汽車空氣動(dòng)力學(xué)ppt課件-文庫吧資料
2025-05-18 08:43本頁面
【正文】 百公里油耗降低量 （ L/100km） 下面我們舉例計(jì)算一輛 CA141貨車的年油耗節(jié)省量 。 圖 39大客車氣動(dòng)阻力對(duì)燃油消耗量的影響 圖 310輕型客車氣動(dòng)阻力對(duì)燃油消耗量的影響 國(guó)產(chǎn) CA141貨車曾進(jìn)行了公路實(shí)車百公里油耗試驗(yàn)，采用加與不加附加裝置對(duì)比試驗(yàn)，得出百公里油耗降低量入表 32所列。圖 37為 AUDI100轎車的試驗(yàn)數(shù)據(jù)，例如， Cx從 降到 ，在混合循環(huán)時(shí)，燃油經(jīng)濟(jì)性可改善 9%左右，而當(dāng)以 150km/h高速行駛時(shí)，燃油經(jīng)濟(jì)性竟能改善 25%左右。但其加速阻力卻增大很多，因而其氣動(dòng)阻力所占比例較小。 如汽車在平路上行使，當(dāng)車速 Va=80～ 100km/h時(shí)，氣動(dòng)阻力占城際客車總阻力的相當(dāng)大一部分。 圖 36 各種車輛燃油消耗量 由 圖 36可見 ， 小型客車用于克服氣動(dòng)阻力的燃油消耗量的比例最大 ， 其次是普通貨車 。 氣動(dòng)阻力對(duì)燃油消耗量的影響，是與車種、行使道路和使用情況有關(guān)，因?yàn)楦鞣N汽車的氣動(dòng)阻力的大小是各不相同的。 影響汽車燃油經(jīng)濟(jì)性的因素包括發(fā)動(dòng)機(jī)性能 、傳動(dòng)系性能 、 汽車重量 、 汽車外形 、 輪胎性能 、 行駛車速 、 擋位選擇和使用保養(yǎng)等 。在中國(guó)及歐洲，燃油經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)的單位為 L/100km，即行駛 100km所消耗的燃油升數(shù)，其數(shù)值越大，汽車燃油經(jīng)濟(jì)性越差。同時(shí)看出，減小汽車重量 G，也會(huì)有利于汽車加速度的提高。其值可由發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)確定。為簡(jiǎn)單起見，我們可以利用式（ 311）來研究這一問題。但應(yīng)注意到提高汽車的升力會(huì)影響到汽車的穩(wěn)定性，所以不能通過提高 CZ來提高 Vamax?？梢?，當(dāng)汽車在高速公路上行使時(shí)，降低氣動(dòng)阻力很有現(xiàn)實(shí)意義。通常作用在汽車上的升力 FZ不大，如忽略升力項(xiàng)，則有： )( 3aXaTe AVC72001G f V360011P ?? ??(311) 上式中，前一項(xiàng)為滾動(dòng)阻力公式，它與車速成正比；后一項(xiàng)為氣動(dòng)阻力功率，它與車速的三次方成正比。 發(fā)動(dòng)機(jī)功率與車速關(guān)系 汽車行使阻力所消耗的功率（ kw）為： 3aXaZ AVC72001VfFG36001P ?????? )( (310) 而發(fā)動(dòng)機(jī)功率 Pe與阻力功率 ∑ P的關(guān)系為： Pe在車速大于 20km/h后，氣動(dòng)阻力急劇上升；當(dāng)車速達(dá)到 75km/h左右時(shí)，氣動(dòng)阻力與滾動(dòng)阻力將各占一半；當(dāng)車速再高時(shí)氣動(dòng)阻力在總行駛阻力中所占比例就更大了。 (37) AVCFaXX221 ??圖 35 行駛阻力隨車速的變化 2． 滾動(dòng)阻力 Ff 由汽車?yán)碚摽芍?，輪胎在地面上滾動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的滾動(dòng)阻力為： (38) fFGFZf )( ??式中， G為汽車重力， FZ汽車升力。在水平路面上勻速行駛時(shí)只有氣動(dòng)阻力和滾動(dòng)阻力，下面主要介紹這兩種阻力。 一、行駛阻力與車速的關(guān)系 汽車在實(shí)際道路上行使時(shí)，不僅會(huì)遇到氣動(dòng)阻力，由于汽車是靠車輪在地面上滾動(dòng)才能 前進(jìn)，因而不可避免地還會(huì)遇到滾動(dòng)阻力；當(dāng)汽車在有坡度的道路上行駛時(shí)，還會(huì)遇到爬坡阻力。 氣動(dòng)力對(duì)汽車性能的影響 氣動(dòng)力對(duì)汽車動(dòng)力性的影響 汽車的動(dòng)力性系指汽車在良好路面上直線行使時(shí)由汽車受到的縱向外力決定的所能達(dá)到的平均行使速度。 干擾阻力 它是車身外面的凸起物例如后視鏡 、 流水槽 、 導(dǎo)流板 、 擋泥板 、 天線 、 門把手 、 底盤下面凸出零部件所造成的阻力 ， 占總阻力的 14%。如圖 34所示。由于附面層外的速度梯度較小，在那里我們可以不考慮空氣的粘性作用而把它看成為理想流體。s／㎡。由于 附面層內(nèi)有速度梯度 ，所以產(chǎn)生有粘性 yv??切應(yīng)力 τ ，摩擦阻力直接與氣流底層 y=0處的 速度梯度 大小有關(guān)，如今 y=0處的粘 性切應(yīng)力為 τ 0: 0yyv????????? ??0y0 yv????????????? ?? (33) 在標(biāo)準(zhǔn)狀況下（一個(gè)大氣壓， 15176。緊靠這層氣流上面部分的氣流，由于空氣微團(tuán)之間的摩擦作用， 部分 地降低了它的運(yùn)動(dòng)速度，在它更上面的那部分，氣流由于受到的影響更小，因而其運(yùn)動(dòng)速度減小量也更小。空氣與其它流體一樣都具有粘性，當(dāng)氣流流過平板時(shí)，由于粘性作用，空氣微團(tuán)與平板表面之間發(fā)生摩擦，這種摩擦阻礙了氣體的流動(dòng)，形成一種阻力稱為摩擦阻力。從而減少形狀阻力。 圖 32 汽車表面附面層 對(duì)于運(yùn)動(dòng)的物體，分離現(xiàn)象產(chǎn)生越晚，空氣阻力越小，所以在設(shè)計(jì)上力求將分離點(diǎn)向后推移。 形狀阻力 當(dāng)汽車行使時(shí)，氣流流經(jīng)汽車表面過程，在汽車表面局部氣流速度急劇變化部位會(huì)產(chǎn)生渦流，渦流產(chǎn)生意味著能量的消耗，使運(yùn)動(dòng)阻力增大，汽車在前窗下凹角處，在后窗和行李箱凹角處，以及后部尾流都出現(xiàn)了氣流分離區(qū)，產(chǎn)生渦流，即形成負(fù)壓，而汽車正面是正壓，所以渦流引起的阻力也稱壓差阻力，又因?yàn)檫@部阻力與車身形狀有關(guān)，也稱形狀阻力，它占整個(gè)阻力的 58%。 名 稱 代 號(hào) 美日規(guī)定 德
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