现象及轿车的流谱 空气的粘滞现象对轿车空气动力学性能的影响4.5 车身造型应用空气动力学探讨 针对空气动力学问题的车身造型优化设计4.6 轿车的空气动力性试验 利用风动试验和道路试验提高轿车空气动力学性能l：汽车的轴距t：汽车的轮距q：动压q=1/2v2(为空气密度)A：汽车的前视投影面积，该面积应包括汽车底部零件及轮胎的前视投影面积。对轿车可用英
2、国人举荐的公式估算（误差一般不超过6）：式中 B和H轿车的总宽和总高；由此可推出：第第4 4章章 轿车车身的空气动力学特性轿车车身的空气动力学特性4.1 轿车的空气阻力轿车的空气阻力 4.1 轿车的空气阻力轿车的空气阻力 4.1.1 空气阻力的组成 4.1 轿车的空气阻力轿车的空气阻力 第第4 4章章 轿车车身的空气动力学特性轿车车身的空气动力学特性由轿车表面凸出的零件引起气流相互干扰而产生的阻力 车身前部的正压力和车身后部的负压力所产生的压力差而引起的阻力由轿车室内通风的气流和冷却发动机的气流所造成的阻力。由升力引起的 由于空气的粘滞性在车身表面所产生的摩擦力 降低值是提高最大车速的关键 4
3、.1.2 空气阻力与最大车速的关系 4.1 轿车的空气阻力轿车的空气阻力 第第4 4章章 轿车车身的空气动力学特性轿车车身的空气动力学特性汽车的升力汽车的牵引力最大车速4.1.3 空气阻力与轿车加速性能的关系 阻力功率发动机功率对时间t求导4.1 轿车的空气阻力轿车的空气阻力 第第4 4章章 轿车车身的空气动力学特性轿车车身的空气动力学特性 轿车的加速度与阻力系数有近似反比关系。减小空气阻力和轿车的重力，都可以使轿车的加速实力提高。4.1.4 空气阻力与燃油消耗量的关系 降低空气阻力即可降低油耗；当高速行驶时，降低空气阻力节油的效果更大 燃油消耗量也可换算成与空气阻力和滚动阻力的关系又4.1
4、轿车的空气阻力轿车的空气阻力 第第4 4章章 轿车车身的空气动力学特性轿车车身的空气动力学特性当汽车以等速行驶时的百公里油耗为：式中 燃油的密度。汽油为0.710.73kgL，柴油为0.810.83kgL。B发动机相应工况的有效油耗率，单位为g/kwh W行驶100Km所消耗的功率kwh气动力中心与重心的位置关系对轿车横向稳定性的影响 风压中心在重心前，轿车绕轴顺时针方向转动，进一步增强侧向风的作用，使轿车失稳 风压中心在重心后，轿车绕轴逆时针方向转动，减弱侧向风的作用，使轿车趋于稳定 4.14.2 轿车的横向稳定性轿车的横向稳定性4.2 轿车的横向稳定性轿车的横向稳定性第第4 4章章 轿车车
5、身的空气动力学特性轿车车身的空气动力学特性4.14.24.3 轿车的升力轿车的升力升力产生的原理4.3 轿车的升力轿车的升力第第4 4章章 轿车车身的空气动力学特性轿车车身的空气动力学特性作用在轿车上的空气，有3540在车身上部流过，1015从底部流过，两边各流过25。假如能设法提高底部气流的速度而形成一种文氏喉管的气流，则可由此产生负升力。l 负迎角能提高汽车底部气流速度，减小升力l 轿车前段底部加扰流板可使升力下降影响升力的因素4.14.3 轿车的升力轿车的升力第第4 4章章 轿车车身的空气动力学特性轿车车身的空气动力学特性4.24.14.24.3 轿车的升力轿车的升力影响升力的因素l 轿
6、车底板的尾部向上翘起一个角度可疏导底部的气流，从而降低升力系数l 轿车地板向两边略翘起，使底部气流有一部分流向两个侧面，也能使升力下降车尾地板的后翘效应第第4 4章章 轿车车身的空气动力学特性轿车车身的空气动力学特性4.4 空气的粘滞现象及轿车的流谱空气的粘滞现象及轿车的流谱4.4.1 附面层与分别点 涡旋的形成和分别现象4.14.24.34.4 空气的粘滞现象及轿车的流谱空气的粘滞现象及轿车的流谱附面层：附面层：围围着运动物体的一个相对薄围围着运动物体的一个相对薄的空气层内，气流速度有焦急剧的的空气层内，气流速度有焦急剧的变更，存在着速度梯度。该气流层变更，存在着速度梯度。该气流层称为附面层
7、。称为附面层。轿车表面的附面层分别现象：分别现象：在分别点在分别点K起形成一个分别面起形成一个分别面K-K，在分别面后部，产生一个个，在分别面后部，产生一个个涡漩，涡漩被外层气流带走，同时涡漩，涡漩被外层气流带走，同时又从分别面上卷进新的涡漩以补充又从分别面上卷进新的涡漩以补充被带走的部分，这种现象称为分别被带走的部分，这种现象称为分别现象。现象。第第4 4章章 轿车车身的空气动力学特性轿车车身的空气动力学特性4.4.2 轿车前部的流谱 4.14.24.34.4 空气的粘滞现象及轿车的流谱空气的粘滞现象及轿车的流谱 通过试验得到发动机罩分别线和风窗玻璃上的再附着线，可利用右图的阅历公式探讨其影
8、响因素。发动机罩和风窗上分别点S及再附着点R的位置 汽车前部的流谱状况 第第4 4章章 轿车车身的空气动力学特性轿车车身的空气动力学特性4.14.24.34.4 空气的粘滞现象及轿车的流谱空气的粘滞现象及轿车的流谱4.4.3 轿车尾部的流谱 应当设法使基面面积尽可能小，以使尾流负压值减小，从而减小车身运动阻力。“短尾”原理 尾流导致后窗易沉积尘土 尾流冲刷后窗沉积的尘土 优良的造型设计，首先应避开尾流涡漩造成对路面过大的紊流,以削减尘土飞扬；其次应考虑到引导气流对后窗玻璃等部位有确定的冲刷作用，以防止尘土的沉积。第第4 4章章 轿车车身的空气动力学特性轿车车身的空气动力学特性4.14.24.3
9、4.4 空气的粘滞现象及轿车的流谱空气的粘滞现象及轿车的流谱4.4.4 轿车底部的流谱 离地间隙对气流阻力的影响光滑底部对气流阻力的影响 离地间隙对气动升力的影响 轿车底部的气流特性：轿车底部的气流特性：地板形态对阻力升力的关系：地板形态对阻力升力的关系：装有光滑地板的汽车地板的纵向曲率和横向曲率 地板造型对尾流的影响 第第4 4章章 轿车车身的空气动力学特性轿车车身的空气动力学特性4.4.5 轿车四周的涡系 为减小和消退涡流及气流分别引起的摩擦阻力和动能损耗，有些轿车尾部加装窗后扰流板。4.14.24.34.4 空气的粘滞现象及轿车的流谱空气的粘滞现象及轿车的流谱后扰流板尺寸对 和 值的影响
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