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空气动力学在汽车中的应用

作者:快乐28 发布时间:2020-06-08 04:11 点击数:

  今天我们来说一件比较普遍的事实,无论你开的是轿车还是卡车,是火车还是公交,抑或是未来先进的智能汽车,你可能都无法离开一件事——空气对你驾驶的设备的影响。事实上这就是空气动力学。

  今天我们来说一件比较普遍的事实,无论你开的是轿车还是卡车,是火车还是公交,抑或是未来先进的智能汽车,你可能都无法离开一件事空气对你驾驶的设备的影响。事实上这就是空气动力学。

  空气动力学是流体力学的一个分支,而流体力学又是力学的一个分支。SO,空气动力学是属于力学范畴的(是一个物理学科)

  空气动力学顾名思义,就是物体在空气中收到空气给予的力而产生力矩并对物体做功(包含正功和负功)的一个统一的说法。空气动力学中应用最广泛的方面是在飞行器方面,包括飞机(客机、军机)以及火箭(卫星、导弹)等方面。那么空气动力对于我们驾驶的汽车来说是好还是不好呢?在现实汽车设计中,我们是如何规避空气阻力对于汽车的影响呢?

  我们都知道当我们在跑步的时候,我们感觉到有风打在脸上及身体上,这其实就是一个最客观的空气动力作用在物体上的实例,我们在来想,当我们跑步的时候是顺风跑的省力气还是逆风跑的时候省力气呢?答案显而易见。所以我们可以推导出另一个客观事实,那就是物体与空气流动方向的相对速度。当物体运动方向与空气流动方向相同时,空气对物体做正功,否则做负功,当物体的理想速度需要保持一定时,如遇正功空气动力,物体产生的能量(或者说做的功)可以减去空气对此物体的功(也就是说省力),否则费力。推到到汽车上,那就是发动机所产生的扭矩力,通俗的说就是我们给油门的深浅。所以经过以上事实,我们可以得出一个结论空气动力对汽车是存在影响的。

  所以当我们在设计汽车的时候,一些追求动力的汽车(例如跑车)我们都会把空气动力对汽车的影响考虑到极致,因为车跑的越快,空气动力对汽车的影响就越大(考虑一下飞机,这完完全全就是空气动力把飞机托起并飞在天上的实例)

  所以在设计汽车的时候,我们也会把空气动力对汽车的影响放在整车设计环节进行研究,那么从以上的推论可以得出空气动力对汽车的影响都是负面的,是否是这样呢?那么首先我们来看第一个问题。

  导流板,这个东西在一般轿车上是没有的,需要在动力比较强劲车型上才会有,一般情况下会分为车上导流板和车下导流板,车上导流板其实就是我们大众所说的“尾翼”,而车下导流板一般安装在车体下面靠近车尾的位置,其作用就是让车下的被扰乱的空气有规律的依次流动出去,以免对高速行驶的汽车造成不可预测的影响。一般在赛车上比较常见(尤其是超跑,F1之类的车型上面)

  后雨刷,这个东西比较奇怪,可能细心观察的朋友们都会发现,一般车后面带有雨刷的都是两厢车(或旅行版汽车),而无论多么昂贵的三厢车却基本没有带后雨刷的,这是为什么呢?其实这也是空气动力对汽车的影响之一。当汽车进行行驶的时候,车头会推动空气向前,车头推动的空气会随着汽车的周围向车尾流动,此时,正对车尾的空间内的空气来不及补充,会形成一个负压仓效应吸收空气跟随车体向前,此时地面的尘土和泥沙就很容易堆积在汽车的尾部,而两厢车一般都比较高,负压仓一般会在后玻璃处形成,而三厢车的负压仓是在后备箱处。所以,一般两厢车都会带有后雨刷,而三厢车却没有。

  流线型车身,其实无论车的动力如何,只要动,就会收到来自空气的力,所以当今车型一般都会设计成流线型车身,这里有两点好处,第一点是空气阻力对流线型车身的阻力相对较小,另外一点就是我们需要空气对车施加一个向下的力以稳定车身。

  所以制造一款既加速快,又省油的车型,除了考虑动力组合、轻量化车身之外,对空气动力学的考虑也是非常重要的。


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