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影響汽車行駛的空氣阻力因素有哪些
問
提問者:網(wǎng)友
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2018-08-12
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空氣阻力由壓力阻力和摩擦阻力兩部分組成。 壓力阻力是作用在汽車車身的法向壓力在汽車行駛方向的分量見圖2-19。壓力阻力主要由壓差、誘導(dǎo)和內(nèi)循環(huán)阻力組成。壓差阻力主要與汽車的形狀有關(guān),約占58%;誘導(dǎo)阻力主要來自汽車的突出部件,如后視鏡、門把手、導(dǎo)水槽、驅(qū)動軸、懸架導(dǎo)向桿等,約占14%;內(nèi)循環(huán)阻力,是指因發(fā)動機冷卻系、車身通風(fēng)等需要氣流流過汽車內(nèi)部產(chǎn)生的阻力,占12%;誘導(dǎo)阻力是指空氣升力在水平方向的分力,占7%。汽車周圍包圍著空氣。汽車向前運動時,附在車身表面的空氣附面層隨之運動,當(dāng)車身與空氣相對速度增加時,附面層被破壞而離開車身表面,在后面形成紊亂而破碎的氣流,便是渦流。由于汽車形狀不是“理想的流線型”,在車位尾存在渦流分離現(xiàn)象。汽車的空氣壓差阻力就是由于車身后部存在渦流區(qū)而產(chǎn)生的。如圖2-20所示,汽車僅在前部很小的區(qū)域存在層流,其余大部分區(qū)域的氣流狀態(tài)都是紊流。氣流在前窗凹角有一個局部分離區(qū)形成局部渦流,在頂蓋后緣再次分離以致擴展至尾部,形成尾部渦流區(qū)。 汽車上部和底部的空氣壓力不同,引起橫向氣流和車輛的升力,橫向氣流也會在車身表面產(chǎn)生渦流分離現(xiàn)象,造成壓差,產(chǎn)生所謂誘導(dǎo)阻力,見圖2-21。 汽車空氣阻力中的摩擦阻力是由于空氣的粘性在車身表面產(chǎn)生的切向力造成的。當(dāng)氣流流過車身時,因粘性的作用,空氣微團與車身表面發(fā)生摩擦而阻礙了氣體的流動,而形成的一種阻力稱為空氣摩擦阻力。汽車的空氣摩擦阻力很小,約占9%。 在汽車行駛速度范圍內(nèi),空氣阻力與氣流相對速度的動壓力?成正比,即 ???????????????????(2-34) 式中:CDA為汽車正投影面積,通常稱為迎風(fēng)面積(m2);ur汽車相對空氣的的速度(m/s)??諝庾枇ο禂?shù),一般為雷諾數(shù)Re的函數(shù)(在車速較高、動壓力較高而相應(yīng)氣體的粘性摩擦較小時,CD將不隨Re而變化);ρ為空氣密度,一般視為常數(shù); 影響空氣Fw70年代,CD?0.4~0.6,20世紀(jì)90年代CD?0.25~0.4,目前某些概念車CD?0.20。CD的大小對轎車(高速)的性能影響極大。圖2-22?是大眾集團汽車空氣阻力系數(shù)的逐年變化情況。表2-7為汽車空氣阻力系數(shù)CD和迎風(fēng)面積A的變化范圍。表2-8為典型轎車空氣阻力系數(shù)。的設(shè)計因素是空氣阻力系數(shù)CD和迎風(fēng)面積A。由于乘坐空間的制約A變化不大。近年來空氣動力學(xué)設(shè)計取得了很大進展,其中CD變化較大。20世紀(jì)50年代至20世紀(jì) 表2-7?汽車空
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