轿车造型与空气动力学
浏览: 来源:网摘 发布:36汽车 日期:2007-10-03众所周知 ,车速越快阻力越大 ,空气阻力与汽车速度的平方成正比 。如果空气阻力占汽车行驶阻力的比率很大 ,会增加汽车燃油消耗量或严重影响汽车的动力性能 。据测试 ,一辆以每小时100公里速度行驶的汽车 ,发动机输出功率的百分之八十将被用来克服空气阻力 ,减少空气阻力 ,就能有效地改善汽车的行驶经济性 ,因此轿车的设计师是非常重视空气动力学 。在介绍轿车性能的文章上经常出现的“空气阻力系数”就是空气动力学的专用名词之一 ,也是衡量现代轿车性能的参数之一 。
空气阻力系数
汽车在行驶中由于空气阻力的作用 ,围绕着汽车重心同时产生纵向 ,侧向和垂直等三个方向的空气动力量 ,对高速行驶的汽车都会产生不同的影响 ,其中纵向空气力量是最大的空气阻力 ,大约占整体空气阻力的百分之八十以上 。它的系数值是由风洞测试得出来的 ,与汽车上的合成气流速度形成的动压力有密切关系 。当车身投影尺寸相同 ,车身外形的不同或车身表面处理的不同而造成空气动压值不同 ,其空气阻力系数也会不同 。由于空气阻力与空气阻力系数成正比关系 ,现代轿车为了减少空气阻力就必须要考虑降低空气阻力系数 。从50年代到70年代初 ,轿车的空气阻力系数维持在0.4至0.6之间 。70年代能源危机后 ,各国为了进一步节约能源 ,降低油耗 ,都致力于降低空气阻力系数 ,现在的轿车空气阻力系数一般在0.28至0.4之间 。
轿车外形设计
为了减少空气阻力系数 ,现代轿车的外形一般用园滑流畅的曲线去消隐车身上的转折线 。前围与侧围 、前围 、侧围与发动机罩 ,后围与侧围等地方均采用园滑过渡 ,发动机罩向前下倾 ,车尾后箱盖短而高翘 ,后冀子板向后收缩 ,挡风玻璃采用大曲面玻璃 ,且与车顶园滑过渡 ,前风窗与水平面的夹角一般在25度-33度之间 ,侧窗与车身相平 ,前后灯具 、门手把嵌入车体内 ,车身表面尽量光洁平滑 ,车底用平整的盖板盖住 ,降低整车高度等等 ,这些措施有助于减少空气阻力系数 。在80年代初问世的德国奥迪100C型轿车就是最突出的例子 ,它采用了上述种种措施 ,其空气阻力系数只有0.3 ,成为当时商业代轿车外形设计的最佳典范 。
据试验表明 ,空气阻力系数每降低百分之十 ,燃油节省百分之七左右 。曾有人对两种相同质量 ,相同尺寸 ,但具有不同空气阻力系数(分别是0.44和0.25)的轿车进行比较 ,以每小时88公里的时速行驶了100公里 ,燃油消耗后者比前者节约了1.7公升 。
考察轿车车形的发展史 ,从本世纪初的福特T型箱式车身到30年代中型的甲虫型车身 ,从甲虫型车身到50年代的船型车身 ,从船型车身到80年代的楔型车身 ,直到今天的轿车车身模式 ,每一种车身外形的出现 ,都不是某一时期单纯的工业设计的产物 ,而是伴随着现代空气动力学技术的进步而发展的 。空气阻力系数在过去的轿车手册中从未出现过 ,今天则是介绍轿车的常用术语之一 ,成为人们十分关注的一种参数了 。
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