什么是汽车空气动力学？
查看传说中的汽车模型的历史照片，任何人都会立即注意到，随着我们越来越接近现代，汽车的车身越来越少。
这是由于空气动力学。 让我们考虑一下这种影响的特殊性，为什么重要的是要考虑空气动力学规律，以及哪些汽车的流线系数不好，哪些汽车的流线系数好。
什么是汽车空气动力学
听起来可能很奇怪，汽车在道路上行驶的速度越快，越容易下地。 原因是，与车辆碰撞的空气流被车体分成两部分。 一个在底部和路面之间，第二个在屋顶上方，并围绕机器的轮廓。
如果从侧面看车身，那么从视觉上看，它会很像飞机机翼。 飞机的这一要素的特殊性在于，弯头上方的气流比零件的笔直部分下方通过的路径更多。 因此，机翼上方会形成真空。 随着速度的增加，该力使身体更加举起。
为汽车产生了类似的提升效果。 上游围绕引擎盖，车顶和行李箱流动，而下游围绕底部流动。 产生额外阻力的另一个因素是靠近垂直方向的身体部位（散热器格栅或挡风玻璃）。
运输速度直接影响起重效果。 此外，带有垂直面板的车身形状产生了额外的湍流，从而减少了车辆的牵引力。 由于这个原因，许多具有倾斜形状的经典汽车的所有者在进行调整时必须将扰流板和其他元素附着到车身上，以增加汽车的下压力。
为什么这是必要的
流线型可以使空气沿着身体更快地传播，而不会产生不必要的涡流。 如果增加的空气阻力阻碍了机器的运转，则发动机将使用更多的燃料，就像机器正在承担额外的负载一样。 这不仅会影响汽车的经济性，还会影响有多少有害物质通过排气管释放到环境中。
在设计具有改进的空气动力学性能的汽车时，领先汽车制造商的工程师会计算以下指标：
- 必须有多少空气进入发动机舱，发动机才能获得适当的自然冷却；
- 新鲜空气将进入车身的哪个部位以及在哪里排出；
- 如何减少汽车中的空气噪音；
- 提升力必须根据车身形状的特性分配给每个车轴。
开发新的机器模型时会考虑所有这些因素。 而且，如果早期的身体元素能够发生巨大变化，那么今天的科学家已经开发出了最理想的形式，可以减少正面的抬升系数。 因此，与上一代产品相比，最新一代的许多型号在外观上可能仅因扩压器或机翼形状的微小变化而有所不同。
除了道路稳定性之外，空气动力学还可以减少对某些身体部位的污染。 因此，在正面阵风的碰撞中，垂直放置的前灯，保险杠和挡风玻璃会因粉碎的小虫子而变得较脏。
为了减少电梯的负面影响，汽车制造商旨在减少 净空 达到最大允许值。 但是，正面效果并不是影响机器稳定性的唯一负作用力。 工程师总是在正面和侧面流线型之间“保持平衡”。 在每个区域都不可能达到理想的参数，因此，在制造新型车身时，专家总是会做出一定的妥协。
基本空气动力学事实
这种抵抗来自何方？ 一切都非常简单。 在我们的星球周围，有一种由气态化合物组成的大气。 平均而言，大气的固体层（从地面到鸟瞰图的空间）的密度约为1,2千克/平方米。 当物体运动时，它会与构成空气的气体分子发生碰撞。 速度越高，这些元素撞击物体的力就越大。 因此，航天器进入地球大气层时开始因摩擦而强烈加热。
新模型设计的开发人员要解决的第一个任务是如何减少阻力。 如果车辆在4 km / h至60 km / h的范围内加速，则此参数增加120倍。 要了解这有多重要，请考虑一个小例子。
运输重量为2公斤。 运输速度加快到36 km / h。 同时，仅花费600瓦的功率即可克服这种力量。 其他一切都花在超频上。 但是已经以108 km / h的速度行驶。 16 kW的功率已用于克服正面阻力。 以250 km / h的速度行驶时。 该车在阻力上已经花费了多达180马力。 如果驾驶员想以最高300公里/小时的速度进一步加速汽车行驶，除了增加速度的动力外，电动机还需要消耗310匹马来应对正面气流。 这就是为什么跑车需要如此强大的动力总成。
为了开发出最简化但又很舒适的运输方式，工程师计算了系数Cx。 在模型说明中，此参数对于理想的身体形状最为重要。 一滴水在该区域具有理想的大小。 她的系数为0,04。 没有汽车制造商会同意将这种原始设计用于其新车模型，尽管以前有这种设计可供选择。
有两种降低风阻的方法：
- 改变身体的形状，使气流尽可能多地流向汽车。
- 使汽车变窄。
机器运动时，垂直力作用在机器上。 它可以产生负压作用，对牵引力有积极作用。 如果不增加汽车的压力，产生的涡流将确保汽车与地面的分离（每个制造商都试图尽可能消除这种影响）。
另一方面，在汽车行驶时，第三种力作用在其上-横向力。 该区域的控制甚至更少，因为它受到许多可变量的影响，例如在直线行驶或转弯时的侧风。 这个因素的强度是无法预测的，因此工程师不会冒险，也不会创建宽度足以使Cx比率有所妥协的箱子。
为了确定可以考虑垂直，正面和横向力参数的程度，领先的汽车制造商正在建立专门的实验室进行空气动力学测试。 根据材料的可能性，该实验室可以包括风洞，在大风量的情况下检查风管的流线效率。
理想情况下，新车模型的制造商希望将其产品的系数提高到0,18（今天是理想的）或超过该系数。 但是第二次还没有人成功，因为不可能消除其他作用在机器上的力。
夹紧和提升力
这是另一个影响运输可管理性的细微差别。 在某些情况下，阻力无法最小化。 F1赛车就是一个例子。 尽管它们的车身流线型完美，但车轮还是敞开的。 这个区域给生产者带来了最大的问题。 对于这种运输，Cx在1,0至0,75的范围内。
如果在这种情况下无法消除后涡流，则可以使用该流动来增加对履带的牵引力。 为此，需要在车身上安装其他部件以产生下压力。 例如，前保险杠配备了防扰流板，可防止其从地面上抬起，这对于跑车而言极为重要。 类似的机翼连接到汽车的后部。
前机翼不引导气流进入汽车下方，而是流向车身的上部。 因此，车辆的前鼻总是指向道路。 下方形成真空，汽车似乎粘在赛道上。 后扰流板可防止在汽车后方形成涡流-在开始将其吸入汽车后方的真空区域之前，该部件会中断气流。
小元素也会影响阻力的减少。 例如，几乎所有现代汽车的引擎盖边缘都覆盖了雨刮片。 由于汽车的前部大多数都遇到迎面而来的气流，因此即使是进气导流板这样的小部件也要引起注意。
在安装运动套件时，您需要考虑到额外的下压力会使汽车在行驶时更加自信，但同时方向性气流会增加阻力。 因此，这种传输的峰值速度将低于没有空气动力学元件的峰值速度。 另一个负面影响是，汽车变得更加贪婪。 没错，运动套件的效果将在每小时120公里的时速下感受到，因此在大多数情况下，在公共道路上都需要如此细节。
空气动力阻力差的模型：
具有良好空气阻力的模型：
此外，请观看有关汽车空气动力学的简短视频：
2комментария
波格丹
你好。 一个无知的问题。
如果一辆汽车在 100 转时以 2000 公里/小时的速度行驶，而同一辆车在 200 转时以 2000 公里/小时的速度行驶，那么消耗会有所不同吗？ 如果不一样呢？ 高价值？
或者汽车的消耗量是多少？ 发动机转速还是转速？
谢谢
撕
汽车速度加倍，滚动阻力增加一倍，空气阻力增加四倍，因此需要更多的能量。 这意味着你需要燃烧更多的燃料，即使转速是恒定的，所以你踩下加速器，歧管压力增加，大量空气进入每个气缸。 这意味着您的发动机会喷射更多燃油，所以是的，即使您的 RPM 保持不变，您每公里将使用大约 4.25 倍的燃油。