汽車空氣動力學(xué)講ppt課件(參考版)
2025-05-15 12:17本頁面
【正文】 ⑵ 壓強分布測量 ， 測出模型表面的壓強分布 ， 研究汽車繞流狀態(tài) 。 氣動力天平結(jié)構(gòu)很多 ， 有機械式天平和電阻應(yīng)變片式兩類 。 風(fēng)洞試驗的測量方法 風(fēng)洞試驗分為定性和定量測量 。 中國汽車工程論壇 2． 實車風(fēng)洞試驗法：用實車在風(fēng)洞中進行試驗 。 這種試驗方法的優(yōu)點是測量方便 ，氣流參數(shù)如速度 、 壓強等易于控制 ， 試驗不受氣候變化的影響 。 中國汽車工程論壇 試驗基本方法 1． 模型風(fēng)洞試驗法：用汽車比例模型在風(fēng)洞中進行試驗 ， 模型的常用比例一般為 3/1/ 1/ 1/10及全尺寸 1﹕ 1模型 。 ⑶ 采用長度較小 、 寬度較大 、 車身低矮的布置形式 。 克服側(cè)傾力矩的汽車造型措施： ⑴ 在總體設(shè)計時 ， 盡量使風(fēng)壓中心在高度方向上接近于側(cè)傾軸線 。 圖 315 使風(fēng)壓中心后移的附加措施 a）加尾翹 b）方背式 中國汽車工程論壇 側(cè)傾力矩 側(cè)傾力矩直接影響到汽車的側(cè)傾角 ， 并對左右側(cè)車輪重量分配影響也較大 。 中國汽車工程論壇 一般前置發(fā)動機的汽車 ， 其風(fēng)壓中心與車身的重心較接近 ， 而后置發(fā)動機的汽車則往往因其車身重心后移 ， 因側(cè)向風(fēng)的作用而產(chǎn)生不安定性 。 ⑶ 車身后端加尾翹或采用方背式布置（ 圖 315） ， 使風(fēng)壓中心后移 ， 以減小橫擺力矩的不安定成分 。 中國汽車工程論壇圖 314 側(cè)向力為支隊穩(wěn)定性的影響 中國汽車工程論壇 克服橫擺力矩的汽車造型措施： ⑴ 總體設(shè)計時 ， 盡量合理安排各總成 ，做到風(fēng)壓中心處于重心之后 ， 以提高穩(wěn)定性 。 ⑵ 側(cè)向力作用于重心之后時 ， 汽車頭部將向內(nèi)側(cè)轉(zhuǎn)動 ， 有利于減弱側(cè)向力 ， 提高穩(wěn)定性 。 中國汽車工程論壇 2． 克服側(cè)向力和橫擺力矩的措施 橫擺力矩關(guān)系到行駛時的直線性和側(cè)風(fēng)穩(wěn)定性 ， 它具體表現(xiàn)在側(cè)向力對重心的關(guān)系上 （ 圖 314） 。 采用后置或中置發(fā)動機的總布置方案可使汽車前部十分低矮 ， 這是目前跑車和賽車流行的布置形式 。 ⑵ 采用類似楔型造型 。 可見 ， 流線型較好的汽車 （ 空氣阻力較小 ） ， 其升力和縱傾力矩反而較大 ， 這是一對共生的矛盾 。 如果汽車的風(fēng)壓中心處于重心之前 ， 則更會對前端的 “ 抬頭 ” 十分敏感 ， 這時 ， 速度愈快前輪升力愈大 ， 致使 “ 擺頭 ” 也愈難控制 ，最終將導(dǎo)致失去操縱性 。 這個力矩通過懸掛裝置到車架至左右車輪 ， 引起車輪負荷的變化 ，對應(yīng)于力矩回轉(zhuǎn)的方向 ， 使一側(cè)車輪的負荷增加 ， 而另一側(cè)車輪負荷減小 。 中國汽車工程論壇 要提高汽車行駛方向穩(wěn)定性 ， 不僅要減小側(cè)向力 ， 而且應(yīng)該將其作用點向車身后方移動 。 中國汽車工程論壇圖 311 升力系數(shù)的橫擺角特性 圖 312 側(cè)向力系數(shù)的橫擺角特性 中國汽車工程論壇 當(dāng)汽車受到非正迎面風(fēng)時 ， 氣流的合成相對速度與 x軸成 β 角 ， 在 y方向上受到了側(cè)向力 ， 側(cè)向力將隨 β 角的增加而直線上升 （ 如 圖 312） 。 減小升力 ， 可提高汽車高速行駛的直線性及側(cè)向穩(wěn)定性 。 中國汽車工程論壇 作用在汽車上的空氣 ， 有 35%～ 40%在車身上面通過 ， 10%～ 15%在車身下面通過 ，25%在車身側(cè)面通過 ， 所以減小車身上 、 下壓力差 ， 使大量的氣流流經(jīng)側(cè)面 ， 可以減小升力 。以上時 ， 升力急驟增加（ 如 圖 311） 。 產(chǎn)生的升力和側(cè)向風(fēng)的合力具有二次曲線式的增加趨勢 ， 對側(cè)風(fēng)穩(wěn)定性影響很大 。 在 100km/h車速之下 ， 升力和俯仰力矩對汽車的穩(wěn)定性影響不大 。 中國汽車工程論壇 在車身上產(chǎn)生升力 ， 汽車的附著力減小 ， 影響操縱穩(wěn)定性和驅(qū)動力 。 中國汽車工程論壇 影響汽車操縱穩(wěn)定性的氣動力 影響汽車操縱穩(wěn)定性的氣動力可分為三組： ⑴ 升力和縱傾力矩：關(guān)系到附著力和牽引力； ⑵ 側(cè)向力和橫擺力矩：關(guān)系到側(cè)風(fēng)穩(wěn)定性和直 線行駛性； ⑶ 側(cè)傾力矩：關(guān)系到側(cè)向穩(wěn)定性； 由于汽車車身上部和下部氣流流速不同而產(chǎn)生壓力差 ， 從而產(chǎn)生升力 FZ 。 關(guān)于汽車操縱穩(wěn)定性的詳細研究可參考郭孔輝著 《 汽車操縱動力性 》 [16]和余志生主編 《 汽車理論 》 [13]。 其中直線行駛性包括側(cè)向風(fēng)穩(wěn)定性 、 路面不平度穩(wěn)定性和微曲率彎道行駛性 。 外界側(cè)向干擾輸入主要是指側(cè)向風(fēng)與路面不平度產(chǎn)生的側(cè)向力 。 中國汽車工程論壇 在汽車操縱穩(wěn)定性的研究中 ， 常把汽車作為一個控制系統(tǒng) ， 給出汽車曲線行駛的時域響應(yīng)與頻率響應(yīng)特性 ， 并以它們來表征汽車的操縱穩(wěn)定性能 。 這個數(shù)字是非常可觀的 中國汽車工程論壇 影響汽車操縱穩(wěn)定性的氣動力 汽車操縱穩(wěn)定性的概念 汽車操縱穩(wěn)定性是指駕駛者在不感到過分緊張 、 疲勞的條件下 ， 汽車能遵循駕駛者通過轉(zhuǎn)向系及轉(zhuǎn)向車輪給定的方向行駛 ， 且當(dāng)遇到外界干擾時 ， 汽車能抵抗干擾而保持穩(wěn)定行駛的能力 。 附加裝置 工 況 加前阻風(fēng) 板 加車箱及保險架輔助板 加 蓬 加蓬及導(dǎo) 流罩 滿載 v=45km/h ～ ～ 3～ 3～ 4 空載 v=45km/h ～ ～ 2～ 3 2～ v=60km/h 1～ 2 1～ ～ ～
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