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发表于 17-11-2009 01:04:46
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汽车的扰流板(Slingshot Autosculpt)是指在车尾上方安装的附加板,也称为汽车尾翼。 ( G1 I8 I5 {: [7 E n& U4 ]! z5 I
[编辑本段]【主要作用】
$ x# m8 R4 p/ m3 y 扰流板的作用主要是为了减少车辆尾部的升力。如果车尾的升力比车头的升力大,就易导致车子转向过多、后轮抓地力减小、高速稳定性差。利用扰流板的倾斜度,使风力直接产生向下的压力,如F1赛车尾部的扰流板一般倾斜15°,高速行驶时可达1000公斤以上的压力。但是,扰流板同时也增加了风阻,如Fl的风阻系数接近1.0(一般轿车为0.3~0.5)。这里就要求在设计时必须"恰到好处",使增加的风阻与改善的性能相对非常小。 8 Z2 [6 Z7 d, L) e1 g
升力与风阻一样,与车速的平方成正比,也就是说,在时速120公里的升力,是时速60公里的4倍,是时速40公里的9倍。因此行驶速度较高的汽车,如高级轿车和跑车,一般都装有扰流板。
8 O9 h7 i( ^# H- \$ I+ m 汽车上的扰流板有多种式样。如赛车上的扰流板较高,这是为了充分发挥扰流作用,使没有乱流的气流直接作用在扰流板上,而且使它产生的下压力不致作用于车身而抵消其效应。因此必须将扰流板离开车身表面安装。 ) H! e: c% E8 w2 p9 i6 Z% f
有些旅行轿车的顶盖后缘安装扰流板,使顶盖上一部分气流被引导流过后窗表面。这样既可使后窗后部的升力降低,也可引导气流将后窗表面浮尘消除,避免尘污附着而影响汽车后视野。在许多普通轿车上,也装有扰流板。其实由于这些车的速度都不是很高,因此扰流板难以发挥实际作用,而美化车身外观则成了装扰流板的最大目的。2 J- |6 J6 m& d t
前扰流板
- g0 k g7 F3 p. b- I[编辑本段]【扰流设计】
; _' A; F9 r! e* x 法国物理学家贝尔努依曾证明了空气动力学的一条理论,即空气流动的速度与压力成反比。也就是说,空气流速越快,压力越小;空气流速越慢,压力越大。例如飞机的机翼是上面呈正抛物形,气流较快;下面平滑,气流较慢,形成了机翼下压力大于上压力,产生了升力。如果轿车外形与机翼横截面形状相似,在高速行驶中由于车身上下两面的气流压力不同,下面大、上面小。这种压力差必然会产生一种上升力,车速越快压力差越大,上升力也就越大。这种上升力也是空气阻力的一种,汽车工程界称为诱导阻力,约占整车空气阻力的7%。虽然比例较小,但危害很大。其它空气阻力只是消耗轿车的动力,这个阻力不但消耗动力,还会产生承托力危害轿车的行驶安全。因为当轿车时速达到一定的数值时,升力就会克服车重而将汽车向上托起,减少了车轮与地面的附着力,使汽车发飘,造成行驶稳定性变差。) @; P6 A i+ [6 F
为了减少轿车在高速行驶时所产生的升力,汽车设计师除了在轿车外形方面做了改进,将车身整体向前下方倾斜而在前轮上产生向下的压力,将车尾改为短平,减少从车顶向后部作用的负气压而防止后轮飘浮外,还在轿车前端的保险杠下方装上向下倾斜的连接板。连接板与车身前裙板连成一体,中间开有合适的进风口加大气流度,减低车底气压,这种连接板就是导流板。在轿车行李箱盖上后端做成像鸭尾似的突出物,将从车顶冲下来的气流阻滞一下形成向下的作用力,这种突出物就是扰流板。导流板限制空气流过下部车身(使汽车下面的湍流处于最小值,并且使空气的流动阻力降低),而且使前部的车轮不致抬起。边裙引导气流离开后轮,这样可减少气流扰动和气流阻力。扰流板改变了车身后端气流的方向,减少了气流的阻力并可阻止后部车轮抬起.。; R$ z1 R2 ]. y; ^' Z A
还有一种扰流板是人们受到飞机机翼的启发而产生的,就是在轿车的尾端上安装一个与水平方向呈一定角度的平行板。这个平行板的横截面与机翼的横截面相同,只是反过来安装,平滑面在上,抛物面在下。这样车子在行驶中会产生与升力同样性质的作用力,只是方向相反利用这个向下的力来抵消车身上的升力,从而保障了行车的安全。这种扰流板一般安装在车速比较高的跑车上。目前,不少轿车都装有导流板和扰流板,以提高轿车的性能。7 E* d& A; G2 M1 D+ x
[编辑本段]【安装注意】: ~( h4 P$ u- K' V$ y3 g! ?$ ?4 k1 F
时下流行个性化改装,年轻车主会跟风而上,如加装只在赛车上使用的扰流板。孙国庆表示,加装扰流板,对汽车的构造和扰流板本身的材质都有着非常高的要求。所以,追求个性的车主最好不要随意给车加装扰流板。不适当的加装,只能使汽车看起来特别“扎眼”而别无用处,此外还大大增加了汽车的风阻系数,提高了车辆的实际油耗,并且车速越高,油耗增加得越多。
1 X; y2 R4 n& ^& A: M# H+ m[编辑本段]【慎重安装】
0 @, k+ s& n* R- |# F6 S3 c 为了减少轿车在高速行驶时所产生的升力,汽车设计师在轿车外形方面做了改进,将车身整体向前下方倾斜而在前轮上产生向下的压力,将车尾改为短平,减少从车顶向后部作用的负气压而防止后轮飘浮,还在轿车前端的保险杠下方装上向下倾斜的连接板。连接板与车身前裙板连成一体,中间开有合适的进风口加大气流度,减低车底气压,这种连接板就是导流板。在轿车行李箱盖上后端做成像鸭尾似的突出物,将从车顶冲下来的气流阻滞一下形成向下的作用力,这种突出物就是扰流板。导流板限制空气流过下部车身(使汽车下面的湍流处于最小值,并且使空气的流动阻力降低),而且使前部的车轮不致抬起。边裙引导气流离开后轮,这样可减少气流扰动和气流阻力。扰流板改变了车身后端气流的方向,减少了气流的阻力并可阻止后部车轮抬起。% J$ p' S: ~4 M6 ]" X! `, m7 G
现在有很多车主们给自己的轿车加装上扰流板,主要的改进集中在车尾,也就是我们所说的尾翼,但是你真正了解加装尾部扰流板的利或弊吗?扰流板真的适合你吗?
' m: g! j7 Z8 j9 G# n7 O/ _ 专家一:扰流板的作用主要是为了减少车辆尾部的升力。如果车尾的升力比车头的升力大,就易导致车子转向过多、后轮抓地力减小、高速稳定性差。加装扰流板为何能减少尾部升力?利用扰流板的倾斜度,使风力直接产生向下的压力,如F1赛车尾部的扰流板一般倾斜15度,高速行驶时可达1000公斤以上的压力。但是,扰流板同时也增加了风阻,如Fl的风阻系数接近1.0(一般轿车为0.3~0.5)。这里就要求在设计时必须恰到好处,使增加的风阻与改善的性能相对非常小。) T7 `- _& ~0 g( q6 K
专家二:根据空气动力学原理分析,我们知道汽车在行驶过程中会遇到空气阻力,这种阻力可分为纵向、侧向和垂直上升3个方面的作用力,并且空气阻力与车速平方成正比,所以车速越快,空气阻力就越大。一般情况,当车速超过60km/h时,空气阻力对汽车的影响表现得就非常明显了。为了有效地减少并克服汽车高速行驶时空气阻力的影响,人们设计使用了汽车尾翼,其作用就是使空气对汽车产生第四种作用力,即对地面的附着力,它能抵消一部分升力,控制汽车上浮,减小风阻影响,使汽车能紧贴着道路行驶,从而提高行驶的稳定性。我们观注F1赛事会发现,F1赛车的前后都安装有定风翼,它们为车体提供了近60%的下压力,从而保证了高速下轮胎具有足够的抓地力来保持车身的稳定性。
# n2 p4 t8 ]7 g v/ T8 r( r 专家三:加装扰流板对于节省燃油也有一定帮助。在一般道路上行驶,耗油量减少或许不明显,如果在高速公路上以120km/h以上的时速行驶,则此时汽车尾翼的作用就很明显了。但是一般来说不建议小排量的汽车加装扰流板,因为扰流板主要是用来增加车身的稳定性的,针对大排量车来说很重要,但小排量的车安装夸张的尾部扰流板反而会影响车速。8 c1 C+ w4 \% U3 ?, N4 e4 n6 @
专家四:在一些旅行轿车的车顶后部安装有小型扰流板,这些扰流板使车顶上的一部分气流被引导流过后车窗表面,这样既可使车辆后部的升力降低,也可利用气流将后车窗表面浮尘清除,避免灰尘附着影响车后视野。
, e, F' B! B; }! _8 I2 J 专家五:按材质来分,目前市场上的扰流板主要有三种:7 t. k g2 S: y- W0 ]3 ]
第一种是以原厂生产的玻璃钢材质的扰流板,相对比较贴合车身的线条。
% _0 S2 w6 z- h 第二种就是铝合金的扰流板,给人感觉比较夸张,但导流效果不错,而且价格适中,不过重量要比其他材质的扰流板稍重些。 4 i1 {$ T2 y K' t0 Y
第三种就是最好的扰流板材质——碳纤维的扰流板,是高刚性和高耐久性的完美结合,并广泛被F1赛车采用,F1赛车上扰流板的空间位置有些是可以调校的,调校方式分为手动和自动两种,其中自动调校型多了液压立柱,可根据车速自动调整扰流板的角度。一般建议消费者选择手动调校型的,液压自动调校型的不仅价格较贵,而且不如手动型操作方便。. w8 I% z A- `! s+ X2 M2 X
好多人认为扰流板越大越好。其实不然!安装扰流板除了美观作用外,更大的作用是高速时候为爱车提供必要的稳定性。由于大多数轿车以城市道路行驶为主,车辆根本达不到扰流板能够发挥作用的时速,体积越大,低速阻力就越大,再加上很多车主安装的是铝合金扰流板,车身整体重量的增加,也势必导致油耗的上升。因此这样做是得不偿失的,选择一个大方得体美观实用的扰流板才是改装之真谛。现在绝大多数的的车型都是普通轿车,但是很多车主也加装有扰流板,由于这些车的速度不是很高,因此扰流板很难发挥实际的作用,而美化车身外观则成了装扰流板的最大目的。& U, o( {( r, U& P! Z& d
通过以上叙述,我想我们应该对加装扰流板有了更高的认识,不管您的爱车是否需要加装扰流板,安全驾驶才是最重要的。 X; u; t0 ~8 V) Q" X
【F1和扰流板】
% e0 @; y a+ Y! J* O 随着风洞测试能力的增强和计算机仿真手段的出现,近年的F1赛车上采用了大量的空气动力学装置。最明显的就是在赛车的前部和后部安装着一排排的定风翼,这些定风翼起到扰流板的作用,能产生下压力,但同时又会产生气动阻力。前定风翼大约提供了赛车总下压力的25%,后定风翼可提供总下压力的约1/3。前后定风翼包含了许多元件,风翼的角度都是独立可调的。在最外端,定风翼与纵向端板相接,最大限度导引气流,防止气流从风翼末端溢出而降低效率。3 T! P1 `. }1 w; M* \
不同赛道有不同空气动力学要求,一般直道短、弯道多的所谓低速赛道需要有较高下压力,如摩纳哥的蒙特卡洛赛道,需要将定风翼的角度调大一些;而一些拥有长直道的高速赛道,如意大利的蒙扎赛道,为了减少在直道上的气动阻力,则需要较小的定风翼角度。但实际上,大量的F1赛道并非能简单归类为低速或高速赛道,新建的赛道往往都是混合型赛道,同时具备慢弯、高速弯和长直道,定风翼的调整需要和试车数据紧密结合起来。) ? S7 c9 o1 z; M8 B% A
赛车的底板同样也是重要的空气动力学装置,它是将碳纤维板直接安装在底盘下部。底板和赛车后定风翼下方的扩散器之间的关系非常关键,向上翘起的扩散器增加了赛车底板和跑道面的距离,降低了那个部位空气流动的速度,就相当于在一个河流变宽的时候,减低了水流的速度。降低赛车速度必须降低下压力,国际汽联近几年来对前定风翼高度、后定风翼的位置、底板尺寸等进行了严格限制,尤其是2005赛季的规则使得使F1赛车下压力减少了近20%,果然05赛季初的平均单圈成绩比2004赛季相应增加了2-3秒。其他F1赛车空气动力学装置还包括装在车身上的各种导流板和翼板等,这些装置的作用主要用于疏导气流,如在前轮后部的导流板是为了梳理车轮后部产生的乱流,使其平顺进入赛车侧箱的散热器口,提高冷却效率。7 D8 x! W4 ]! W$ E
尽管空气动力学装置在F1赛车上起到了关键作用,但包括法拉利车队技术总监罗斯·布朗在内的相当多业界人士却对空气动力学的滥用很是反感,他们认为提高机械抓地能力才是赛车技术发展的光明大道,过度依赖空气动力学“制造”下压力是没有前途的。毕竟,F1赛车在追求极限速度的同时,也应该对民用车技术的进步作出示范,过多的空气动力学套件很难应用在民用车上。罗斯·布朗说:“我们应该通过规则的约束来制造全新概念的赛车,新赛车应摆脱所有附加空气动力学零件,那些前后翼还有附加小翼都应该消失。”
本文来自: 中国汽车工程师之家( http://www.cartech8.com ) 详细出处:http://www.cartech8.com/thread-395627-1-8.html |
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