第二章-汽车空气动力性能ppt课件

1、 12022/7/11 1太原理工大学车辆工程系太原理工大学车辆工程系孙桓五 教授第二章汽车的空气动力性能.第二章讲课提纲2022/7/11太原理工大学车辆工程系 2汽车气动力特性对汽车性能的影响汽车各部分形状与气动特性的关系空气作用于汽车车身的力和力矩汽车空气动力学根本原理概述提高汽车空气动力性能的措施.2.1概 述空气动力学 aerodynamics是流膂力学的一个分支,是研讨物体在空气中做相对运动时，物体与空气间相互作用关系的一门学科，它主要研讨物体在同气体作相对运动情况下的受力特性、气体流动规律和伴随发生的物理化学变化汽车空气动力学 Automotive aerodynamics汽车空

2、气动力学主要研讨汽车在流场中所遭到的气动阻力、升力、侧向力三个力及其相应的力矩，研讨这些力及力矩对汽车阻力、侧向稳定性、气动噪声、灰尘附着、发动机冷却、驾驶室通风等的影响2022/7/11太原理工大学车辆工程系 3.2022/7/11太原理工大学车辆工程系 4汽车行驶阻力 滚动阻力Ff空气阻力FW坡度阻力Fi加速阻力Fj2.1概 述.2.1概 述汽车的行驶阻力滚动阻力Ff空气阻力Fw坡度阻力Fi加速阻力Fj上述阻力中，滚动阻力和空气阻力是在任何行驶条件下均存在的。坡度阻力和加速阻力仅在一定行驶条件下存在。在程度道路上等速行驶就没有坡度阻力和加速阻力2022/7/11太原理工大学车辆工程系 5汽

3、车行驶总阻力.2.1概 述2022/7/11太原理工大学车辆工程系 6 空气阻力所耗费的功率与车速的三次方成正比，在车速高的时候，空气阻力将是主要的阻力。 .2.1概 述空气动力对汽车性能的影响对动力性能的影响影响高速时的加速性能影响最高车速对燃油经济性的影响高速行驶时空气阻力是最大的阻力，小型客车50%的、普通货车32%左右燃油用于抑制空气阻力载货汽车气动阻力系数降低30%，并以80km/h行驶，可降低油耗12%-13%例如：对于CdA=0.8m2的轿车 V=65km/h时，55%的能量抑制空气阻力 V=90km/h时，70%的能量抑制空气阻力2022/7/11太原理工大学车辆工程系 7.2

4、.1概 述对平安性能的影响高速时的加速性能影响行车平安气动升力影响汽车支配稳定性和制动性气动力稳定性影响汽车支配稳定性对温馨性能的影响高速时风噪是影响温馨性的重要要素空气动力学对于车厢内的通风、温度、尘土污染有重要影响对汽车外形演化的影响汽车的空气动力学特性取决于汽车外形 空气动力学影响人们的审美观气动性能决议现代轿车外形的最重要内容2022/7/11太原理工大学车辆工程系 8.第二章讲课提纲2022/7/11太原理工大学车辆工程系 9汽车气动力特性对汽车性能的影响汽车各部分形状与气动特性的关系空气作用于汽车车身的力和力矩汽车空气动力学根本原理概述提高汽车空气动力性能的措施.2.2空气在汽车周

5、围的流动情况延续性方程对于定常流动，流过流束任一截面的流量相等1V1A1= 2V2A2= 3V3A3= = 常数对于不可紧缩流体1= 2= 3= = 常数，所以V1A1= V2A2= V3A3= = 常数延续性方程是质量守恒定律在流膂力学中的表现方式延续性方程阐明了流速与面积之间的关系，阐明在截面较小的地方流速较高，在截面较大的地方流速较低2022/7/11太原理工大学车辆工程系 10.2.2空气在汽车周围的流动情况伯努利方程 -流体的重力势能、压力势能、动能之和为常数当气体流速不高、密度可视为不变，并且由于空气重力很小，那么有 -流体的静压力与动压力之和为常数伯努利方程是能量守恒定律在流膂力

6、学中的表现方式该方程阐明，流速越大，动压力越大，但该点的静压力压力越小，在前端滞点处，流速为零，压力最大例题2-12022/7/11太原理工大学车辆工程系 11.空气在汽车周围的流动情况2022/7/11太原理工大学车辆工程系 12.空气在汽车周围的流动情况2022/7/11太原理工大学车辆工程系 13.空气的分别景象及涡旋的构成根据延续性方程和伯努力方程，假设空气是非粘滞的，那么在理想大气中运动的任何物体外表压力之和为零2022/7/11太原理工大学车辆工程系 14.空气在汽车周围的流动情况附面层由于流体具有粘性，因此相对于物体外表运动时会产生摩擦作用，接近物体外表处的流体有粘附在物面子上的

7、趋势，其接近物体外表处速度为零，速度随着间隔的增大而增大，我们将这个速度发生变化的薄层称为附面层附面层随流程的添加而增厚2022/7/11太原理工大学车辆工程系 15.空气的分别景象及涡旋的构成2022/7/11太原理工大学车辆工程系 16.空气的分别景象及涡旋的构成2022/7/11太原理工大学车辆工程系 17.空气的分别景象及涡旋的构成2022/7/11太原理工大学车辆工程系 18.空气的分别景象及涡旋的构成分别点流速趋于零的点，标志着边境层与物体外表出现分别，是尾涡流区的分界限尾涡会损失动能，或者说，尾涡区内的压力与分别点处的压力几乎相等，因此较低负压，吸力，物体前后的压差就构成了压差阻

8、力主要受外形影响，因此也成为外形阻力2022/7/11太原理工大学车辆工程系 19.空气的分别景象及涡旋的构成2022/7/11太原理工大学车辆工程系 20.空气的分别景象及涡旋的构成减少或消除尾涡，延缓分别景象的方法截面应逐渐变化，防止流管截面骤然增大，从而使气流坚持相当速度采取措施，加快能够出现分别区域的气流速度见P15图2-32022/7/11太原理工大学车辆工程系 21.空气的分别景象及涡旋的构成2022/7/11太原理工大学车辆工程系 22.第二章讲课提纲2022/7/11太原理工大学车辆工程系 23汽车气动力特性对汽车性能的影响汽车各部分形状与气动特性的关系空气作用于汽车车身的力和

9、力矩汽车空气动力学根本原理概述提高汽车空气动力性能的措施.作用在车身上气动力和力矩车身上压力的分布2022/7/11太原理工大学车辆工程系 24.作用在车身上气动力和力矩车身上压力分布的两种表示方法2022/7/11太原理工大学车辆工程系 25.作用在车身上气动力和力矩2022/7/11太原理工大学车辆工程系 26思索夏季在高速公路上开空调省油还是开窗通风省油？翻开天窗换气和翻开侧窗换气有何不同？ 翻开天窗换气时，天窗上方的压力低于车内的压力。.作用在车身上气动力和力矩气压中心车身所遭到的空气动力合力称为气动力气动力合力在汽车上的作用点成为气压中心风压中心气压中心普通难以与汽车的质心重合气动力

10、合力F为-其中A为迎风面积正投影面积,C为阻力系数，与车身外形有关2022/7/11太原理工大学车辆工程系 27.作用在车身上气动力和力矩气动力在三个坐标方向的分力沿X方向的气动阻力D(Drag)沿Y方向的气动升力L(Lift)沿Y方向的气动侧向力S(Side Force) -其中CD,CL,CS分别为气动阻力系数、升力系数、侧向力系数2022/7/11太原理工大学车辆工程系 28.作用在车身上气动力和力矩CD,CL,Cs是汽车空气动力学中最重要的参数，是评价汽车空气动力学性能的主要目的CD,CL,Cs取决与汽车的外形及外表情况与迎风面积无关气动力矩由于气动力普通与质心不重合因此将力平移到质心

11、后会产生气动力矩气动力矩有：俯仰力矩PM Pitching Moment) 、横摆力矩YM(Yawing Moment) 、侧倾力矩RM(Rolling Moment)2022/7/11太原理工大学车辆工程系 29.作用在车身上气动力和力矩SAEJ1594规定也可以表示为(My = PM)， (Mz = YM)， (Mx = RM)俯仰力矩PM My 以Y轴为中心，抬头为正横摆力矩YM(Mz )以Z轴为中心，车头右偏为正侧倾力矩RM(Mx )以X轴为中心，右倾为正2022/7/11太原理工大学车辆工程系 30.作用在车身上气动力和力矩2022/7/11太原理工大学车辆工程系 31.作用在车身上

12、气动力和力矩空气阻力气动阻力汽车行驶时，其外表与空气相互作用而产生的阻力统称为空气阻力空气阻力主要与汽车的行驶速度及汽车外形有关空气阻力分为摩擦阻力与压力阻力两部分摩擦阻力是由于空气的黏性在车身外表产生的切向力的合力在行驶方向的分力。摩擦阻力与车身外表质量及外表有关。压力阻力是作用在汽车外形外表上的法向压力的合力在行驶方向的分力。压力阻力中的外形阻力占主要部分，所以车身主体外形是影响空气阻力的主要要素，改良车身流线型体是减少空气阻力的有效途径。2022/7/11太原理工大学车辆工程系 32.作用在车身上气动力和力矩作用在汽车上的气动阻力外形阻力压差阻力Form Drag干扰阻力(Interfe

13、rence Drag)内部阻力(Internal Flow Drag)诱导阻力(Induced Drag)摩擦阻力(Skin Friction)前四种是由于压力呵斥的阻力2022/7/11太原理工大学车辆工程系 33.空气阻力的组成 4.1 轿车的空气阻力 由轿车外表凸出的零件引起气流相互关扰而产生的阻力 车身前部的正压力和车身后部的负压力所产生的压力差而引起的阻力由轿车室内通风的气流和冷却发动机的气流所呵斥的阻力。 由升力引起的 由于空气的粘滞性在车身外表所产生的摩擦力 2022/7/11 34太原理工大学车辆工程系作用在汽车上的气动阻力.作用在汽车上的气动阻力外形阻力压差阻力汽车前后压力差

14、呵斥的其大小由汽车外形决议气流分别点设计是减少外形阻力的主要内容2022/7/11太原理工大学车辆工程系 35F压力F真空拉力F压阻= F压力+ F真空拉力.作用在汽车上的气动阻力干扰阻力汽车外表凸起物对气流的干扰构成的要防止凹、凸起物，仔细设计门把保险杠等附件2022/7/11太原理工大学车辆工程系 36.作用在汽车上的气动阻力2022/7/11太原理工大学车辆工程系 37.作用在汽车上的气动阻力诱导阻力气动升力在程度方向的分别诱导阻力与升力和车身宽长比有关见P17公式2-10减小升力系数和适当增宽车身可以减小诱导阻力2022/7/11太原理工大学车辆工程系 38F.作用在汽车上的气动阻力摩

15、擦阻力由于空气的粘滞性而构成的空气与车身外表以及附面层之间的摩擦力呵斥的取决于车身面积和光滑程度总气动阻力车身气动设计时主要内容,它取决于气动阻力系数、汽车正投影面积和车速其中正投影面积A可以估算 A=0.81BH2022/7/11太原理工大学车辆工程系 39.作用在汽车上的气动阻力常见车气动阻力系数见表2-2和表2-32022/7/11太原理工大学车辆工程系 400.15 - Aptera Motors Typ-10.25 Toyota Prius, 20210.28 - Toyota Camry0.48 - Volkswagen Beetle0.57 - Hummer H2, 20030.

16、9 -a typical bicycle plus cyclist.气动升力和俯仰力矩气动升力升力是由于汽车上下部曲线曲率不同，使得气流流速不同而产生的压力差呵斥的，压力差越大，升力越大升力会引起诱导阻力，产生俯仰力矩，升力大俯仰力矩也大升力会降低轴载荷，降低附着力，影响动力性、操作性和稳定性，但也能降低一点油耗绝对不可取，某轿车160km时，前轴升力占车重20%-25%从平安角度讲，降低升力比降低阻力更重要，升力最好为零，甚至为负最好2022/7/11太原理工大学车辆工程系 41.2022/7/11太原理工大学车辆工程系 42.气动升力和俯仰力矩影响升力的主要要素拱度及迎角汽车的升力产生与飞

17、机机翼类似，机翼上下外表曲率不同呵斥上下外表流速不同而产生升力汽车也可以看作是由中线车身横截面中心点连线、前缘中心线与前端的交点、后缘中心线与后端的交点和弦联接前缘与后缘的直线组成的一个类机翼形状2022/7/11太原理工大学车辆工程系 43.气动升力和俯仰力矩弦高与弦长的比值称为拱度弦与轿车前进方向之间的夹角称为迎角，规定前高后低的弦线迎角为正，前低后高的弦线迎角为负根据机翼实际，拱度越大升力系数越大，迎角越大16度内升力系数越大，由于拱度降低受限制较多，因此大多采用前低后高降低迎角可以降低升力，故前倾的轿车及客货车升力较小也可以采用前扰流板、后扰流板来调整拱高和迎角，降低升力2022/7/

18、11太原理工大学车辆工程系 44.气动升力和俯仰力矩2022/7/11太原理工大学车辆工程系 45.气动升力和俯仰力矩阻塞底部气流对升力的影响阻塞前部产生负升力放置平台上产生正升力阻塞后部产生极大的正升力因此减少流入地步气流，安装平整地板有助降低升力2022/7/11太原理工大学车辆工程系 46.气动升力和俯仰力矩地板离地间隙过小的离地间隙会使流过车顶的气流添加，导致流速添加，并且地板附面层与地接触，添加阻力，降低车底流速，升力系数增大适当添加高度，使气流顺畅，提高车底流速文丘里效应，降低升力系数过高后文丘里效应减弱，升力系数又开场升高2022/7/11太原理工大学车辆工程系 47.气动升力和

19、俯仰力矩后背倾角对升力的影响车前部对升力的影响 前窗倾角对升力的影响(P19页)2022/7/11太原理工大学车辆工程系 48.气动侧向力、横摆力矩和侧倾力矩气动侧向力、横摆力矩和侧倾力矩当汽车行驶方向与风向不平行时，会产生气动侧向力同时会产生横摆力矩和倾覆力矩气压中心对横摆力矩和侧倾力矩有重要影响，即对行驶稳定性有重要影响2022/7/11太原理工大学车辆工程系 49.气动侧向力、横摆力矩和侧倾力矩当气压中心位于质心之前接近前轴时，横摆力矩Mz使车沿顺时针方向转动，也就是顺侧风方向转动，进一步加强侧向风作用，导致车失稳当气压中心位于质心之后接近后轴，横摆力矩Mz使车沿逆时针方向转动，也就是顺

20、侧风方向转动，减弱强侧向风作用，具有增稳作用2022/7/11太原理工大学车辆工程系 50.气动侧向力、横摆力矩和侧倾力矩流线型较差，外形方正的汽车，风压中心接近中部流线型越好的汽车，风压中心越接近前部，这是由于气流在车尾可以很好流动不受妨碍，故甲壳虫车稳定性不佳尽能够减少车前部侧面投影面积，添加车尾部侧面投影面积可是风压中心靠后轴在车尾添加尾翼也可添加侧向稳定性长头短仓的跑车外型、行李舱较高的背部坡度较小、尾部厚度较大的车，采用陡然割尾外型的快背式外型气压中心均较后，因此目前较为流行实验阐明长度较小、宽度较大、车身低矮的轿车，稳定性更好偏航力矩小、倾覆力矩较小2022/7/11太原理工大学车

21、辆工程系 51.气动侧向力、横摆力矩和侧倾力矩2022/7/11太原理工大学车辆工程系 52.气动侧向力、横摆力矩和侧倾力矩2022/7/11太原理工大学车辆工程系 53.第二章讲课提纲2022/7/11太原理工大学车辆工程系 54汽车气动力特性对汽车性能的影响汽车各部分形状与气动特性的关系空气作用于汽车车身的力和力矩汽车空气动力学根本原理概述提高汽车空气动力性能的措施.2.4 汽车各部形状气动特性空气在物体周围的物理特性运动物体周围有一个附面层由于空气具有粘滞性故附面层可以是层流规律的分层流动，也能够为涡流湍流层凸起部分流速高，压力低，凹下部分流速低，压力高层流与湍流的转换点称为分别点，分别

22、点后出现气流倒流景象，成为湍流区，并导致阻力添加2022/7/11太原理工大学车辆工程系 55.2.4 汽车各部形状气动特性车身上的附面层大部分为湍流层，湍流层会添加摩擦阻力2022/7/11太原理工大学车辆工程系 56.2.4 汽车各部形状气动特性2022/7/11太原理工大学车辆工程系 57.2.4 汽车各部形状气动特性汽车前端外形对气动特性的影响流谱：发动机罩和风窗玻璃处有转角，会阻挠气流导致气流减慢，气压升高，在S点出现分别，在R处气流重新附着，并继续加速流动2022/7/11太原理工大学车辆工程系 58.2.4 汽车各部形状气动特性影响汽车前端气动特性的主要要素发动机罩和风窗玻璃处夹

23、角角越大，x/d越大，附着点R越靠上，x/c越小，分别点越前移，涡流区增大，故减小角，在拐角处开设通风口有利于减小涡流发动机罩三维曲率和构造发动机罩曲率越大，越便于气流向汽车侧翼两边流动，有利于减小涡流区风窗玻璃三维曲率和构造风窗玻璃曲率越大，越便于气流向汽车侧翼两边流动，有利于减小涡流区车头和保险杠外形保险杠位置适当前沿可降低阻力车头外形最好为流线型，并下倾P23图2-172022/7/11太原理工大学车辆工程系 59.2.4 汽车各部形状气动特性2022/7/11太原理工大学车辆工程系 60.2.4 汽车各部形状气动特性2022/7/11太原理工大学车辆工程系 61前保险杠外形与气流阻滞区

24、 .2.4 汽车各部形状气动特性汽车顶盖外形对气动特性的影响顶盖上挠度系数h/l越大，气动阻力系数越小，但投影面积越大，故要适中选择见P24页图2-182022/7/11太原理工大学车辆工程系 62.2.4 汽车各部形状气动特性汽车侧面外形对气动力的影响顶部流速高压力低，底部流速低压力高，因此底部气流将向两个侧面流动，构成涡流，并部分向后延展，加强尾涡，添加阻力车窗前的涡流也能够向两侧扩展，并延伸至尾部，加强尾涡，添加阻力2022/7/11太原理工大学车辆工程系 63.2.4 汽车各部形状气动特性使车身侧面鼓一些，适中选择a/L值可降低气流上流，从而降低阻力留意A柱设计，使之平滑过渡，可以减少

25、涡流但侧面鼓出会添加投影面积安装侧围也可以减少上行气流2022/7/11太原理工大学车辆工程系 64.2.4 汽车各部形状气动特性2022/7/11太原理工大学车辆工程系 65前支柱型式对侧部涡流的影响 轮口外部拱起，控制轮口内气流对侧面平顺气流的干扰 .2.4 汽车各部形状气动特性汽车底部外形对气动性能的影响底部气流相当复杂，存在车底与路面的相互作用，对整车气动性能有重要影响影响主要要素有底部离地间隙车辆外形尺寸及外型汽车底部平滑程度地板的横向、纵向曲率减小车底部气动阻力的方法减少流入气流量使底部气流顺畅2022/7/11太原理工大学车辆工程系 66.2.4 汽车各部形状气动特性离地间隙的影

26、响货车底部粗糙，底部有更大的空间产生涡流，故阻力系数随离地间隙的提高而提高轿车底部平滑，减少了湍急的气流和摩擦损失，故阻力系数随离地间隙的提高而降低，升力系数也会降低图中Zc为实践值，Z为平均值2022/7/11太原理工大学车辆工程系 67.2022/7/11太原理工大学车辆工程系 68.2.4 汽车各部形状气动特性地板的平整程度影响底板越平整、光滑阻力系数越低2022/7/11太原理工大学车辆工程系 69.2.4 汽车各部形状气动特性地板外形的影响地板有纵向曲率可以使底部流速添加与顶部类似，降低压力，从而降低升力，同时减少底部气流动量损失，降低阻力系数横向向曲率有利于有利于气流向两侧边缘流动

27、，降低气流在底部的阻塞，从而降低升力和阻力系数，但是过大那么会呵斥额外的涡流，影响后部湍流区2022/7/11太原理工大学车辆工程系 70.2.4 汽车各部形状气动特性车身后背形状对气动特性的影响汽车尾部形状对外形阻力具有要影响普通气流在车尾的分别线呈圆环形，尾流区内的压力一样，且低于大气压根本与分别点压力一样切掉深化涡流区部分，不会对作用于物体上的气动合力产生大的影响，故短尾轿车就是利用该原理的结果2022/7/11太原理工大学车辆工程系 71.2.4 汽车各部形状气动特性总体上斜背式车身较三厢式车身分别点靠后气流在车后部分离产生的湍流区是产生外形阻力的主要缘由，阻力主要来源于车身后部汽车后

28、背倾角对车后部气流分别点有重要影响2022/7/11太原理工大学车辆工程系 72后倾角的定义.2.4 汽车各部形状气动特性普通后倾角从0到15度添加时，阻力系数降低，大于15度后，随着角度的继续增大，由于气流分别，阻力再次变大普通将阻力最大的倾角30度称为临界角接近40度后，其中阻力系数几乎不再变化，因此现代直背式车后倾角大多接近40度此外，后背长度越大，阻力系数越小2022/7/11太原理工大学车辆工程系 73.2.4 汽车各部形状气动特性根据后背倾角不同常将车分为直背式、舱背式、方背式、折背式2022/7/11太原理工大学车辆工程系 74.2.4 汽车各部形状气动特性汽车外表凸起物与凹槽对

29、气动性能的影响凸起和凹槽可引起干扰阻力，应尽量防止，假设必需求凸起和凹槽，那么应采取措施尽能够减小其影响两凸起、凹槽间隔越近，影响越大2022/7/11太原理工大学车辆工程系 75.2.4 汽车各部形状气动特性2022/7/11太原理工大学车辆工程系 76.2.4 汽车各部形状气动特性汽车内部气流对气动性能的影响满足冷却、通风等需求，使空气流经车体内部时构成的阻力内部阻力取决于气流进出口处气流的速度、压力、方向和流量，过大过小的进出口均不好2022/7/11太原理工大学车辆工程系 77轿车在停车形状下冷却风扇运转时前部的空气流场 轿车在高速行驶形状下前部的空气流场 .2022/7/11太原理工

30、大学车辆工程系 78冷却气流流过发动机舱各部位的表示图 序号气流通过形式空气阻力系数1没有冷却空气（前部封闭）0.2262有冷却空气（下部无障碍流出）0.2543只从下部专门出口流出0.2444只从下部带有窄的横向通风槽流出0.2365只从侧面带有窄的横向通风槽流出0.2356只从上部带有窄的横向通风槽流出0.223不同方式气流流过冷却系统后对汽车风阻系数的影响 .2022/7/11太原理工大学车辆工程系 79.格栅外型的要素,好的空气动力性 散热器格栅2022/7/11 80太原理工大学车辆工程系. 格栅外型的要素，差的空气动力性 散热器格栅2022/7/11 81太原理工大学车辆工程系.2

31、.4 汽车各部形状气动特性通风系统设计进气口设置在正压力区，排气口的设置负压区2022/7/11太原理工大学车辆工程系 82.2.4 汽车各部形状气动特性2022/7/11太原理工大学车辆工程系 83.2.4 汽车各部形状气动特性车轮旋转对气流的影响物体在流体中挪动并旋转时，例如足球在流体中挪动时，会绕着经过其质心的轴旋转。当球旋转时会产生升力2022/7/11太原理工大学车辆工程系 84.2.4 汽车各部形状气动特性车轮滚动时普通应着气流方向因此会产生一个升力车轮的旋转还会使车轮上气流的分别线前移物体在流体中挪动并旋转时，因此会产生较大的阻力2022/7/11太原理工大学车辆工程系 85.2

32、.4 汽车各部形状气动特性轮罩的阻挠可以减弱车轮对气流的干扰，从而降低阻力但是，在轮罩中运动的车轮会对主气流产生干扰轮胎的宽度有一个空气阻力最小的值2022/7/11太原理工大学车辆工程系 86.2.4 汽车各部形状气动特性汽车尺寸与气动特性的关系车长与气动力的关系车厂越长阻力越小，较长可以使气流在物体外表流动较平稳，减少涡流的产生过长会长生摩擦阻力详细可以参考P31图2-31车宽与气动阻力的关系车越宽，阻力越小过宽会增大正投影面积，增大阻力详细可以参考P31图2-32车高与气动阻力的关系车越高，气动阻力越大2022/7/11太原理工大学车辆工程系 87.2.4 汽车各部形状气动特性车高与气动

33、阻力的关系车越高，气动阻力越大详细可以参考P32图2-33汽车的长、宽、高与气动阻力关系参见P32图2-342022/7/11太原理工大学车辆工程系 88.第二章讲课提纲2022/7/11太原理工大学车辆工程系 89汽车气动力特性对汽车性能的影响汽车各部分形状与气动特性的关系空气作用于汽车车身的力和力矩汽车空气动力学根本原理概述提高汽车空气动力性能的措施.2.5 汽车的气动力特性对汽车性能的影响气动阻力对最大车速的影响2022/7/11太原理工大学车辆工程系 90降低 值是提高最大车速的关键 汽车的升力汽车的牵引力最大车速升力系数不可大，对稳定性不利.2.5 汽车的气动力特性对汽车性能的影响气

34、动阻力对汽车加速性的影响2022/7/11太原理工大学车辆工程系 91阻力功率发动机功率对时间t求导 轿车的加速度与阻力系数有近似反比关系。减小空气阻力和轿车的重力，都可以使轿车的加速才干提高。 .2.5 汽车的气动力特性对汽车性能的影响气动阻力对汽车燃油经济性的影响气动阻力耗费的功率为2022/7/11太原理工大学车辆工程系 92降低空气阻力即可降低油耗；当高速行驶时，降低空气阻力节油的效果更大 .2.5 汽车的气动力特性对汽车性能的影响气动力矩对汽车稳定性的影响气动升力和俯仰力矩对操作稳定性的影响降低前或后轴负荷，降低附着力，破坏操作稳定性，严重时使汽车失去控制侧向力及横摆力矩对汽车稳定性

35、的影响侧向力可以使汽车偏离行驶方向横摆力矩假设位于质心之前会使这种情况恶化横摆力矩假设位于质心之后会使减弱侧风的影响，故汽车前部投影面积应尽量小，使气压中心接近后轴汽车侧倾力矩对汽车稳定性的影响会影响左右悬挂负荷，从而影响汽车的转向特性2022/7/11太原理工大学车辆工程系 93.第二章讲课提纲2022/7/11太原理工大学车辆工程系 94汽车气动力特性对汽车性能的影响汽车各部分形状与气动特性的关系空气作用于汽车车身的力和力矩汽车空气动力学根本原理概述提高汽车空气动力性能的措施.2.6 提高汽车空气动力性能的措施改善轿车气动性的措施气动设计中心包括控制车身外表外形，调整拱高、迎角等，延迟或消

36、除附面层分别和涡流的产生调整迎面和反面的倾角，使车头、发动机罩、前窗、后窗、后背有合理倾角，可以有效减少阻力和升力减少车身凸起物和凹槽，构成平滑外表添加必要的空气动力学附件，整理和引导气流，改善车身周围流场详细措施主要有关注车头部外型，棱角一定要圆化，车头要尽量低矮2022/7/11太原理工大学车辆工程系 95.2.6 提高汽车空气动力性能的措施改善轿车气动性的措施中心包括光顺车身外表外形，延迟或消除附面层分别和涡流的产生调整迎面和反面的倾角，使车头、发动机罩、前窗、后窗、后背有合理倾角，可以有效减少阻力和升力减少车身凸起物和凹槽，构成平滑外表添加必要的空气动力学附件，整理和引导气流，改善车身

37、周围流场详细措施主要有关注车头部外型，棱角一定要圆化，车头要尽量低矮2022/7/11太原理工大学车辆工程系 96.2.6 提高汽车空气动力性能的措施2022/7/11太原理工大学车辆工程系 97.2.6 提高汽车空气动力性能的措施保险杠应凸出过渡部分应圆滑过渡2022/7/11太原理工大学车辆工程系 98.车身各部件结合部应尽能够圆滑过渡，防止气流分别精心设计A柱及流水槽，尽能够平滑过渡留意前风窗夹角，40度左右较好2022/7/11太原理工大学车辆工程系 99.2.6 提高汽车空气动力性能的措施车前部侧面投影不可过大，一面气动中心过于靠前留意车身纵向外形，中间呈腰鼓形，且向后逐渐收缩较好，

38、特别是车前部与车身过渡处要圆滑过渡2022/7/11太原理工大学车辆工程系 100.2.6 提高汽车空气动力性能的措施车后部要合理选择后倾角，后窗后部长度尺寸2022/7/11太原理工大学车辆工程系 101.2.6 提高汽车空气动力性能的措施车后部要合理选择后倾角，后窗后部长度尺寸2022/7/11太原理工大学车辆工程系 102.2.6 提高汽车空气动力性能的措施留意后部形状，延缓气流分别 利用后扰流板，控制车后部涡流的构成与开展，“整理不稳定的涡流，推迟涡流产生或构成一定方向的小涡流，以填充后窗后部的低压区，削减前风窗和后窗后部分的压力差。 2022/7/11太原理工大学车辆工程系 103具

39、有后扰流板外形的后行李箱盖外型 顶盖后缘导流板控制部分气流 .2022/7/11太原理工大学车辆工程系 104.2022/7/11太原理工大学车辆工程系 105.2.6 提高汽车空气动力性能的措施保证车底部外形的最优化防止车身凸起和凹槽2022/7/11太原理工大学车辆工程系 106后视镜 后视镜设计也要注重流线形.2022/7/11太原理工大学车辆工程系 107107门把手 .2022/7/11太原理工大学车辆工程系 108.2.6 提高汽车空气动力性能的措施安装扰流安装 前阻风板2022/7/11太原理工大学车辆工程系 109.2.6 提高汽车空气动力性能的措施2022/7/11太原理工大

40、学车辆工程系 110.2.6 提高汽车空气动力性能的措施2022/7/11太原理工大学车辆工程系 111.2.6 提高汽车空气动力性能的措施2022/7/11太原理工大学车辆工程系 112.2.6 提高汽车空气动力性能的措施2022/7/11太原理工大学车辆工程系 113.2.6 提高汽车空气动力性能的措施2022/7/11太原理工大学车辆工程系 114.2.6 提高汽车空气动力性能的措施2022/7/11太原理工大学车辆工程系 115.2.6 提高汽车空气动力性能的措施2022/7/11太原理工大学车辆工程系 116.2.6 提高汽车空气动力性能的措施2022/7/11太原理工大学车辆工程系

41、 117.2.6 提高汽车空气动力性能的措施2022/7/11太原理工大学车辆工程系 118.2.6 提高汽车空气动力性能的措施2022/7/11太原理工大学车辆工程系 119.2.6 提高汽车空气动力性能的措施2022/7/11太原理工大学车辆工程系 120.2.6 提高汽车空气动力性能的措施2022/7/11太原理工大学车辆工程系 121.2.6 提高汽车空气动力性能的措施2022/7/11太原理工大学车辆工程系 122.改善货车气动力性能的措施常见货车CD值，P39表2-5货车由于车身较长，中间还能够有间隙，因此受侧风影响更大2022/7/11太原理工大学车辆工程系 123.改善货车气动

42、力性能的措施改善货车气动性能的措施装载货物尽量接近车厢板前部2022/7/11太原理工大学车辆工程系 124.改善货车气动力性能的措施安装适宜的整流罩防止过高、过低，减弱驾驶室涡流区，使气流平顺地流过车身2022/7/11太原理工大学车辆工程系 125.改善货车气动力性能的措施2022/7/11太原理工大学车辆工程系 126.改善货车气动力性能的措施2022/7/11太原理工大学车辆工程系 127.改善货车气动力性能的措施2022/7/11太原理工大学车辆工程系 128.车厢不能过高2022/7/11太原理工大学车辆工程系 129.2022/7/11太原理工大学车辆工程系 130控制整流罩外形，降低阻力.驾驶室应圆滑过渡，并适当控制驾驶室与车厢高度，延迟或消除气流分别2022/7/11太原理工大学车辆工程系 131.在易出现气流分理处安装边翼2022/7/1