空气动力汽车试验_空气动力汽车试验项目

空气动力汽车试验_空气动力汽车试验项目

       大家好，今天我想和大家讲解一下“空气动力汽车试验”的工作原理。为了让大家更好地理解这个问题，我将相关资料进行了分类，现在就让我们一起来学习吧。

1.F1赛车的空气动力学研究对普通汽车是否有意义？

2.空气动力学在汽车天窗上的应用有哪些？你知道吗？

3.汽车的空气动力学是怎么回事，普通家用车有必要考虑吗？

4.汽车风洞实验室中国有几家

F1赛车的空气动力学研究对普通汽车是否有意义？

       有限制的应用。{把分给我}

       F1和普通汽车不一样，F1纯粹就是为了追求在严格的规则限制下在赛道上取得最好的成绩，而普通的汽车则要兼顾到经济性、舒适性等等，举个例子，F1发动机的总寿命里程约摸2000公里，不能指望普通汽车也这样吧，南京上海一来回就挂掉。气动也是一样。

       风洞试验最早就是在F1上面用的，后来才进入民用车设计领域，还有像FluidMotion这样的流体力学分析，也是从航空-F1-民用车这样的发展流程。

       技术推广很值得，但是直接应用是不太现实的。不过总有例外，比如Caparo T1超跑，就是McLaren设计的一款性能接近于F1赛车的跑车，大量应用了F1赛车的空气动力理念，还有Ferrari Enzo、Mercedes SLR等等，都是借鉴了一些这方面的设计理念。把分给我

空气动力学在汽车天窗上的应用有哪些？你知道吗？

       空气动力学对车身稳定性，燃油经济性和表面尘埃有影响。当一个物体穿过空气时，会使周围的空气发生位移，同时该物体会受到重力和阻力的影响，因此阻力会由固体穿过流质（比如空气或水）的过程中产生。

当物体加速时，其速度和阻力同时增加，速度越快，阻力越大，也就是说车速越快的话车身所面临的空气阻力越强，而且是以成倍的速率增长，最终阻力将与重量相等达到一个平衡点，此时物体将无法继续加速。

       车在市区等一些低俗行驶的环境时，基本上的马力用在了对抗地心引力，在高速公路等高速行驶环境下，更大的是对方风阻。把空气想象成薄层的话，当气流经过车身时保持流线状态，说明空气阻力对车身的影响较小。

       一旦这种流线气流被打破并与车身轮廓分离便会产生乱流，从而产生空气阻力。其实最理想的低风阻形状是类似水滴的圆滑造型，头部圆滑而尾部尖细。理论上，这种水滴造型的Cd风阻系数只有0.05。

扩展资料

       在研究车辆的空气动力学时，工程师不仅会研究车体表面的空气流通情况，同时还需考虑车底气流的通过状况。简单的说，越规整的车底，其车底的空气阻力和升力也会越小。这也就是为什么大家看到很多赛车和豪华车的车底都是一整块平面（也起到一定的保护作用），否则可能会造成翻车等事故。

       其中最常见的就是发动机盖导流槽、翼子板导流板、前后下包围、侧裙板等这些设计，说它们能简单有效地引导气流，减小空气阻力。

       要说空气动力套件还要从车辆的空气动力学讲起，当汽车行驶时，汽车周围的空气流动会对车辆产生各种各样的影响，空气能对汽车产生阻力、消耗能量、影响行驶稳定性；但另一方面，车辆的发动机、刹车等主要部件冷却又需要空气。除此之外包括气流的噪声，车身外表面的清洁，各种覆盖件的震动，甚至还有雨刷性能都会受到空气气流的影响。

汽车的空气动力学是怎么回事，普通家用车有必要考虑吗？

       空气动力学对于普罗大众来说，听起来好像比较神秘而遥远的东西。而对汽车爱好者来说，空气动力学可能意味着是用来改装汽车从而优化空气阻力、增加下压力的理论基础，例如使用多元素的尾翼、扰流板、超低的侧裙和导流板等。

1. Bernoulli's principle伯努利定律。伯努利定律：有不可压、理想流体沿流管作定常流动时，流动速度增加，流体的静压将减小；反之，流动速度减小，流体的静压将增加。伯努利定律是飞机起飞原理的根据，在水力学和应用流体力学中也有着广泛的应用。由于流经车顶的气流速度大于流经车底的气流速度，使得车底的空气压力大于车顶，从而空气作用在车身上的垂直方向的压力形成压差，即空气升力。汽车中间平面（Y0）气流速度仿真分布如下图所示，明显车顶气流速度最快。

2. Helmholtz resonance 亥姆霍兹共振。亥姆霍兹共振：空气在一个腔中的共振现象。下图是一支铜管，根据亥姆霍兹的原始设计建造的球形亥姆霍兹共振器（大约在1890-1900年），亥姆霍兹共振器一开始的目的是为了分辨复杂声音环境下的不同频率，比如音乐的乐调。

3.遮阳板/帘联动。传统的小天窗上不带换气槽的遮阳板和全景大天窗上遮光率很高的遮阳帘，会随着天窗玻璃开启而打开，不会暴露在天窗玻璃外面，主要考虑到过大的空气升力，会把遮阳板/帘吸出车外。家可以使用前文提到的空气升力计算公式，当天窗玻璃全部打开时，大概计算出遮阳板/帘受到的空气升力。

4.挡风杆/网。当天窗玻璃打开后，汽车行驶过程中，空气在车舱内发生亥姆霍兹共振，从而产生令人不舒适的噪音。下面就是基于前文提到的共振频率计算公式，车速100km/h，当天窗玻璃打开后，有无挡风杆/网共振频率和分贝曲线。可以看出，当安装了挡风杆/网低频噪音显著减少。如下图所示当没有挡风网时，会在天窗开口形成一个气旋涡，产生亥姆霍兹共振（buffeting），而当有挡风网时，气旋涡就消失了。汽车天窗的挡风杆/网在实际开发设计时，当天窗开口较小时，如传统的小天窗，只是有一块小玻璃，会选用挡风杆。当天窗开口较大时（超过400mm），如全景大天窗，挡风杆的作用有限，就要使用挡风网。另外，还要考虑挡风杆/网翘起高度、角度和截面等，这些直接影响到风振噪声。

汽车风洞实验室中国有几家

       汽车的流体力学已经成为了一项重要的学科，我觉得它甚至比船舶和飞机的力学要更难。因为船舶在水中只会遇到流水的阻力，而飞机飞到空中之后，只会遇到空气的阻力。但是汽车行驶在路上，即接受地面的摩擦力，同时也会遇到空气阻力。这或许也是为什么民航飞机，还有游艇的造型基本上都一样，但是跑车的造型却千差万别的原因吧。

       目前，汽车越来越重视空气动力学技术，不管是超级跑车还是民用车都是如此。因为未来汽车的重量越来越轻，在高速行驶的时候需要用空气把汽车“按”在地面上，有利于行车安全。其次空气阻力的高低也与汽车油耗息息相关。第三，合理的利用空气阻力，还可以对发动机，刹车系统进行散热。因此，目前世界上各家厂商都非常重视空气动力学的研究。

       目前在汽车领域，把空气动力学玩儿到极致的要数F1赛车，因为F1赛车的性能通常是以秒计算的，所以既要减小空气阻力，又要给赛车足够的下压力，提升性能，就非常重要。除了F1之外的其它赛车也会最大限度地利用空气动力学。

       不过，赛车技术是很难全部用到民用量产车上的，因为民用量产车要考虑到空间还有实用性，虽然也会对空气动力学进行考虑，但是功能比较有限。

       不过，目前还是有很多厂商使用了空气动力学零部件，不但能够提升新能。还能让整车的气质焕然一新，给人很强的驾驶欲。

       Spoiler(扰流板)是用在保险杠下面，是让空气上下分离。它的结构是向外突出去的，可以做成不同的形状和角度。它的作用不但能给汽车一定的下压力，同时向上分离的空气还能通过进气格栅进去发动机舱，给发动机降温。

       汽车的空气阻力有15%来自轮胎周边，Air Curtain(风幕)的作用就是尽可能的减小轮胎周边的空气阻力。它是通过前雾灯处的通风口将空气像后导流，在经过轮胎的时候，空气变得柔和，从而减少了阻力。当然这样的设计也可以使空气进入刹车系统，给刹车系统散热。

       Air Scoop是减少空气流入车身下面，尽量多地把空气向上导流。并且在引擎盖上也设置了出气口，将空气引流。提供给车辆最大的下压力。通常这种赛车的马力很大，多出现在室内场地拉力赛上。

       在最近几年新发布的豪华汽车，或者新能源汽车上普遍使用的主动进气格栅。顾名思义，主动进气格栅是发动机在不需要散热的时候，进气格栅关闭。使空气平缓的流过车头降低空气阻力。当夏季来临或者长时间行驶需要发动机散热的时候，进气格栅会自动打开。

       Louver类似于百叶窗，主要的作用的调节风的方向。可以作为空调送风口，发动机散热口。之前，越是搭载性能强劲发动机的车型Louver的个数就越多。而现在，随着汽车设计，发动机技术的进步，使用Louver的车型逐渐少了，但是在兰博基尼等超级跑车上依然能够见到类似的设计。上图是1940年奔驰赛车上的Louver设计。

       最近几年在很多民用车上出现了上面这种不起眼的小设计，它的作用一是让空气柔和的流动，二是利用空气压力提高稳定性，减小车辆左右晃动幅度。这种设计最早也是出现在F1赛车上，而最近丰田和雷克萨斯的民用车上开始使用这种设计。

       Skirt(侧裙)的主要作用是对车辆侧面流动的空气，和车辆底盘下面流动的空气进行干预。在高速行驶的时候，抑制向上的升力。同时稳定住车身下面的空气流动，让底盘下面的空气不干扰车身侧面的空气。

       NACA Duct简单来说就是赛车侧面的洞。它的作用是将空气阻力最小化，并且增大进气量。通常用在航空器和赛车上，在很多超级跑车上也能见到。这项技术从第二次世界大战期间开发，一直沿用至今。它的形状通常都是狭长的三角形，除了侧面以外，也用在引擎盖上。这样的造型最有利于空气的流动与提升进气量用于降温。

       由于底盘的结构比较复杂，是一个不规则的形状，因此空气在此经过的时候，也是不规则的流动。如果车速很快，就会产生不小的噪音，并且提高风阻。现在的汽车普遍会将底盘做的平整，甚至会额外铺上一层护板以提高底盘的平整性。

       一些新能源汽车上已经使用了气动轮圈和低滚阻的轮胎，气动轮圈可以降低车辆在旋转的时候带来的阻力。这样的轮圈在外观上比较平整，然后尽量不留缝隙。因此不太利于散热。这种轮圈可以出现在一般民用车上，高性能跑车是不太适合用气动轮圈的。

       说到尾翼，这可能是我们最早对于汽车空气动力学了解的零部件了。很多车友为了让汽车变得有逼格，也会自己在车尾安装一个小尾翼。目前，尾翼也分成了固定式与可伸缩调节角度两种。第一种固定的尾翼，就是给汽车尾部一个下压力，同时干扰空气，让空气通过车顶之后直接向上流走。第二种可伸缩和调节角度的电动尾翼，比如布加迪等车型，当尾翼完全垂直的时候，可以帮助缩短刹车距离。

       车尾扩散器主要的作用是使空气散发，防止车尾产生乱流。它的造型就是保险杠下方的隔板。它可以使通过底盘的空气迅速发散，流走。因为空气的快速流走，车底的空气压力变低，使得车身更好地贴住地面。扩散器也是F1赛车中率先使用的，现在已经普及到很多民用性能车上。

       现在很多车型的尾灯故意做出了边角，并且这些边角的突起是高于车身的。其实它们的作用也是起到对空气进行导流。让空气向中间施压，减少像四周的扩散。这样可以提高车辆的稳定性。

       最后一个车尾雨刷，它并不能够对汽车的空气动力学产生多少好处，但是它的作用却是因为空气。通常来讲，三厢轿车的后玻璃是没有雨刷的，通过后玻璃加热就能把水汽蒸发掉。这是因为三厢轿车有后备箱，空气通过后备箱流走，顺便就把水汽也带走了。但是coupe车型，或者两厢车型，SUV等。由于后备箱较短，或者没有后备箱。因此空气在车尾会形成涡流。这些涡流不会把水汽带走。因此就只能借助雨刷器了，这就是为什么三厢车没有后玻璃雨刷，而两厢车有的原因。

       汽车风洞实验室中国有两家。由中国汽车工程研究院历时5年、投资5.5亿元建设的我国第二座汽车风洞28日在重庆建成并启动试运行，该风洞分为汽车空气动力学—声学风洞和汽车环境风洞两部分，并配置高低温环境舱、五轴联动数控加工中心和1200核高性能仿真计算平台等设施。

相关知识

       汽车空气动力学—声学风洞就是让车辆站上“跑步机”，研究人员通过风洞试验获得风阻系数、风噪性能、行驶稳定性、侧风响应、车内外噪声等数据。风洞中的最高风速可达250公里／小时，在140公里／小时的风速中背景噪声仅为58分贝。

       汽车环境风洞可模拟降雨、降雪、高温、低温、日照、结冰等各种气候环境，开展整车及零部件热管理性能开发、动力总成冷却、空调性能、电动汽车环境适应性、动力电池冷却、曲轴通风、除霜除雾、降雨降雪等测试。

       好了，今天关于“空气动力汽车试验”的话题就到这里了。希望大家能够通过我的讲解对“空气动力汽车试验”有更全面、深入的了解，并且能够在今后的生活中更好地运用所学知识。