第六章 汽车的空气动力性能..pptVIP

第六章 汽车的空气动力性能 6-1 概述 6-2 汽车行使时所受到的气动力和力矩 6-3 空气的粘滞现象、汽车的流谱和表面压强 的分布 6-4 改善汽车空气动力性能的措施 6-1 概述 1 、国内外在汽车动力性能方面的研究情况(国内研究薄弱，空气阻力比国外高出20%左右) 2、研究内容包括： 1）汽车行使中的气动力和力矩的研究（目的通过减小空气阻力达到减少油耗，减小升力和侧向阻力和横摆力达到保证良好的操纵稳定性）； 2）汽车表面及周围的流谱和局部流畅的研究，以分析作用在汽车上的气动力机理；（减少表面尘土堆积、风噪和面板颤振） 3）发动机和制动装置的空气冷却问题的研究；（提高冷却效率） 4）汽车内部自然通风和换气问题的研究。 汽车空气动力学的理论计算方法有： 1）以无粘流理论为基础，即不考虑空气的粘滞性，在运动方程中只有惯性项和压力项——Euler方程； 2）以粘性理论为基础，运动方程中考虑惯性力、压力和粘滞力，通常 以有限差分法求解——Navier-Stokers方程。 目前研究的主要手段：风洞试验。 汽车风洞试验分为：全尺寸模型风洞试验和缩尺模型风洞试验2类。 6-2 汽车行使时所受到的气动力和力矩 一、气动力和气动力矩 二、汽车的空气阻力 其由5部分组成： 1）形状阻力；占60% 2）摩擦阻力；占9% 3）诱导阻力；升力引起，占5~7% 4）干扰阻力；又称附件阻力，占15% 5）内部阻力占，又称内循环阻力，10~13% （一）空气阻力与最大车速的关系（式6-13） （二）空气阻力与汽车加速性能的关系（式6-16） （三）空气阻力与燃油消耗量的关系（式6-17）和（式6-18） 各类汽车的空气阻力系数见表6-1 三、汽车的气动升力 方向：垂直于汽车的运动方向，即垂直于地面。 其危害：降低轮胎的附着力，从而影响汽车的驱动性、操纵性、稳定性。 有三种模型（图6-3）； 1）前端离地间隙完全封闭起来—负升力； 2）直接放到平台上—正升力； 3）后部离地间隙完全封闭起来—正升力； 降低升力系数 的方法： 1）采用负迎角造型（图6-2）； 2）在汽车前端底部加一个扰流板； 3）使汽车底板的尾部向上翘起一个角度； 4）汽车地板应向2侧面略微翘起。 四、汽车的空气动力稳定性 汽车的行驶稳定性主要表现为：横摆运动的稳定性。 汽车的空气动力稳定性研究方法：从研究气动侧向力对汽车横摆运动稳定性的影响入手。 6-3 空气的粘滞现象、汽车的流谱 和表面压强的分布 一、附面层与分离点 附面层：围绕着运动物体的一个相对薄的空气层内，气流速度有着急剧的变化，存在着速度梯度。该气流曾称为附面层（图6-8~图6-9）。 分离点：由于附面层内的气流速度变慢而使附面层内的气体“堆积”起来并逐渐变厚，于是 会在距物体表面某一点处的气体粒子失去其动量，速度为0。气流在这一点与表面开始分离，该点称为分离点。 分离现象（图6-10） 二、汽车前部的流谱 可用二块平面玻璃来简单模拟，并在风洞中用油膜法试验以显示其表面流谱。 影响发动机罩和风窗玻璃转角部位气流的主要因素： 1）发动机罩和风窗玻璃间的夹角； 2）发动机罩的三维曲率和结构； 3）风窗玻璃的三维曲率和结构。 三、汽车尾部的流谱 当气流沿汽车表面流动到汽车尾部时，气流分离而形成尾随在汽车后面的湍流尾流。 车底气流先是向后运动，当汽车行驶过后，又向前运动。 四、汽车底部的流谱 汽车底不和地面之间的气流状态受下列因素的影响： 1）地面和底部的距离； 2）车辆宽度、长度和高度之比以及车身造型； 3）底不的平稳程度； 4）地板的纵向曲率和横向曲率。 五、汽车周围的涡系 “涡漩”： “尾涡”： 六、汽车的内部气流其与表面压强分布 汽车的内部气流包括：使发动机、制动器冷却气流