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领业研发部分享汽车包围尾翼的作用力原理

发布时间: 2012-01-13 08:26:48 发布栏目: 改件评测

首先,我们得明白,人跑动时,都会有空气阻力,所以在田径比赛中,一般都会有风阻系数这个数据。风阻系数不同前提下,速度是会有很大的影响的。汽车更是如 此——因为汽车前进的截面比人大得多,速度又快得多,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,其实那是错误的,汽车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。

(广州领业改装产品研发部配图)
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,并在一些经常高速行驶的汽车(如赛车) 中,加装汽车尾翼(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。

汽车早期设计者没有太多考虑到这个问题,早期的汽车都是四四方方的外型,随着汽车工业越来越进步,特别是赛车运动在全球流行,汽车工业发达国家,一些著名 品牌开始对汽车流水线进行了深度研发和设计,催生了很多经典的又符合科学流水线车型:半叶状流线形设计的最典型的代表作是德**时捷跑车,其气流的主要作 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。

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