汽車車身設(shè)計(jì)

1、 由于車身的獨(dú)特性，因此設(shè)計(jì)與制造人員需懂得或具由于車身的獨(dú)特性，因此設(shè)計(jì)與制造人員需懂得或具生產(chǎn)工藝、結(jié)構(gòu)力學(xué)、人體工程、技術(shù)美學(xué)、用戶心理學(xué)、生產(chǎn)工藝、結(jié)構(gòu)力學(xué)、人體工程、技術(shù)美學(xué)、用戶心理學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)以及企業(yè)管理等方面的知識(shí)。計(jì)算機(jī)科學(xué)以及企業(yè)管理等方面的知識(shí)。汽車車身設(shè)計(jì)方法有別于汽車上其他總成汽車車身設(shè)計(jì)方法有別于汽車上其他總成 車身小僅是一個(gè)產(chǎn)品，還是一件精致的藝術(shù)品它以其優(yōu)雅的雕塑形體、內(nèi)外裝飾及悅目的色彩使人獲得美感享受。車身外形還可反映時(shí)代的風(fēng)貌、民族傳統(tǒng)和獨(dú)特的企業(yè)形象。它的外形設(shè)計(jì)、制圖和結(jié)構(gòu)計(jì)算方法、制浩與裝配工藝均不同于其他總成的設(shè)計(jì)。在傳統(tǒng)的乍身設(shè)計(jì)中，要制作主圖

2、板和主模型；而存且現(xiàn)代的汽僅車身設(shè)計(jì)要建立數(shù)字化車身模型，這是其他機(jī)械產(chǎn)品很少進(jìn)行的工作。車身的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)有獨(dú)特的要求車身的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)有獨(dú)特的要求 汽車車身的零件繁多、結(jié)構(gòu)復(fù)雜，一般的普通轎車白車身由約400-500多個(gè)沖壓件組成。汽車車身所受載荷復(fù)雜，包括驅(qū)動(dòng)、制動(dòng)、轉(zhuǎn)彎等慣性力，還包括路面反力和作用于不同位置的發(fā)動(dòng)機(jī)等總成載荷。汽車車身邊界復(fù)雜，不同的懸架種類在不同情況下對(duì)車身產(chǎn)生不同的約束和支承，因此在設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)一般無(wú)法獲得濘車車身結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度、剛度和模態(tài)的解析解?，F(xiàn)代汽車車身結(jié)構(gòu)分析方法現(xiàn)代汽車車身結(jié)構(gòu)分析方法 常采用數(shù)值模擬和試驗(yàn)分析方法，現(xiàn)代數(shù)值模擬分析方法豐要是指有限元分析方法；現(xiàn)代試

3、驗(yàn)分析方法主要是指電測(cè)法，即應(yīng)用傳感器、測(cè)量和分析儀器對(duì)車身實(shí)物零部件或小比例模型進(jìn)行支承加載和測(cè)試，這是數(shù)值分析模型驗(yàn)證的主要手段。 另外,在車身設(shè)計(jì)時(shí)除滿足車身應(yīng)有一定的強(qiáng)度、剛度要求外，還應(yīng)進(jìn)行防振降噪、碰撞安全性、金屬材料緩蝕性及輕量化方面的結(jié)構(gòu)設(shè)訓(xùn)。第二節(jié) 汽車車身的設(shè)計(jì)程序 由于車身結(jié)構(gòu)不同于一般機(jī)械，它主要由復(fù)雜的空間曲面組成，不能用一般的機(jī)械制圖方法將它完整地表現(xiàn)出來(lái)。在裝合車身上的大型覆蓋件時(shí)。對(duì)互換性和裝配精度也有較嚴(yán)格的要求，因此要求車身表面上的空間坐標(biāo)各點(diǎn)連成的曲線必須在縱向和橫向兩個(gè)截面上反復(fù)協(xié)調(diào)使之光順。正因?yàn)槿绱耍瑳Q定了車身設(shè)汁的復(fù)雜性。在車身設(shè)計(jì)發(fā)展的100多年

4、間其設(shè)計(jì)方法也在與EI俱進(jìn)，不斷改進(jìn)和完善，特別是近年來(lái)計(jì)算機(jī)輔助造型設(shè)計(jì)方法的廣泛應(yīng)用，為實(shí)現(xiàn)造型設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)強(qiáng)度分析和模具制造一體化工程提供了條件。 汽車車身設(shè)計(jì)方法可分為傳統(tǒng)車身設(shè)計(jì)方法和現(xiàn)代車身設(shè)汁方法。繪制車身主圖扳進(jìn)行模具設(shè)計(jì)進(jìn)行圖樣設(shè)計(jì)繪制車身內(nèi)外零件圖繪制車身主模型繪制車身內(nèi)表面取樣扳繪制1:5車身布置圖繪制1:5彩色效果圖雕塑1:5油泥模型繪制1:1黑扳線框圖繪制1:1內(nèi)部模型雕塑1:1油泥模型傳統(tǒng)汽車車身設(shè)計(jì)流程補(bǔ)充修改外形輪廓反復(fù)修改外形輪廓初步設(shè)計(jì)技術(shù)設(shè)計(jì)項(xiàng)目啟動(dòng)任命項(xiàng)目經(jīng)理概念設(shè)計(jì)編制開發(fā)計(jì)劃車身草圖計(jì)劃圖設(shè)計(jì)造型設(shè)計(jì)產(chǎn)品技術(shù)描述采購(gòu)部門選定內(nèi)/外飾及車附件供應(yīng)商造型確

5、認(rèn)數(shù)據(jù)控制模型線圖設(shè)計(jì)制造部門進(jìn)行工藝分析車身詳細(xì)計(jì)劃圖設(shè)計(jì)車身內(nèi)飾及附件的設(shè)計(jì)造型凍結(jié)工作圖設(shè)計(jì)模具及工裝準(zhǔn)備改進(jìn)設(shè)計(jì)(I2輪)試制試驗(yàn)樣件準(zhǔn)備投產(chǎn)現(xiàn)代汽車車身設(shè)計(jì)流程產(chǎn)品開發(fā)規(guī)劃總體布置快速成型NC加工生成光照立體模型車身CAD造型表面光順性評(píng)價(jià)精確構(gòu)造車身外形曲面建立車身外形數(shù)據(jù)模型空氣動(dòng)力性模擬分析制造主模型確定車身分塊及覆蓋件邊界車身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)總成設(shè)汁模具沒(méi)汁CAPPCAMCAE電子計(jì)算機(jī)輔助車身設(shè)計(jì)流程第第1章章 汽車的空氣動(dòng)力學(xué)能汽車的空氣動(dòng)力學(xué)能 第一節(jié)第一節(jié) 概概 述述 空氣動(dòng)力學(xué)是物理學(xué)的一個(gè)分支，是研究物體在空氣中作相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，物體與空氣間相互作用關(guān)系的一門學(xué)科。 隨行高速

6、公路的建設(shè)，汽車車速的不斷提高。為保證汽車在高速行駛時(shí)的動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性、操縱穩(wěn)定性以及冷卻通風(fēng)、降低風(fēng)噪聲等的需要，汽車的空氣動(dòng)力性能越來(lái)越為人們重視。成為研究汽車車身設(shè)計(jì)中的基礎(chǔ)學(xué)科之一，也成為評(píng)價(jià)汽車車身水平的重要依據(jù)。汽車空氣動(dòng)力特性的優(yōu)劣已成為市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的重要方面。 世界各大汽車公司都投入了大量的人力、物力對(duì)汽車的空氣動(dòng)力性能開展卓有成效的研究，并取得了豐碩的成果。了解掌握這些成果對(duì)車型的設(shè)計(jì)改善國(guó)產(chǎn)汽車的空氣動(dòng)力特性，對(duì)提高汽車的高速性能、降低風(fēng)阻、節(jié)約能源，從而提升國(guó)產(chǎn)車的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力有十分重要的意義。 本章主要研究汽車在空氣中運(yùn)動(dòng)時(shí)所受的氣動(dòng)力和氣動(dòng)力矩，空氣在汽車表面及周圍的流動(dòng)情

7、況，汽車內(nèi)部自然通風(fēng)和換氣問(wèn)題以及降低空氣阻力的措施等，為汽車車身造型設(shè)計(jì)提供理論依據(jù)及必要的基本知識(shí)。德國(guó)Jaray的空氣動(dòng)力學(xué)車身外形專利（J型車）Koenig等人及Kamm在1937年申請(qǐng)的車身專利小客車的理想外型紡錘狀（水滴狀）流線體緊貼地面運(yùn)動(dòng)的半紡錘狀的流線體司蒂蓓克-阿本提轎車(1963年)最早的魚型別克汽車(1952年)紡錘形福特林肯-和風(fēng)牌(1936)德國(guó)大眾“甲殼蟲” (1949年)第一輛空氣阻力小于0.3的車型第二節(jié)第二節(jié) 應(yīng)用于汽車的空氣動(dòng)力學(xué)基本原理應(yīng)用于汽車的空氣動(dòng)力學(xué)基本原理一一. 空氣在汽車周圍的流動(dòng)情況空氣在汽車周圍的流動(dòng)情況 汽車在行駛時(shí)，與周圍的空氣之間產(chǎn)

8、生了復(fù)雜的相互作用。在汽車在行駛時(shí)，與周圍的空氣之間產(chǎn)生了復(fù)雜的相互作用。在車速車速不高不高的情況下，可近似地認(rèn)為汽車周圍的空氣不受壓縮（即空氣密度不的情況下，可近似地認(rèn)為汽車周圍的空氣不受壓縮（即空氣密度不受影響）。除了靠近汽車車身表面很薄的一層空氣以外受影響）。除了靠近汽車車身表面很薄的一層空氣以外(邊界層邊界層)，認(rèn)為，認(rèn)為汽車周圍的空氣沒(méi)有粘滯性。汽車周圍的空氣沒(méi)有粘滯性。由流體的連續(xù)原理可推：由流體的連續(xù)原理可推： 在其滯點(diǎn)在其滯點(diǎn)0(在其前端的中點(diǎn)在其前端的中點(diǎn))，空，空氣的流速為零?？諝庠跍c(diǎn)處分為兩氣的流速為零。空氣在滯點(diǎn)處分為兩股沿汽車車身向后流動(dòng)時(shí)逐漸加速，股沿汽車車身向后

9、流動(dòng)時(shí)逐漸加速，并在汽車最大橫截面處，流速達(dá)到最并在汽車最大橫截面處，流速達(dá)到最大值；然后隨汽車橫截面的減小，流大值；然后隨汽車橫截面的減小，流速逐漸減慢。速逐漸減慢。 根據(jù)理想流體的根據(jù)理想流體的伯努利伯努利(Bernoulli)壓力平衡原理，氣流的動(dòng)壓力壓力平衡原理，氣流的動(dòng)壓力p pq q和靜和靜壓力壓力p p之和應(yīng)是常數(shù)之和應(yīng)是常數(shù), 即即 p+pp+pq q=常數(shù)常數(shù) ，動(dòng)壓力，動(dòng)壓力 p pq=q=2/2/2 為為空氣流速；空氣流速； 為為空氣密度，在標(biāo)準(zhǔn)氣壓空氣密度，在標(biāo)準(zhǔn)氣壓101.325kPa,15101.325kPa,150 0C C時(shí)時(shí)0=1.2258kg/m2 因此因此

10、 = 0(ph/T)(2885/101.3252885/101.325)=3.46ph/T (ph大大氣壓氣壓，T絕對(duì)絕對(duì)溫度溫度K)O二、空氣的分離現(xiàn)象及渦漩的形成 上述分析都是假設(shè)空氣是非粘滯性的，在這樣一種理想大氣中運(yùn)動(dòng)的任何形狀的物體，作用在其外表面的壓力之和都等于零。 在邊界層中必須用速度降來(lái)克服靜壓力的不斷升高，一部分動(dòng)能還要消耗在克服摩擦所做的功。因此，在邊界層內(nèi)部，氣體的運(yùn)動(dòng)速度迅速減小以致滯止下來(lái)。當(dāng)靜壓力足夠大時(shí)，在距離物體表面某處的流速為零，而更近處反向流動(dòng)，即空氣倒流，形成一個(gè)分離面。在這個(gè)分離面的后部，產(chǎn)生了一個(gè)渦漩(湍流)。渦漩被外層空氣帶走，同時(shí)又從分離面卷進(jìn)新的

11、渦漩來(lái)補(bǔ)充，這種現(xiàn)象稱為分離現(xiàn)象分離現(xiàn)象。邊界層厚度v 實(shí)際上，大氣是有粘滯性的，即當(dāng)氣體相對(duì)于物體表面運(yùn)動(dòng)時(shí)，會(huì)產(chǎn)生摩擦作用。在圍繞運(yùn)動(dòng)物體的一個(gè)相對(duì)薄的空氣層內(nèi)氣流速度急劇變化，這一存在著速度梯度的氣層稱為邊界層邊界層或附面層附面層。分離點(diǎn)邊界層反向流動(dòng)D1DmaxD3 分離現(xiàn)象可理解為物體向前運(yùn)動(dòng)時(shí)，被物體分開的空氣就無(wú)法在物體后部迅速平順地合攏和恢復(fù)原狀。渦漩消耗了很大一部分能量，使物體運(yùn)動(dòng)阻力增大。 為了避免邊界層的分離現(xiàn)象，應(yīng)使物體橫截面逐漸緩慢變化，也就是避免流管截面驟然增大，從而使氣流保持相當(dāng)?shù)乃俣?，在流管截面逐漸擴(kuò)大時(shí)不致使空氣流遲滯和倒流。使氣流加速并避免發(fā)生邊界層分離現(xiàn)象

12、的方法，在現(xiàn)代汽車上已被廣泛采用，如圖所示 借導(dǎo)翼使氣流加速使氣流加速以便消除渦漩和分離現(xiàn)象的方法借后霞發(fā)動(dòng)機(jī)的吸氣使氣流借內(nèi)部通風(fēng)出口驅(qū)動(dòng)氣流局部凸起使氣流加速第三節(jié)第三節(jié) 空氣作用在汽車車身上的力和力矩空氣作用在汽車車身上的力和力矩 一、氣動(dòng)力與氣動(dòng)力矩一、氣動(dòng)力與氣動(dòng)力矩 由伯努利定理伯努利定理可知，當(dāng)各處的氣流狀態(tài)改變時(shí)，該處的大氣壓力也改變，但動(dòng)、靜壓力的總和保持常數(shù)。這個(gè)定律表明，空氣在汽車周圍流動(dòng)時(shí)，會(huì)在汽車表面產(chǎn)生一獨(dú)特的壓力分布。 將汽車置于一個(gè)三維空間坐標(biāo)中，將坐標(biāo)原點(diǎn)取于輪距中心和軸距中心在地面投影點(diǎn)處。汽車所受力和力矩的作用如圖。 氣動(dòng)力與空氣速度的平方、迎風(fēng)面積以及車

13、身形狀影響的系數(shù)成正比 即 F= p pq qAC= (2/2/2 )AC式中，A為汽車迎風(fēng)面積, C為阻力系數(shù)，量綱為1。 作用在汽車外表面上的壓力的合力F稱為氣動(dòng)力氣動(dòng)力(由于空氣的相對(duì)運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生的)。其在汽車上的作用點(diǎn)稱為氣動(dòng)壓力中心，簡(jiǎn)稱氣壓中心，記作OD。 OD在汽車的對(duì)稱面內(nèi)一般情況下不與汽車的質(zhì)心重合。 如果把沿坐標(biāo)X、Y 、Z三個(gè)方向的氣動(dòng)力D、L、S從氣壓中心平移到質(zhì)心上，則分別形成了三個(gè)氣動(dòng)力矩 。 氣動(dòng)阻力: D= (2/2/2 )ACD 氣動(dòng)升力: L= (2/2/2 )ACL 氣動(dòng)側(cè)向力: S= (2/2/2 )ACS式中 CD為氣動(dòng)阻力系數(shù)、 CL氣動(dòng)升力系數(shù)、 C

14、S氣動(dòng)側(cè)向力系數(shù)，量綱勻?yàn)?其在三個(gè)方向的分力為： 它們主要取決于汽車外形及其表面狀況，與汽車的迎風(fēng)面積無(wú)關(guān)，是評(píng)價(jià)汽車空氣動(dòng)力學(xué)特性的主要指標(biāo)。俯仰力矩 PM=DZC-LXC=CPMLtA 2/2 CPM為俯仰力矩系數(shù)橫擺力矩 YM=CYMLtA 2/2 CYM為橫擺力矩系數(shù)側(cè)傾力矩 RM=CRMLtA 2/2 CRM為俯仰力矩系數(shù) CPM CYM CRM的大小與汽車的外部形狀和質(zhì)心位置有關(guān)，也反映了汽車的空氣動(dòng)力特性，是常用的汽車空氣動(dòng)力特性的評(píng)價(jià)指標(biāo)。 作用在汽車上的氣動(dòng)力矩主要影響汽車的操縱穩(wěn)定性。1作用在汽車上的氣動(dòng)阻力作用在汽車上的氣動(dòng)阻力D 作用在車身上的氣動(dòng)阻力由五個(gè)部分組成：

15、形狀阻力、形狀阻力、干擾阻力、內(nèi)部阻力、誘導(dǎo)阻力干擾阻力、內(nèi)部阻力、誘導(dǎo)阻力和摩擦阻力。摩擦阻力。 形狀阻力形狀阻力是正面的氣流和后部產(chǎn)生的渦流等所引起的汽車車身前后之間的壓力差，所以有時(shí)稱為壓差阻力。汽車車身各個(gè)表面的形狀及其交接處的轉(zhuǎn)折方式是影響形狀阻力的主要因素。對(duì)車身斷面進(jìn)行設(shè)計(jì)使空氣流應(yīng)保持連續(xù)性，減少渦流的產(chǎn)生。仔細(xì)的設(shè)計(jì)可以使阻力減少一半。 干擾阻力干擾阻力是由汽車表面凸起的零件引起氣流干擾而產(chǎn)生的阻力。對(duì)干下列零件應(yīng)進(jìn)行仔細(xì)設(shè)計(jì):前照燈、車門把手、前牌照、前保險(xiǎn)杠、風(fēng)窗上部的帽檐、排水槽、后視鏡、外凸的門鉸鏈、天線等，以及底盤部分的車軸、各種拉桿、鋼索等。 內(nèi)部阻力內(nèi)部阻力是空

16、氣流過(guò)冷卻系統(tǒng)和車身通風(fēng)系統(tǒng)所引起的。如果去除不必要的邊角，同時(shí)在高速汽車中給予流過(guò)散熱器的空氣流以適當(dāng)?shù)膶?dǎo)向，則可以減小內(nèi)部阻力。 誘導(dǎo)阻力誘導(dǎo)阻力由升力所引起，由于實(shí)際上升力并不與汽車的行駛方向垂直，而是向后傾斜，它的水平分力就是誘導(dǎo)阻力。在汽車行進(jìn)的同時(shí)，升力又要使汽車抬升，需要消耗動(dòng)力做功，這就是誘導(dǎo)阻力產(chǎn)生的原因。誘導(dǎo)阻力系數(shù)也與升力系數(shù)有關(guān)，即誘導(dǎo)阻力系數(shù) C=CL2(/) 式中 =B0/L0, B0為汽車寬度；L0為汽車總長(zhǎng)度 減小誘導(dǎo)阻力的辦法是使車身的升力系數(shù)減小，使值增大。值增大時(shí)，車身越寬，側(cè)向渦流的損失越小。 摩擦阻力摩擦阻力是由于邊界層內(nèi)空氣的粘滯性而形成空氣與車身表

17、面以及各層空氣之間的摩擦力，它取決于車身表面的面積和光滑程度。表 各種氣動(dòng)阻力所占的百分比。阻力名稱阻力名稱一般轎車一般轎車?yán)硐氲呐苘嚴(yán)硐氲呐苘囆螤钭枇?8%70 %干擾阻力14 %5 %內(nèi)部阻力12 %5 %誘導(dǎo)阻力7 %0摩擦阻力9 %20 % 總的氣動(dòng)阻力D=CD A(2/2 ) 對(duì)于轎車: A=0.81BH,式中B為汽車的總寬(m),H為汽車的總高(m)。 A和氣動(dòng)阻力系數(shù)CD影響汽車的燃油消耗、加速性能和最高車速因此它是汽車空氣動(dòng)力學(xué)研究中的首要問(wèn)題。車型CD值車型CD值車型CD值小型賽車0.230.45公共汽車0.500.80貨車0.400.60轎車0.300.55旅行汽車0.40

18、0.57重型貨車0.651.02汽車的氣動(dòng)升力汽車的氣動(dòng)升力L和縱傾力矩和縱傾力矩PM 汽車在行駛時(shí)氣動(dòng)升力的作用方向垂直于運(yùn)動(dòng)方向,升力背離地面為正,而壓向地面則為負(fù)。氣動(dòng)升力為正時(shí)，將減小車輪上的載荷。汽車前軸載荷減小，將不利于操縱性；后軸載荷減小，將因減小驅(qū)動(dòng)輪上的附著力而影響動(dòng)力性。氣動(dòng)升力: L= (2/2/2 )ACL 由于升力作用在車身斷面的氣壓中心上，此中心與汽車的質(zhì)心一般不相重合，所以在升力作用下，相對(duì)于橫向軸線將產(chǎn)生一縱傾力矩PM: PM=CPMLtA 2/2 。 升力還可能引起誘導(dǎo)阻力，同時(shí)還間接地影響汽車承受各種側(cè)向力的的能力。特別對(duì)于速度較高、質(zhì)量較輕的汽車，升力將產(chǎn)

19、生重大影響。從安全性方面考慮，氣動(dòng)升力的減小比影響汽車動(dòng)力性能和經(jīng)濟(jì)性能的氣動(dòng)阻力的減小更為重要。影響升力的因素很多，有發(fā)動(dòng)機(jī)罩、車頂和行李箱的比例尺寸，前風(fēng)前風(fēng)窗玻璃和后窗的傾斜度，前底板的斜度等，如圖。bctLWWbRFFRRE-0.2-0.4-0.6-0.80.2CL前端降低前端降低前端對(duì)稱前端對(duì)稱前端升高前端升高前端位置的影響 前端位置較高，會(huì)減小上方的流量，能把氣流導(dǎo)入車身底部的空間中；前端前端位置較高，會(huì)減小上方的流量，能把氣流導(dǎo)入車身底部的空間中；前端位置較低，使得上方的質(zhì)量流量增大，由于車底和地面之間的氣流受粘性的邊界位置較低，使得上方的質(zhì)量流量增大，由于車底和地面之間的氣流受

20、粘性的邊界層干涉的影響而受到約束，迫使車底下的一部分氣流向兩側(cè)流動(dòng)，將使尾渦強(qiáng)度層干涉的影響而受到約束，迫使車底下的一部分氣流向兩側(cè)流動(dòng)，將使尾渦強(qiáng)度和氣動(dòng)升力增大。和氣動(dòng)升力增大。0.250.500.75CL0 x阻塞底部氣流對(duì)動(dòng)升力系數(shù)的影響 研究表明，車頂與軸距的長(zhǎng)度比由0.93增加到1.17，引起汽車的升力系數(shù)相當(dāng)大的減??；前地板的斜度從10o變?yōu)?o，氣動(dòng)升力系數(shù)也會(huì)下降。c/L=+0.93c/L=+1.170.20.40.60.40.450. 50. 55c/L造型比例的影響CL 確定汽車前端的正確位置，這是不能單獨(dú)解決的，需要從風(fēng)窗玻璃的傾角和曲率以及汽車的離地間隙等方面綜合考慮

21、。 另外，汽車的縱向輪廓以及風(fēng)作用角對(duì)升力也會(huì)產(chǎn)生大影響 一名優(yōu)秀的造型設(shè)計(jì)師，其工作就是選定減小氣動(dòng)升力的汽車外形輪廓。理想的情況應(yīng)使升力等于零。 可見采用廂式輪廓時(shí)，壓力差最小，CL值將在0.150.55之間變化。 升力與汽車行駛速度密切相關(guān)，一般小客車的升力可達(dá)1 kN即為總重的810；跑車或賽車為1.3kN左右即為總重的1520風(fēng)作用角0.20.40.60.81.01.205101520253035CL 中線和迎角可以用來(lái)大致判斷車身形狀與升力的關(guān)系。將車身的各個(gè)截面中心的連線稱為中線。中線的最前端和最后端分別稱為前緣和后緣前緣和后緣的連線稱為弦，弦與汽車行駛方向的夾角稱為迎角。 正迎

22、角時(shí)，迎角越大則升力越大。要減小升力，就應(yīng)使迎角為負(fù)值。在設(shè)計(jì)時(shí)使汽車前部低矮而尾部肥厚向上翹，這是目前小客車廣泛流行的造型手法。目前最流行的跑車和賽車設(shè)計(jì)是采用后置發(fā)動(dòng)機(jī)或中置發(fā)動(dòng)機(jī)的總布置方案。 為了改善汽車的升力狀況，使中線變得平坦也是其措施之一。在轎車設(shè)計(jì)時(shí)，使前風(fēng)窗玻璃與水平面夾角減小(即使轎車上半部高度減小)。另外使汽車底部更平滑，減小底部外凸，使空氣在底部的流速更大。50100150200250300040080012001600小客車小客車跑車和賽車跑車和賽車正迎角正迎角負(fù)迎角負(fù)迎角車速(km.h-1)L(N) 近年來(lái)，在轎車上(特別是速度較高的跑車和賽車上)采用附加的翼片來(lái)減

23、小升力的措施逐漸增多。前部附加翼片(擾流板)通常位于保險(xiǎn)杠下并向前方傾斜伸出，而后部附加翼片通常位于尾部頂端。 從表中數(shù)據(jù)可看出，尾部翼片比前部翼片對(duì)升力的影響更大些。附加翼片可以延緩汽車上半部的的氣流速度，并使氣流傾斜向上流動(dòng)；前部擾流板還可使汽車底部的氣流加速，因而能減小汽車的升力。在設(shè)計(jì)附加翼片時(shí)，可擬定多個(gè)方案，在風(fēng)洞中進(jìn)行比較試驗(yàn)。對(duì)附加翼片的尺狀、角度和位置處理得當(dāng)，不但不會(huì)增加汽車阻力，而有助于進(jìn)一步減小汽車的阻力。0.2960.0160.280尾部和前部裝擾流板0.3200.0070.313 尾部裝擾流板0.4270.1260.301基本型總升力系數(shù)后升力系數(shù)前升力系數(shù)車型3

24、3汽車的氣動(dòng)側(cè)向力汽車的氣動(dòng)側(cè)向力S S、橫擺力矩、橫擺力矩YMYM和側(cè)傾力矩和側(cè)傾力矩RMRM1234567805101520-0.2-0.10.10.2012345687氣動(dòng)側(cè)向力系數(shù)CS橫擺角 當(dāng)汽車在與其縱軸線呈一定角度下的風(fēng)向行駛時(shí)，則有氣動(dòng)側(cè)向力S產(chǎn)生。 S作用在氣壓中心處，不與質(zhì)心相重合，于是相對(duì)于z軸產(chǎn)生橫擺力矩(轉(zhuǎn)向力矩)YM，同時(shí)相對(duì)于X軸產(chǎn)生側(cè)傾力矩RM。 側(cè)向力和l橫擺力矩都影響汽車的行駛穩(wěn)定性。橫擺力矩YM有使汽車?yán)@垂直軸Z軸轉(zhuǎn)動(dòng)的趨勢(shì)。如果所產(chǎn)生的橫擺力矩YM有減小橫擺角的作用，則有穩(wěn)定的氣動(dòng)性能。即dYM/d 0 穩(wěn)定; dYM/d0 不穩(wěn)定橫擺力矩系數(shù)C YM

25、汽車承受側(cè)向風(fēng)時(shí)所產(chǎn)生的側(cè)傾力矩RM會(huì)引起車身的側(cè)向傾斜,直接影響汽車的側(cè)傾角，因而也影響對(duì)汽車左右車輪的質(zhì)量分配。 橫擺力矩主要受汽車的外形尺寸、形狀及汽車尾翼的影響. 一般側(cè)面流線形好、低而寬的汽車的側(cè)傾力矩系數(shù)比較小。汽車設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)盡量使氣壓中心接近側(cè)傾軸線。氣動(dòng)側(cè)傾力矩對(duì)汽車操縱穩(wěn)定性的影響氣動(dòng)側(cè)傾力矩對(duì)汽車操縱穩(wěn)定性的影響 來(lái)自于車身側(cè)面及周圍氣流的作用，可產(chǎn)生繞z軸的側(cè)傾力矩。這個(gè)力矩通過(guò)懸架系統(tǒng)至左右車輪，會(huì)引起左右車輪負(fù)荷的變化。使一邊車輪負(fù)荷增加，另一邊車輪負(fù)荷減少，從而有可能改變汽車的轉(zhuǎn)向特性。第四節(jié) 汽車各部形態(tài)與氣動(dòng)力特性的關(guān)系一、實(shí)際空氣在汽車周圍流動(dòng)的物理特性 氣流速

26、度較小時(shí)，邊界層內(nèi)的氣流為以不同的度進(jìn)行著錯(cuò)動(dòng)的“層流”；邊界層內(nèi)各層間速度梯度較大時(shí)，整個(gè)邊界層充滿了 “湍流” 。 圖表示沿汽車表面的邊界層，僅在汽車前部有一個(gè)很小的層流區(qū)，其余的汽車表面幾乎全都被湍流邊界層所覆蓋。且在汽車表面凹凸不一致的地方，氣流速度也不同。在表面凸起地方的氣流速度升高，而氣壓下降；在表面凹下的部位，氣流速度下降而氣壓升高。若邊界層內(nèi)氣流速度變慢，有可能使氣體“堆積”，在某一位置處運(yùn)動(dòng)的氣體粒子失去動(dòng)最而流速為零，甚至產(chǎn)生負(fù)值而使氣體倒流，產(chǎn)生的渦漩將導(dǎo)致氣動(dòng)阻力增加。湍流尾流層流湍流氣流分離區(qū)氣流被分離 車身表面的壓力分布與車內(nèi)、外的污穢，采暖通風(fēng)，空調(diào)系統(tǒng)，發(fā)動(dòng)機(jī)散

27、熱器的冷卻效果，雨中行車的密封性以及風(fēng)噪聲等，都有密切的關(guān)系。通?？筛鶕?jù)車身表面的壓力分布狀況確定與駕駛室內(nèi)通風(fēng)及發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻相關(guān)的氣流的進(jìn)、出口位置. 在緊湊型轎車空氣動(dòng)力特性的研究中，其前部一直是研究的重點(diǎn)目標(biāo)。車頭形狀與阻力密切相關(guān)。 汽車前部氣流通常自發(fā)動(dòng)機(jī)罩沿向上傾斜的表面移動(dòng)，此時(shí)空氣粒子的速度增加。由于車身外形在發(fā)動(dòng)機(jī)罩和風(fēng)窗玻璃處出現(xiàn)轉(zhuǎn)折，使氣流受阻，流速急劇下降，并在某一位置處出現(xiàn)氣流分離現(xiàn)象，形成一個(gè)氣流分離線；而后氣流壓力逐漸升高，氣流在風(fēng)窗玻璃上某一位置重新附著而形成氣流再附著線。 一部分空氣在風(fēng)窗玻璃底部從兩邊向汽車側(cè)面流去，形成次生側(cè)向氣流。二、汽車前部形狀對(duì)氣動(dòng)力特

28、性的影響二、汽車前部形狀對(duì)氣動(dòng)力特性的影響 影響汽車前部空氣流動(dòng)情況的有汽車保險(xiǎn)杠、發(fā)動(dòng)機(jī)罩和風(fēng)窗玻璃等部件以及車頭部的造型。保險(xiǎn)杠的截面形狀由矩形改為三角形，使氣動(dòng)阻力和升力降低。另外，使保險(xiǎn)杠位置適當(dāng)前延，消除保險(xiǎn)杠與車身本體之間的間隙，也呵以降低氣動(dòng)阻力與升力。空氣阻滯區(qū) 影響發(fā)動(dòng)機(jī)罩與風(fēng)窗玻璃轉(zhuǎn)角處空氣流動(dòng)情況的，主要有發(fā)動(dòng)機(jī)罩與風(fēng)窗玻璃間的夾角 、發(fā)動(dòng)機(jī)罩與風(fēng)窗玻璃的二維曲率和結(jié)構(gòu)。以M.G100小客車試驗(yàn)結(jié)果為例（如圖），氣流在發(fā)動(dòng)機(jī)罩上的分離位置與在風(fēng)窗玻璃再附著位置與xc，和xd有關(guān)，0153045600.10.20.30.40.50.60.70.80.91.0再附著點(diǎn)R(風(fēng)窗

29、玻璃)分離點(diǎn)S(發(fā)動(dòng)機(jī)罩)x/c和x/d圖 分離點(diǎn)S和 再附著點(diǎn)R的位置% 增大風(fēng)窗玻璃的斜度、減小發(fā)動(dòng)機(jī)罩與風(fēng)窗玻璃的夾角 ，可以使分離線與再附著線靠近減小分離區(qū)，以降低氣動(dòng)阻力；但 角降到 30以下時(shí)再降低此角，對(duì)降低氣動(dòng)阻力系數(shù)和升力系數(shù)的效果是很小的，反而會(huì)犧牲車室內(nèi)的空間。xcSxRd 增加發(fā)動(dòng)機(jī)罩與風(fēng)窗玻璃的二維曲率會(huì)使分離點(diǎn)向下移發(fā)動(dòng)機(jī)罩與風(fēng)窗玻璃的二維曲率 風(fēng)窗玻璃的曲率變化會(huì)影響流向兩側(cè)氣流的分離線和再附著線的形狀。二維圓柱曲面有利于氣流向兩側(cè)流動(dòng)，使再附著線向玻璃下沿方向降低。發(fā)動(dòng)機(jī)罩在水平方向的曲率越大，分離點(diǎn)S越往前移動(dòng)。為使氣流從前方順暢地從發(fā)動(dòng)機(jī)罩通過(guò)，應(yīng)誘導(dǎo)氣流向

30、上流動(dòng)，防止氣流轉(zhuǎn)向兩側(cè)與側(cè)面的氣流互相干擾而使氣動(dòng)力特性變壞。氣流運(yùn)動(dòng)還會(huì)受到玻璃上下沿的壓條、凸邊及刮水器等干擾的影響。CD=-13%CD=-14%CD=-13%CD=-12% 汽車前端的形狀與結(jié)構(gòu)對(duì)氣動(dòng)力特性的影響甚大，最佳的車頭形狀應(yīng)是不使氣流產(chǎn)生剝離。理論上汽車的前端應(yīng)為流線形最好，好的前端造型可使其氣動(dòng)阻力系數(shù)變?yōu)樨?fù)值，達(dá) -0.015。圖為不同汽車前端方案中，其CD值的降低效果。圖汽車前端外形與氣動(dòng)阻力圖是改善汽車前端設(shè)計(jì)的又一例。為分析汽車前緣的氣動(dòng)特性，用輔助頭改變其外形，輔助頭錐做成兩片，以便分別測(cè)量水平、垂直兩個(gè)方向的氣動(dòng)特性，當(dāng)裝上兩片輔助頭錐M1+K1時(shí)，CD=0.0

31、5；若僅用輔助頭錐K1，CD=0.015 ，即僅有全輔助頭錐阻力減小量的30 %。精心導(dǎo)圓前端水箱面罩外蓋板和保險(xiǎn)杠的垂直前緣使阻力降低。三、汽車頂蓋外形對(duì)氣動(dòng)力特性的影響 現(xiàn)代轎車頂蓋外形大都是較平滑的。為使氣流平順地流過(guò)車頂，使其外形表面不易產(chǎn)生渦流來(lái)降低氣動(dòng)阻力系數(shù)，常將頂蓋設(shè)計(jì)成上鼓的外形。但可能使汽車的正投影面積增加。因此，在滿足駕駛室居住性要求的同時(shí)，應(yīng)選擇合適的頂蓋上撓系數(shù)arlr的值（如圖）。 為避免由經(jīng)頂蓋流向尾部的氣流與由地板下部上卷的氣流在尾部混合而形成尾渦，可將頂蓋的末端做成“鴨尾鴨尾”形狀。同時(shí)，鴨尾上翹對(duì)氣流的干擾而產(chǎn)生高壓區(qū)可降低氣動(dòng)阻力與升力。arlr0.100

32、.020.040.060.08-0.02-0.0100.020.040.060.080.100.040.030.020.010上撓系數(shù)arlrCD(CDA)/m2四、汽車側(cè)面外形對(duì)氣動(dòng)力特性的影響 一般情況下，汽車頂蓋上的氣流速度高于底部的，但壓力較低。因此，底部高壓區(qū)的空氣會(huì)從底部流出經(jīng)過(guò)兩個(gè)側(cè)面向上運(yùn)動(dòng)。這個(gè)氣流的流動(dòng)與更與迎面來(lái)的流動(dòng)氣流相互作用產(chǎn)生渦流。一部分渦流貼附著符渦流，另一部分則隨氣流向后延展、螺旋狀地拖在汽車后面形成尾渦(如圖)。一般說(shuō)來(lái)，對(duì)于流線形差的轎車，上面一對(duì)渦流比下面一對(duì)強(qiáng)些。 同時(shí)，前風(fēng)窗前的氣流分離區(qū)里存在著渦流，并擴(kuò)展到前風(fēng)窗兩側(cè)邊緣，又沿車身兩側(cè)一直延伸到汽

33、車后部。汽車后部的氣流分離區(qū)也可能產(chǎn)生渦流，并延伸到尾流中。這兩對(duì)渦流在車后合成為一對(duì)而使汽車阻力增加。 設(shè)計(jì)時(shí)可以使車身側(cè)面在俯視圖中適當(dāng)?shù)叵蛲夤囊恍?cè)面弧度外形在一定范圍內(nèi)會(huì)使氣動(dòng)阻力降低，但要防止因正面投影面積增大而使阻力增大。 前風(fēng)窗玻璃與側(cè)風(fēng)窗的交接處是前方來(lái)流向車身兩側(cè)流動(dòng)的拐角，該處安裝有前立柱(A柱)。如果將A柱設(shè)計(jì)成直角形，在A柱處會(huì)產(chǎn)生氣流分離，增加氣動(dòng)阻力并產(chǎn)生氣動(dòng)噪聲。因此，將轎車的A柱及A柱周圈做成圓滑過(guò)渡并向內(nèi)斜收縮的外形，使氣流沿其表面流動(dòng)，以控制渦流產(chǎn)生，降低氣動(dòng)阻力。Lah-0.01-0.02-0.0300.020.040.06-0.010.0100.020

34、.040.06CD(CDA)/m2ah/L五、汽車底部外形對(duì)氣動(dòng)力特性的影響 汽車行駛時(shí)，粘滯的氣流在汽車底面將產(chǎn)生邊界層，邊界層厚度往后部將逐漸增加。進(jìn)入汽車底部的氣流首先是與汽車運(yùn)動(dòng)方向相反而向后運(yùn)動(dòng)，當(dāng)汽車駛過(guò)后又向前運(yùn)動(dòng)，在這個(gè)轉(zhuǎn)折處形成一個(gè)漩渦區(qū)。在離地間隙不大時(shí)，邊界層有可能延伸到地面。汽車前端到邊界層接觸地面的這段距離稱混合距離，如圖中的dm。在混合點(diǎn)的后邊，整個(gè)車底到地面之間的空氣都有隨汽車一起向前運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)，這相當(dāng)于阻塞了氣流在底部向后端的流動(dòng)，形成了氣動(dòng)阻力。隨著汽車一起向前運(yùn)動(dòng)的底部空氣在地面上也會(huì)產(chǎn)生次生邊界層。 影響汽車底部和地面之間氣流狀態(tài)的因素有：汽車離地間隙，汽

35、車外形尺寸及車身造型，汽車底部的平滑程度與結(jié)構(gòu)以及地板的縱向和橫向曲率。 減少汽車底部氣動(dòng)阻力原則上有兩點(diǎn)：n盡量設(shè)法減少流人底部的空氣量。盡量使底部的空氣流動(dòng)dm 為了減少流入底部的空氣流量，在轎車保險(xiǎn)杠下部安裝向前傾斜的阻風(fēng)板來(lái)?yè)踝璨糠謿饬鳎怪贿M(jìn)入汽車底部。一個(gè)較好的阻風(fēng)板可以減少氣動(dòng)阻力系數(shù)約6，還可適當(dāng)降低氣動(dòng)升力。阻風(fēng)板的尺寸安裝位置、前傾斜角度由風(fēng)洞試驗(yàn)來(lái)確定。 為了使底部的氣流流動(dòng)順暢，可通過(guò)地板的合理造型，如將車底在縱向或橫向做成帶有曲率的形狀。縱向曲率使底部平均流速增加，平均壓力降低而使升力減小，同時(shí)使底部氣流動(dòng)量損失減小，使阻力系數(shù)降低。橫向曲率有利于氣流向兩側(cè)邊緣流動(dòng)

36、，壓力從中部向地板兩側(cè)逐漸降低而使氣流的總阻塞程度減小，從而減小了空氣阻力；但曲率也不能太大，以免引起橫向氣流與車身側(cè)面氣流相干擾而產(chǎn)生額外的渦漩。 另外，選擇合適的汽車離地間隙并使地板做得較光滑也能降低空氣阻力。六、車身后部形態(tài)對(duì)氣動(dòng)力特性的影響六、車身后部形態(tài)對(duì)氣動(dòng)力特性的影響 車身后部上表面向下傾斜使氣流減速增壓，導(dǎo)致氣流分離形成壓力較低的尾流。尾流中的靜壓力對(duì)汽車有一個(gè)向后的“吸力”，從而產(chǎn)生壓差阻力(形狀阻力)。后背傾角不大于l0一般情況下氣流不會(huì)分離；當(dāng)接近20時(shí)，其阻力急劇增加， 達(dá)30時(shí)阻力值最大，大于30時(shí)阻力值又急劇下降，故可將30稱為臨界角臨界角； 接近40時(shí)阻力系數(shù)變?yōu)?/p>

37、常數(shù)。因此，常按的大小與阻力的關(guān)系將轎車車身分為三類： (1)直背式 50。 汽車后背傾角的大小不僅影響空氣阻力，也會(huì)影響升力。對(duì)于直背式與方背式車身。由于增大時(shí)汽車后背上的渦流也隨之增強(qiáng)，所以其后背上的靜壓力隨之減小，空氣升力則相應(yīng)增加。30七、汽車表面凸起物與凹槽對(duì)氣動(dòng)力特性的影響七、汽車表面凸起物與凹槽對(duì)氣動(dòng)力特性的影響 汽車表面裝有很多小附件，如后視鏡、門把手、收音機(jī)天線等。這些靠近車身表面的凸起物會(huì)對(duì)氣流運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生干擾，使氣流從車身表面分離，在后面形成尾流而產(chǎn)生干擾阻力(見圖)。而且氣流流經(jīng)凸起物表面時(shí)流速增加。如果將另一物體置于這個(gè)被加速的氣流中，就會(huì)受到更大的空氣阻力。因此，要減小

38、空氣阻力就應(yīng)盡量去除車身表面的凸起物，如為避免密封條形成的凸邊而采用粘貼工藝來(lái)固定車窗玻璃，以及將伸在車身外的門把手改為車身平齊的把手等，都是減小干擾阻力的好措施。 車身表面上的凹槽也影響著空氣的流動(dòng)，產(chǎn)生干擾阻力。凹槽對(duì)車身氣動(dòng)力的影響與凹槽本身的走向及本身的結(jié)構(gòu)有關(guān)。例如凹槽走向是垂直氣流方向的，它所引起的空氣阻力的增量如圖。將后槽棱倒一個(gè)傾斜5的角可使氣動(dòng)阻力的增量降低35。0.0040.00801234hbCD當(dāng)hb達(dá)某一值時(shí)，氣動(dòng)阻力的增量有最大值bhLLH=b時(shí)是前者的1/9八、汽車內(nèi)部氣流對(duì)氣動(dòng)力特性的影響八、汽車內(nèi)部氣流對(duì)氣動(dòng)力特性的影響 汽車的內(nèi)部氣流包括發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻氣流和車廂

39、內(nèi)通風(fēng)換氣的氣流兩部分。冷卻氣流可從前圍罩格柵、保險(xiǎn)杠上部與格柵下條之間的間隙、保險(xiǎn)杠上的開口進(jìn)入，前圍面罩格柵處氣流影響車身外表面的氣流運(yùn)動(dòng)。主要表現(xiàn)為：1)部分外部氣流被引進(jìn)車內(nèi)而降低了外部氣流作用于車身的壓力。2)外部氣流在通過(guò)散熱器內(nèi)部空氣通道等處時(shí)，由于摩擦、漏氣及渦流而損失了動(dòng)量。這些動(dòng)量損失是內(nèi)部氣動(dòng)阻力的主要來(lái)源，可用下式表示為式中：t為通過(guò)散熱器的平均風(fēng)速； f為散熱器前的平均風(fēng)速；a為車速；Cpe為出口的壓力系數(shù)；g為散熱器等價(jià)壓力損失系數(shù)；c為冷卻系水箱的等價(jià)壓力損失系數(shù)； r為冷卻系冷凝器的等價(jià)壓力損失系數(shù)； f為冷卻系風(fēng)扇的等價(jià)壓力損失系數(shù)； e為冷卻系管道的等價(jià)壓力

40、損失系數(shù) 流人發(fā)動(dòng)機(jī)室的氣流一般由發(fā)動(dòng)機(jī)室下方排出，有時(shí)也由發(fā)動(dòng)機(jī)室上方排出。（如圖）冷卻風(fēng)迂回撞擊發(fā)動(dòng)機(jī)，使發(fā)動(dòng)機(jī)受到斜上方和上方的力，這個(gè)力與路面平行的成分為內(nèi)部阻力的一部分，與路面垂直的成分為升力的一部分；而冷卻風(fēng)排出后與車身周圍的氣流發(fā)生干涉時(shí)，也產(chǎn)生阻力。 研究表明，進(jìn)人格柵的大部分氣流可有效地用于冷卻，但過(guò)量冷卻氣流的動(dòng)量損失形成了大部分的冷卻阻力，因而內(nèi)部氣流通過(guò)增加阻力、前輪升力和橫擺力矩來(lái)影響汽車的氣動(dòng)特性。 內(nèi)部阻力主要來(lái)源于發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻氣流，也與車廂內(nèi)的通風(fēng)換氣有關(guān)。其大小取決于氣流進(jìn)、出口處氣流的速度、壓力、方向和流量。 如何使汽車的內(nèi)部阻力系數(shù)最小而又使冷卻效率最高，

41、其關(guān)鍵在于控制散熱器氣流的入口和出口面積。若入口和出口面積過(guò)大，氣流流速將減慢，并在入口或出口處形成小渦漩，并使內(nèi)部阻力增加；若入口或出口面積過(guò)小，則因冷風(fēng)量不足而影響散熱。 汽車的氣流內(nèi)部阻力還與汽車內(nèi)部氣流的組織息息相關(guān)。它影響到按汽車表面壓力大小及分布來(lái)選擇車身通風(fēng)的進(jìn)、出口位置和估計(jì)通風(fēng)量。有關(guān)車型的車身表面壓力分布特性，如圖 一般情況下，駕駛室前圍板上的正值壓力約占車身總寬壓力的7080，左右對(duì)稱面的壓力系數(shù)Cp=0.350.60，而在后柱、后窗下方、車頂后端及地板下方，其壓力系數(shù)Cp=一0.60.1對(duì)于接近流線形的汽車，較大的負(fù)壓力大多出現(xiàn)在后柱和車頂后端；而流線形較差的汽車常常是

42、后窗下方的負(fù)壓力較大。 轎車的進(jìn)風(fēng)口一般設(shè)在發(fā)動(dòng)機(jī)罩后部，出風(fēng)口設(shè)在后窗柱下部； 貨車的進(jìn)風(fēng)口設(shè)在前圍上部(平頭型)或發(fā)動(dòng)機(jī)罩后部(長(zhǎng)頭型)，出風(fēng)口設(shè)在后窗柱下部或后窗柱側(cè)面； 大客車進(jìn)風(fēng)口設(shè)在前圍或前風(fēng)窗上部及在車頂開設(shè)頂風(fēng)進(jìn)風(fēng)口，而出風(fēng)口設(shè)在后柱上。九、汽車基本尺寸與氣動(dòng)力特性的關(guān)系九、汽車基本尺寸與氣動(dòng)力特性的關(guān)系 氣動(dòng)阻力不僅與車身外形有關(guān)，還受汽車的基本尺寸長(zhǎng)、寬、高及它們之間的最佳化比例的影響。1車長(zhǎng)與氣動(dòng)阻力的關(guān)系 車身越長(zhǎng)，阻力越小。這是因?yàn)殚L(zhǎng)度增加使氣流在物體表面的流動(dòng)相對(duì)穩(wěn)定，減小了渦流的產(chǎn)生。但長(zhǎng)度也不應(yīng)過(guò)長(zhǎng)，否則會(huì)增加摩擦阻力，結(jié)果反而會(huì)使氣動(dòng)阻力增加。欲開發(fā)一種低阻力

43、的汽車，其車長(zhǎng)最好從圖231中I。線的右側(cè)取值。例如，如果設(shè)計(jì)一種阻力系數(shù)為O20的汽車，其長(zhǎng)度必須大于4300mm，當(dāng)然還要配合采用減少阻力的現(xiàn)代措施。2車寬與氣動(dòng)阻力的關(guān)系 車越寬，阻力越小。要開發(fā)一種低阻力的汽車，其寬度可參考圖232中w線右側(cè)范圍內(nèi)的數(shù)值。例如，欲設(shè)計(jì)一種阻力系數(shù)為0.20的低阻力汽車，除采用降低阻力的有關(guān)措施外，其寬度至少為1750mm。3車高與氣動(dòng)阻力的關(guān)系 車越高，氣動(dòng)阻力越大。如要設(shè)計(jì)一種低氣動(dòng)阻力的汽-乍其高度可參考圖2 30化tl線左側(cè)范圍內(nèi)選取。例如設(shè)計(jì)一種高度不大于13tlOram的汽車再采取一蝗最f#化沒(méi)汁方法使氣動(dòng)阻力系散降低至020是能夠?qū)崿F(xiàn)的。

44、在前面的敘述中分析廠不同基本尺寸與氣動(dòng)阻力的火系假并小能為ii乏汁低!t動(dòng)毽I力汽車提供最滿意的基本尺寸。若將上述三段描述內(nèi)容?I：集成一個(gè)總圖如嘲234所，Jj就最佳造型最佳造型 最佳造型是以機(jī)械工程學(xué)、人體工程學(xué)、空氣動(dòng)力學(xué)和美學(xué)全面恰當(dāng)?shù)厝嗪显谝黄鸩⒂歇?dú)特風(fēng)格的造型。確定高速、安全、舒適的汽車外形，最重要的是如何減小氣動(dòng)阻力和升力的影響，即空氣動(dòng)力學(xué)的問(wèn)題。機(jī)械工程學(xué)和人體工程學(xué)的因素給汽車外形設(shè)計(jì)限定了一個(gè)框框，而汽車外形的多樣變化及任何微小的變化都來(lái)自空氣動(dòng)力學(xué)的要求。完全從空氣動(dòng)力學(xué)觀點(diǎn)來(lái)看，最理想的車身外形應(yīng)如圖所示，1)盡量降低車身總高2)離地間隙盡量小。4)發(fā)動(dòng)機(jī)罩和頂蓋盡量

45、扁平。3)前臉扁平，后端處理應(yīng)盡量使阻力降低(采用切尾、加尾翼或采用鴨尾形)。5)為確保方向穩(wěn)定性而加上尾翼。1)寬而低的扁平形。2)無(wú)棱角的扁平和圓形過(guò)渡。3)當(dāng)駕駛室要求有必要的棱角時(shí)，在腰線部位可裝置傾斜的側(cè)翼，使其圓滑過(guò)渡車身側(cè)面車身正面第六節(jié) 提高汽車空氣動(dòng)力性能的措施 由于公路條件改善和車速的不斷提高減小氣動(dòng)阻力與升力提高汽車的動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性以及保證汽車的可靠性與行駛穩(wěn)定性一直是各國(guó)汽車制造商和研發(fā)人員所追求的目標(biāo)。對(duì)于轎車外形必須精雕細(xì)刻、不斷改進(jìn) 一、改善轎車氣動(dòng)性的措施 (1)關(guān)注車身頭部的造型關(guān)注車身頭部的造型 汽車頭部造型時(shí)，對(duì)于轎車應(yīng)使頭部盡量低矮，且在俯視圖中呈半圓形

46、。 (2)注意車身表面各部件交接的過(guò)渡注意車身表面各部件交接的過(guò)渡 如頭部與前風(fēng)窗下緣的交接處、前風(fēng)窗頂部與頂蓋的交接處等過(guò)渡應(yīng)圓滑，防止氣流分離而產(chǎn)生渦漩，以達(dá)到降低空氣阻力系數(shù)的目的。 (3)精心設(shè)計(jì)前風(fēng)窗精心設(shè)計(jì)前風(fēng)窗A柱及流水槽等柱及流水槽等 前風(fēng)窗玻璃與側(cè)面交接處的前風(fēng)窗立柱(A柱)，因其正好位于前方來(lái)流向兩側(cè)流動(dòng)的拐角處，產(chǎn)生氣流分離使阻力增加，因而要精心設(shè)計(jì)。 (4)注意前風(fēng)窗與水平面的夾角注意前風(fēng)窗與水平面的夾角 該角度最好為40士2。試驗(yàn)證明，繼續(xù)減小這個(gè)角度不能得到更好的效果。 (5)注意車長(zhǎng)的縱向形狀注意車長(zhǎng)的縱向形狀 汽車的中部應(yīng)呈腰鼓形，且向后逐漸收縮的形狀為最好。在汽車的側(cè)面玻璃設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)使其盡量接近汽車的外表面，同時(shí)裝在車外的附件，如門把手、車燈