導(dǎo)流板與擾流板

1、轎車造型與空氣動(dòng)力學(xué)空氣阻力眾所周知，車速越快阻力越大，空氣阻力與汽車速度的平方成正比。如果空氣阻力占汽車行駛阻力的比率很大，會(huì)增加汽車燃油消耗量或嚴(yán)重影響汽車的動(dòng)力性能。據(jù)測(cè)試，一輛以每小時(shí)100公里速度行駛的汽車，發(fā)動(dòng)機(jī)輸出功率的百分之八十將被用來(lái)克服空氣阻力，減少空氣阻力，就能有效地改善汽車的行駛經(jīng)濟(jì)性，因此轎車的設(shè)計(jì)師是非常重視空氣動(dòng)力學(xué)。在介紹轎車性能的文章上經(jīng)常出現(xiàn)的“空氣阻力系數(shù)”就是空氣動(dòng)力學(xué)的專用名詞之一，也是衡量現(xiàn)代轎車性能的參數(shù)之一?？諝庾枇ο禂?shù)汽車在行駛中由于空氣阻力的作用，圍繞著汽車重心同時(shí)產(chǎn)生縱向，側(cè)向和垂直等三個(gè)方向的空氣動(dòng)力量，對(duì)高速行駛的汽車都會(huì)產(chǎn)生不同的影響

2、，其中縱向空氣力量是最大的空氣阻力，大約占整體空氣阻力的百分之八十以上。它的系數(shù)值是由風(fēng)洞測(cè)試得出來(lái)的，與汽車上的合成氣流速度形成的動(dòng)壓力有密切關(guān)系。當(dāng)車身投影尺寸相同，車身外形的不同或車身表面處理的不同而造成空氣動(dòng)壓值不同，其空氣阻力系數(shù)也會(huì)不同。由于空氣阻力與空氣阻力系數(shù)成正比關(guān)系，現(xiàn)代轎車為了減少空氣阻力就必須要考慮降低空氣阻力系數(shù)。從50年代到70年代初，轎車的空氣阻力系數(shù)維持在0.4至0.6之間。70年代能源危機(jī)后，各國(guó)為了進(jìn)一步節(jié)約能源，降低油耗，都致力于降低空氣阻力系數(shù)，現(xiàn)在的轎車空氣阻力系數(shù)一般在0.28至0.4之間。車身設(shè)計(jì)與空氣動(dòng)力學(xué)轎車外形設(shè)計(jì)為了減少空氣阻力系數(shù)，現(xiàn)代轎

3、車的外形一般用圓滑流暢的曲線去消隱車身上的轉(zhuǎn)折線。前圍與側(cè)圍、前圍、側(cè)圍與發(fā)動(dòng)機(jī)罩，后圍與側(cè)圍等地方均采用圓滑過(guò)渡，發(fā)動(dòng)機(jī)罩向前下傾，車尾后箱蓋短而高翹，后冀子板向后收縮，擋風(fēng)玻璃采用大曲面玻璃，且與車頂園滑過(guò)渡，前風(fēng)窗與水平面的夾角一般在25度一33度之間，側(cè)窗與車身相平，前后燈具、門手把嵌入車體內(nèi)，車身表面盡量光潔平滑，車底用平整的蓋板蓋住，降低整車高度等等，這些措施有助于減少空氣阻力系數(shù)。在80年代初問(wèn)世的德國(guó)奧迪100C型轎車就是最突出的例子，它采用了上述種種措施，其空氣阻力系數(shù)只有0.3，成為當(dāng)時(shí)商業(yè)化轎車外形設(shè)計(jì)的最佳典范。據(jù)試驗(yàn)表明，空氣阻力系數(shù)每降低百分之十，燃油節(jié)省百分之七左

4、右。曾有人對(duì)兩種相同質(zhì)量，相同尺寸，但具有不同空氣阻力系數(shù)（分別是0.44和0.25）的轎車進(jìn)行比較，以每小時(shí)88公里的時(shí)速行駛了100公里，燃油消耗后者比前者節(jié)約了1.7公升?？疾燹I車車形的發(fā)展史，從本世紀(jì)初的福特T型箱式車身到30年代中型的甲蟲型車身，從甲蟲型車身到50年代的船型車身，從船型車身到80年代的楔型車身，直到今天的轎車車身模式，每一種車身外形的出現(xiàn)，都不是某一時(shí)期單純的工業(yè)設(shè)計(jì)的產(chǎn)物，而是伴隨著現(xiàn)代空氣動(dòng)力學(xué)技術(shù)的進(jìn)步而發(fā)展的?？諝庾枇ο禂?shù)在過(guò)去的轎車手冊(cè)中從未出現(xiàn)過(guò)，今天則是介紹轎車的常用術(shù)語(yǔ)之一，成為人們十分關(guān)注的一種參數(shù)了。導(dǎo)流板與擾流板現(xiàn)代轎車的經(jīng)常時(shí)速已達(dá)100公里左

5、右，最高時(shí)速更達(dá)200公里以上，因此轎車的車身設(shè)計(jì)既要服從空氣動(dòng)力學(xué)，要有盡量低的空阻系數(shù)，又要采取措施，在車身的前后端安裝導(dǎo)流板和擾流板，以保證轎車的行駛安全。擾流板在空氣動(dòng)力學(xué)上，有法國(guó)物理學(xué)家貝爾努依證明的一條理論：空氣流速的速度與壓力成反比。也就是說(shuō)，空氣流速越快，壓力越小；空氣流速越慢，壓力越大。例如飛機(jī)的機(jī)翼是上面呈正拋物形，氣流較快；下面平滑，氣流較慢，形成了機(jī)翼下壓力大于上壓力，產(chǎn)生了升力。如果轎車外型與機(jī)翼橫截面形狀相似，在高速行駛中由于車身上下兩面的氣流壓力不同，下面大上面小，這種壓力差必然會(huì)產(chǎn)生一種上升力，車速越快壓力差越大，上升力也就越大。這種上升力也是空氣阻力的一種，

6、汽車工程界稱為誘導(dǎo)阻力，約占整車空氣阻力的7%,雖然比例較小，但危害很大。其它空氣阻力只是消耗轎車的動(dòng)力，這個(gè)阻力不但消耗動(dòng)力，還會(huì)產(chǎn)生承托力危害轎車的行駛安全。因?yàn)楫?dāng)轎車時(shí)速達(dá)到一定的數(shù)值時(shí)，升力就會(huì)克服車重而將車子向上托起，減少了車輪與地面的附著力，使車子發(fā)飄，造成行駛穩(wěn)定性變差。為了減少轎車在高速行駛時(shí)所產(chǎn)生的升力，汽車設(shè)計(jì)師除了在轎車外型方面做了改進(jìn)，將車身整體向前下方傾斜而在前輪上產(chǎn)生向下的壓力，將車尾改為短平，減少?gòu)能図斚蚝蟛孔饔玫呢?fù)氣壓而防止后輪飄浮外，還在轎車前端的保險(xiǎn)杠下方裝上向下傾斜的連接板。連接板與車身前裙板聯(lián)成一體，中間開有合適的進(jìn)風(fēng)口加大氣流度，減低車底氣壓，這種連接

7、板稱為導(dǎo)流板。在轎車行李箱蓋上后端做成象鴨尾似的突出物，將從車頂沖下來(lái)的氣流阻滯一下形成向下的作用力，這種突出物稱為擾流板。還有一種擾流板是人們受到飛機(jī)機(jī)翼的啟發(fā)而產(chǎn)生的，就是在轎車的尾端上安裝一個(gè)與水平方向呈一定角度的平行板,這個(gè)平行板的橫截面與機(jī)翼的橫截面相同，只是反過(guò)來(lái)安裝，平滑面在上，拋物面在下，這樣車子在行駛中會(huì)產(chǎn)生與升力同樣性質(zhì)的作用力，只是方向相反，利用這個(gè)向下的力來(lái)抵消車身上的升力，從而保障了行車的安全。這種擾流板一般安裝在時(shí)速比較高的轎跑車上（參閱圖示轎車）。目前不少轎車都裝有導(dǎo)流板和擾流板，藉以提高轎車的性能。汽車擋風(fēng)玻璃盡管汽車業(yè)與玻璃業(yè)是屬于兩個(gè)不同領(lǐng)域的行業(yè)，前者屬于

8、機(jī)械制造業(yè)，后者屬于輕工業(yè)，但從汽車的發(fā)展歷程來(lái)看，兩者的關(guān)系越來(lái)越密切。玻璃技術(shù)已經(jīng)完全滲入了汽車行業(yè)之中，成為汽車技術(shù)領(lǐng)域中不可缺少的一員?，F(xiàn)在，人們總是從汽車安全和外觀的角度去研究和開發(fā)汽車玻璃，不斷推出新的品種。汽車玻璃以前擋風(fēng)玻璃為主。早在80多年前，玻璃已裝在美國(guó)福特廠出產(chǎn)的T型車上，當(dāng)時(shí)是用平板玻璃裝在車廂的前端，使駕車者免除風(fēng)吹雨打之苦。從這以后的幾十年間，玻璃業(yè)逐步涉足汽車工業(yè)，創(chuàng)造了多種安全玻璃一夾層玻璃、鋼化玻璃和區(qū)域鋼化玻璃等品種，極大地改善了汽車玻璃的性能。其中夾層玻璃是指用一種透明可粘合性塑料膜貼在二層或三層玻璃之間,將塑料的強(qiáng)韌性和玻璃的堅(jiān)硬性結(jié)合在一起，增加了玻

9、璃的抗破碎能力。鋼化玻璃是指將普通玻璃淬火使內(nèi)部組織形成一定的內(nèi)應(yīng)力，從而使玻璃的強(qiáng)度得到加強(qiáng)，在受到?jīng)_擊破碎時(shí)，玻璃會(huì)分裂成帶鈍邊的小碎塊，對(duì)乘員不易造成傷害。而區(qū)域鋼化玻璃是鋼化玻璃的一種新品種，它經(jīng)過(guò)特殊處理，能夠在受到?jīng)_擊破裂時(shí)，其玻璃的裂紋仍可以保持一定的清晰度，保證駕駛者的視野區(qū)域不受影響。目前汽車前擋風(fēng)玻璃以?shī)A層鋼化玻璃和夾層區(qū)域鋼化玻璃為主，能承受較強(qiáng)的沖擊力?，F(xiàn)代轎車外型的發(fā)展與玻璃工藝的發(fā)展息息相關(guān)。早在40多年前，轎車前擋風(fēng)玻璃已經(jīng)采用單件式彎曲擋風(fēng)玻璃，并逐漸拋棄了平面型的擋風(fēng)玻璃。今天的轎車擋風(fēng)玻璃一般都做成整體一幅式的大曲面型，上下左右都有一定的弧度。這種曲面玻璃不

10、論從加工過(guò)程還是從裝嵌的配合來(lái)看，都是一種技術(shù)要求十分高的產(chǎn)品，因?yàn)樗婕暗杰囆汀?qiáng)度、隔熱、裝配等諸多問(wèn)題。轎車擋風(fēng)玻璃采用曲面玻璃，首先從空氣動(dòng)力學(xué)的角度出發(fā)。因?yàn)楝F(xiàn)代轎車的正常時(shí)速大都超過(guò)100公里，迎面氣流流過(guò)曲面玻璃能減少渦流和紊流，從而減少空氣阻力。加上窗框邊緣與車身表面平滑過(guò)渡，玻璃與車身渾然成一體，從視覺上既感到整體的協(xié)調(diào)和美觀，又可以降低整車的風(fēng)阻系數(shù)。另外，曲面玻璃具有較高的強(qiáng)度，可以采用較薄的玻璃，對(duì)轎車輕量化有一定的意義?，F(xiàn)代轎車的曲面擋風(fēng)玻璃要做到彎曲拐角處的平整度要高，不能出現(xiàn)光學(xué)上的畸變，從駕駛座上的任何角度觀看外面的物體均不變形不眩目。以前轎車玻璃通常用整齊的條

11、帶沿玻璃邊緣修飾或保護(hù)，現(xiàn)在轎車上的玻璃都采用陶瓷釉，即所謂“黑邊框”。有許多轎車擋風(fēng)玻璃還鍍膜，采用反射涂層工藝或改善玻璃的成分，只讓太陽(yáng)可見光進(jìn)入車廂內(nèi)，擋住紫外線和紅外線，在很大程度上減輕了乘員受到的炎熱之苦。這種稱為“綠色玻璃”的現(xiàn)代轎車玻璃，已經(jīng)廣泛使用。汽車擋風(fēng)玻璃的安全性能是非常重要的。且不說(shuō)如果安全性能低它對(duì)乘員身體的危險(xiǎn)程度，就是對(duì)汽車本身，如果檔風(fēng)玻璃出現(xiàn)裂紋或者有明顯庇點(diǎn)，就好象人臉破相一樣，嚴(yán)重?fù)p害整車的外觀形象。因此，汽車擋風(fēng)玻璃的安全性要求要十分高。一般的汽車玻璃采用硅玻璃，其中主要成份氧化硅含量超過(guò)70%，其余由氧化鈉、氧化鈣、鎂等組成，通過(guò)浮法工藝制成。在制作過(guò)

12、程中，材料加熱到1500C溫度時(shí)熔化，溶液通過(guò)1300C左右的精練區(qū)時(shí)澆注到懸浮槽（液態(tài)錫）上，冷卻到600C左右，在此階段形成質(zhì)量特別好的平行的兩面平面體（上面是溶液平面，下面是液態(tài)錫上平面），再通過(guò)冷卻區(qū)域后形成玻璃并被切割成規(guī)定的尺寸。然后玻璃進(jìn)一步加工成鋼化玻璃（TSG）或夾層玻璃（LSG）。加工完畢的成產(chǎn)品汽車玻璃，從外觀上看應(yīng)沒(méi)有明顯的氣泡和劃痕。為了保證汽車玻璃質(zhì)量，行業(yè)將汽車玻璃按照工藝加工分成A類與B類夾層玻璃、區(qū)域鋼化玻璃和鋼化玻璃四類，其中A類夾層玻璃安全性能最高。國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，前檔風(fēng)玻璃必須要使用A類夾層玻璃、B類夾層玻璃或區(qū)域鋼化玻璃，它們?cè)谡J(rèn)證標(biāo)志中的代號(hào)分別是LA、LB、Z,認(rèn)證標(biāo)志采用絲網(wǎng)印刷、噴砂等工藝永久標(biāo)識(shí)在玻璃的下邊角位置，鋼化玻璃的代號(hào)是T,只能用于除前檔風(fēng)玻璃以外的位置，而有LA、LB、Z標(biāo)志玻璃可以應(yīng)用在汽車所有玻璃位置上。隨著汽車玻璃技術(shù)的發(fā)展，新?lián)躏L(fēng)玻璃技術(shù)也陸續(xù)出現(xiàn)。例如能減少陽(yáng)光對(duì)轎車車廂內(nèi)的影響，提高舒適性的水平。目前廣泛使用的“綠色玻璃”就是采用反射涂層工藝或改善玻璃的成分，只讓陽(yáng)光中的可見光進(jìn)入車廂內(nèi)，擋住紫外線和紅外線。目前有一種反紅外線輻射銀膜玻璃，在多片夾層玻璃中加入鍍銀薄膜，其