汽车空气动力学-第二章.pdf

汽车空气动力学概述 重庆理工大学 赖晨光 yiluxing10@ 汽车气动力和气动力矩 汽车行驶时，除了受到来自地面的力外， 还受到它周围气流的气动力和力矩的作用。 来自地面的力取决于汽车的总重、滚动阻 力和重心位置。空气力则取决于行驶速度、 车身外形和风向角。 汽车空气动力学坐标系  汽车空气动力学坐标系原点设在车辆纵向对称面与地面的 交线上，前后轴的中点处，力和力矩方向如图示。 气动力和力矩的产生  汽车与空气相对运动并相互作用，会在汽 车车身上产生一个气动力F。  大量试验研究证明：  其中 是气动力系数。  气动力的作用点也称为风压中心，通常用 C.P（Center of Pressure，简称C.P）表示。 FACvF 2 2 1   FC 气动力和力矩的计算 阻力 侧向力 升力 DACvD 2 2 1   LACvL 2 2 1   SACvS 2 2 1   横摆角为0时车 身纵向作用气 动力D(Drag） 垂直于路面的 升力 L(Lift) 垂直于车身对称 面的侧向力 S(Side) 气动力和力矩的计算 侧倾力矩 RMR AaCvM 2 2 1   绕x轴的侧倾力矩MR(Rolling Moment) 横摆力矩 YMY AaCvM 2 2 1   绕z轴的横摆力矩MY(Yawing Moment) 纵倾力矩 PMP AaCvM 2 2 1   绕y轴的纵倾力矩MP (Pitching Moment) 力和力矩 系数 横摆角 时车身纵向作用的 气动阻力D 阻力系数 垂直于路面的升力L 升力系数 垂直于车身对称面（x，y）的侧 向力S 侧向力系数 绕x轴的侧倾力矩MR 侧倾力矩系数 绕y轴的纵倾力矩MP 纵倾力矩系数 绕z轴的横摆力矩MY 横摆力矩系数 Aρυ D CD    2 2 1 Aρυ L CL    2 2 1 Aρυ S CS    2 2 1 aAρυ M C RRM    2 2 1 aAρυ M C PPM    2 2 1 aAρυ M C YYM    2 2 1  0 汽车正投影面积A的测量 汽车的正投影面积A应 包括车身、轮胎、发动 机及底盘等零部件的前 视投影。其测量方法是 将汽车置于平行光源与 屏幕之间，此时其正投 影面积便既不放大也不 缩小地投在屏幕上。 气动阻力 DACvD 2 2 1   D取决于正面投影面积A和气动阻力系数CD；通 常正面投影面积A取决于汽车的外形尺寸，这是由 设计需要决定的，因此减小气动阻力就集中在减小 气动阻力系数CD上。 下面是一些物体的风阻  垂直平面体风阻系数：大约1.0  球体风阻系数：大约0.5  飞禽：0.1-0.2  飞机：达到0.08  目前雨滴的风阻系数最小 ：0.05左右 下面是一些物体的风阻  一般轿车风阻系数：0.28-0.4  好些的跑车在：0.25左右  赛车可以达到：0.15左右  载货汽车 0.40～0.60  公共汽车 0.50～0.80  二轮车 0.60～0.90 新甲克虫 CD = 0.38 老甲克虫 CD = 0.49 捷达 CD=0.32 夏利2000车 • Cd＝0.29 POLO CD＝0.33（两厢） 流线造型富有动感，CD达到了两厢车的较高水平。 POLO 帕萨特 PASSAT • CD=0.28，为同级别轿车风阻最小者。 Audi A6 • CD＝0.28 骏捷 • 骏捷由意大利宾尼法利纳负责造型设计 CD＝ 0.256 10万以下热点车型 1. 海马福美来Ⅱ：0.33 2. 一汽夏利：0.32 3. 哈飞路宝：0.32 4. 华普海域：0.32 5. 华晨骏捷：0.256!!(似乎和计 算机有缘) 6. 吉利金刚：0.29 7. 长安奔奔：0.35 8. 雪佛兰乐风：0.32 9. 铃木雨燕：0.32 10. 本田飞度：0.30 (有说是0.31, 有说是0.29) 11.奇瑞 A5 ：0.29 12.比亚迪F3：0.30 13.雪佛兰乐骋：没查到 14.雪铁龙C4：0.3 (C2的没查到) 15.一汽威志：0.3 16. 起亚RIO千里马：0.338 17.奇瑞 QQ ：没查到 1