第7章汽车尘土污染

1、 大多数行驶情况下，汽车头部存在较大范围 的滞区，如图所示。 对于典型的阶背式轿车造型，后风窗的气流速度较高，有助于带走尘土和雨水，但是 对于快背式和方背式轿车，后窗部位则容易积累灰尘泥土。主要原因是不同造型轿车具有 不同的后风窗流动结构，比如方背式轿车车顶的气流一般会在车顶的后缘发生分离，其后 风窗表面的流速较低，雨水与尘土的混合物就很容易附着在后风窗表面。因此，方背式轿 车后风窗也常常安装一个雨刮器，用于清洁后风窗表面。另外在设计方背式轿车尾部扰流 板时，常常也要向后风窗引导一部分气流，目的是形成较高速的流动，从而起到吹掉灰尘 的作用。对于快背式轿车，后风窗表面流速原本较高，但是会产生较大

2、的气动升力，对操 纵稳定性会带来不利影响，故经常安装车尾扰流板来提供额外的下压力。快背式轿车的车 尾扰流板会降低后风窗的流速，导致雨水泥土的附着，因此也常常安装后风窗雨刮器来保 持清洁，如图所示。 雨刮器是最广泛使用的风窗清洁装置，近年来新材料的技术进步，尤其是纳米 技术的应用，使得自清洁风窗成为可能（self cleaning windshield），如Pininfarina公 司的概念车，如图。 汽车侧面后视镜附着的雨水会直接影响侧后方的视野，如图所示，可以采用电 加热后视镜来蒸发水滴或水雾。侧窗上的雨水与泥土也会间接影响侧后方视野，如图 所示 商用车驾驶室侧面也容易受到泥土污染， 通常在

3、驾驶室的前端与侧面过渡区域，设计 导流装置，既有利于引导较高速度的气流在 一定程度上带走泥土污染，又可以减小此处 的流动分离现象，从而减小气动阻力，如图 所示。 显然，汽车底部的污染不容易被发现，但是却会影响汽车的性能，尤其是 在降雪地区，雪水与融雪剂会腐蚀汽车，如左图所示，严重情况下会导致零部 件损害，危害行车安全性。在底部安装封闭性较好的盖板能够在一定程度上防 止腐蚀，但是并非所有零部件都能覆盖，如右图所示。 尾流尘土附着的成因 汽车尘土附着风洞试验 PIv尘土上扬和附着过程图 三种不同形式的扬尘 泥土附着和不同尾部造型对底 部气流影响 不同车背流态和压力分布 合理的选择离去角和风窗玻璃夹

4、角 气流减小附着的措施 尾部加导流板形成的流场，考虑安装间隙 泥土附着 后裙板的安装角度对气流流态和附着的影响 安装阻风板 安装轮罩，和不同轮罩形状的影响 不同轮罩情况下，后车轮内外表面压力云图 （1）增大车轮和轮罩之间的自由空间体积和车轮体积的比值，会使 得阻力和升力增加 （2）车轮未知越接近内侧，升力和阻力也越大 （3）轮胎的宽度越大，阻力和升力也越大 （4）轮胎辐条陈放射状的升力和阻力特性较好 （5）车轮旋转时候汽车阻力和升力大，离开地面时候小 雨水对视野的影响 1）雨水对视野影响 2）雨水附着改善措施： 3）A 柱结构 细节造型设计有助于降低后视镜区域的噪声。在一些轿车后视镜的 设计上，采用了凹槽、凸缘用以影响后视镜尾流，如图所示。 4）门镜 2）大型卡车泥土附着 2）大型卡车泥土附着 由于技术、工艺、成本等原因，目前大规模的产业应用仍然是传统的雨刮器。 轿车前风窗表面的气流速度较高，雨刮器会在气动升力的作用下发生上浮，不利于 清洁风窗表面，且很容易在风窗表面产生污染物印迹，严重影响能见度和视野。如 何防止雨刮器的上浮，应主要研究前风窗的流动状态和雨刮器截面的气动特性。为 保持雨刮器在风窗上的附着，可以采用雨刮器扰流板或者具有负升力气动形状的无 骨雨刮器，如图所示。 3 刮水器 （1）注意刮水器上浮 （2）注意刮水器的断面形状 （3）注意