汽車空氣動力學(xué)講ppt課件-在線瀏覽
2025-06-29 12:17本頁面
【正文】 生成。 摩擦阻力 汽車空氣阻力中的摩擦阻力是由于空氣的粘性在車身表面上產(chǎn)生的切向力造成的。 中國汽車工程論壇 由于空氣的粘性作用，使與平板表面接觸的那層空氣粘附在平板表面上，于是這層氣流的速度 v降為零。這樣最下面的那層氣流速度 v為零，隨著距平板距離的增加，氣流的速度逐漸增大，一直增至與來流速度 v∞ 相等，形成了薄薄的附面層，如圖 33示。 C），空氣動力粘度 η = 105N盡管空氣動力粘度系數(shù)很小，但由于附面層的厚度很小，附面層內(nèi)的速度梯度很大，所以附面層內(nèi)產(chǎn)生的切應(yīng)力和摩擦力不能忽略。 中國汽車工程論壇 誘導(dǎo)阻力 誘導(dǎo)阻力是由于氣流經(jīng)車身上下部時，由于空氣質(zhì)點(diǎn)流經(jīng)上下表面的路程不同，流速不同從而產(chǎn)生壓差，即升力，升力在水平方向上的分力稱為誘導(dǎo)阻力。誘導(dǎo)阻力系數(shù) CXi升力系數(shù) CZ間有如下近似關(guān)系： 圖 34 汽車的誘導(dǎo)阻力 ??2ZXiCC ?AVFC XiXi221???Ab2??(34) (35) (36) 式中， b為汽車寬度， A為汽車正投影面積。 內(nèi)循環(huán)阻力 它是指為了發(fā)動機(jī)冷卻和乘坐艙內(nèi)換氣而引起空氣氣流通過車身的內(nèi)部構(gòu)造所產(chǎn)生的阻力 ， 它占總阻力 12%。汽車的最高車速、加速時間和最大爬坡度是汽車動力性的主要評價指標(biāo)。此外，汽車在行使中必然會遇到各種交通情況，時而需要加速，時而需要減速，因而還會有加速阻力。 1． 氣動阻力 FX 由前面分析可知 ， 無環(huán)境風(fēng)時 ， 氣動阻力可以用下式表示： 氣動阻力與車速平方成正比，與汽車正投影面積成正比。如果汽車在水平路面上作等速行使，坡度阻力與加速阻力等于零，那么行使阻力只有滾動阻力和氣動阻力兩項： AVC21fFGF 2aXZ ????? )((39) 圖 35所示為一個典型轎車的行駛阻力與車速的關(guān)系曲線。因此，對高速行駛的汽車都必須盡量減小氣動阻力。η =∑P η 為汽車傳動效率。 中國汽車工程論壇 對于一般轎車來說，當(dāng)車速 Va=65km/h時，滾動阻力功率等于氣動阻力功率；當(dāng)車速再大時，氣動阻力功率迅速上升，往往大于滾動阻力功率。 氣動阻力與最高車速的關(guān)系 如果汽車在水平路面上作等速行使，驅(qū)動力全部用來克服滾動阻力和氣動阻力，即： 2aXZt AVC21fFGF ???? )()( ZX2a CCAV21Gf ??? ? (312) 中國汽車工程論壇在其它因素不變情況下，具有最大驅(qū)動力Ftmax時，可以 獲得最高車速，由式 (312)得： 21m a xm a x)(21???????????????ZXtaCCAGfFV?(313) 可以看出，當(dāng) Ftmax和 G一定時，減小氣動阻力系數(shù) CX使最高車速 Vamax提高，或提高升力系數(shù) CZ可以使最大車速提高。 中國汽車工程論壇 氣動阻力對加速度的影響 加速性能是汽車的動力性指標(biāo)之一，因此我們需要研究氣動阻力對汽車加速度的影響。如對此式兩邊求時間 t的導(dǎo)數(shù)并加以整理，即可得汽車加速度： 2233600aXTeaAVCGfdtdPdtdV????(314) 中國汽車工程論壇 式中， dPe/dt是表示汽車發(fā)動機(jī)功率隨時間的增長率，它取決于發(fā)動機(jī)功率曲線。由式（ 314）可知，汽車的加速能力首先取決于發(fā)動機(jī)的加速性能，其次，汽車加速度還與汽車的氣動阻力系數(shù) CX近似反比關(guān)系，減小汽車的空氣阻力，就可以使汽車的加速度增大。 中國汽車工程論壇 氣動阻力對燃油經(jīng)濟(jì)性的 影響 汽車的燃油經(jīng)濟(jì)性常用一定運(yùn)行工況下汽車行駛百公里的燃油消耗量或一定燃油量能使汽車行駛的里程來衡量。美國為 MPG線 mile/USgal， 指的是每加侖燃油能行駛的英里數(shù)，這個數(shù)值越大，汽車燃油經(jīng)濟(jì)性越好。 下面主要就汽車外形所決定的氣動阻力對燃油經(jīng)濟(jì)性的影響加以舉例說明 ， 此方面進(jìn)一步的論述參見文獻(xiàn) [24]。 當(dāng)汽車在丘陵地帶行駛時，在汽車上除作用有滾動阻力和氣動阻力外，還作用有加速阻力和爬坡阻力，這些阻力都要由驅(qū)動力來克服，因而都要消耗燃油，各種車輛的每 100km的燃油消耗量，以及各種阻力燃油消耗量的百分比例示于 圖 36上。 前者占總?cè)加拖牧康谋壤秊?50%左右而后者為 32%左右 。而市內(nèi)客車，由于其停車次數(shù)的增加，平均速度下降而氣動阻力也就大大減小。 氣動阻力系數(shù)降低對燃油經(jīng)濟(jì)性是很可觀的。 中國汽車工程論壇圖 37氣動阻力系數(shù)降低導(dǎo)致的燃油經(jīng)濟(jì)性改善 圖 38半掛車氣動阻力對燃油消耗量的影響 中國汽車工程論壇 圖 3 39和 310分別示出了半掛車、大客車和輕型客車在各種道路條件下氣動阻力減小帶來的燃油節(jié)省量。結(jié)果表明，加前阻風(fēng)板、蓬和導(dǎo)流罩等空氣動力學(xué)附加裝置，可使 CA141油耗降低 2～ 4L/100km。 假設(shè)貨車以 45km/h的平均車速 ， 每天行駛 3h， 每年使用 260天 ， 則年行駛里程為81900km， 采用空氣動力學(xué)附加裝置后年油耗節(jié)省量為 1638～ 3272L。 汽車的操縱穩(wěn)定性不僅影響汽
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