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問答

汽車行駛時(shí)的風(fēng)力大小和哪些因素相關(guān),有什么數(shù)學(xué)公式

提問者:Matoeasense2013-04-13 00:00

最佳答案

空氣阻力由壓力阻力和摩擦阻力兩部分組成。壓力阻力是作用在汽車車身的法向壓力在汽車行駛方向的分量見圖2-19。壓力阻力主要由壓差、誘導(dǎo)和內(nèi)循環(huán)阻力組成。壓差阻力主要與汽車的形狀有關(guān),約占58%;誘導(dǎo)阻力主要來自汽車的突出部件,如后視鏡、門把手、導(dǎo)水槽、驅(qū)動(dòng)軸、懸架導(dǎo)向桿等,約占14%;內(nèi)循環(huán)阻力,是指因發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系、車身通風(fēng)等需要?dú)饬髁鬟^汽車內(nèi)部產(chǎn)生的阻力,占12%;誘導(dǎo)阻力是指空氣升力在水平方向的分力,占7%。汽車周圍包圍著空氣。汽車向前運(yùn)動(dòng)時(shí),附在車身表面的空氣附面層隨之運(yùn)動(dòng),當(dāng)車身與空氣相對(duì)速度增加時(shí),附面層被破壞而離開車身表面,在后面形成紊亂而破碎的氣流,便是渦流。由于汽車形狀不是“理想的流線型”,在車位尾存在渦流分離現(xiàn)象。汽車的空氣壓差阻力就是由于車身后部存在渦流區(qū)而產(chǎn)生的。如圖2-20所示,汽車僅在前部很小的區(qū)域存在層流,其余大部分區(qū)域的氣流狀態(tài)都是紊流。氣流在前窗凹角有一個(gè)局部分離區(qū)形成局部渦流,在頂蓋后緣再次分離以致擴(kuò)展至尾部,形成尾部渦流區(qū)。汽車上部和底部的空氣壓力不同,引起橫向氣流和車輛的升力,橫向氣流也會(huì)在車身表面產(chǎn)生渦流分離現(xiàn)象,造成壓差,產(chǎn)生所謂誘導(dǎo)阻力,見圖2-21。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產(chǎn)生的切向力造成的。當(dāng)氣流流過車身時(shí),因粘性的作用,空氣微團(tuán)與車身表面發(fā)生摩擦而阻礙了氣體的流動(dòng),而形成的一種阻力稱為空氣摩擦阻力。汽車的空氣摩擦阻力很小,約占9%。在汽車行駛速度范圍內(nèi),空氣阻力與氣流相對(duì)速度的動(dòng)壓力 成正比,即 (2-34)式中:CDA為汽車正投影面積,通常稱為迎風(fēng)面積(m2);ur汽車相對(duì)空氣的的速度(m/s)。空氣阻力系數(shù),一般為雷諾數(shù)Re的函數(shù)(在車速較高、動(dòng)壓力較高而相應(yīng)氣體的粘性摩擦較小時(shí),CD將不隨Re而變化);ρ為空氣密度,一般視為常數(shù);影響空氣Fw70年代,CD0.4~0.6,20世紀(jì)90年代CD0.25~0.4,目前某些概念車CD0.20。CD的大小對(duì)轎車(高速)的性能影響極大。圖2-22 是大眾集團(tuán)汽車空氣阻力系數(shù)的逐年變化情況。表2-7為汽車空氣阻力系數(shù)CD和迎風(fēng)面積A的變化范圍。表2-8為典型轎車空氣阻力系數(shù)。的設(shè)計(jì)因素是空氣阻力系數(shù)CD和迎風(fēng)面積A。由于乘坐空間的制約A變化不大。近年來空氣動(dòng)力學(xué)設(shè)計(jì)取得了很大進(jìn)展,其中CD變化較大。20世紀(jì)50年代至20世紀(jì)表2-7 汽車空氣阻力系數(shù)CD 和迎風(fēng)面積A的變化范圍車型迎風(fēng)面積Am2 空氣阻力系數(shù)CDI說明轎車1.7~2.10.28~0.41跑車CD 較高載貨汽車3~70.6~1.0大客車4~70.5~0.8降低CD的要點(diǎn)如下:車身前部發(fā)動(dòng)機(jī)罩時(shí)期向前下傾。面與面的交接處平滑圓弧狀。前風(fēng)擋玻璃與發(fā)動(dòng)機(jī)罩和車頂?shù)倪^渡應(yīng)圓滑,玻璃應(yīng)盡可能地傾斜。減少燈、后視鏡等凸出物。凸出物應(yīng)接近流線型。保險(xiǎn)杠下應(yīng)有何時(shí)的擾流板。車輪罩應(yīng)光滑且與車輪向平。整個(gè)車身應(yīng)向前傾1°-2°。水平投影應(yīng)為腰鼓形,后端應(yīng)稍微收縮,前端呈半圓形。汽車尾部較好的形狀為艙背式或直背式。行李倉上蓋板應(yīng)短而高!皵_流翼”(或汽車尾翼)具有降低空氣阻力和提高穩(wěn)定性的作用。據(jù)說,在高速公路上以120 km/h速度行駛,安裝擾流翼能省油14%,底部要求蓋住零部件使其平整化,并由中部或后輪向后逐步升高。改進(jìn)散熱器和通風(fēng)的進(jìn)口和出口位置。載貨汽車車頂部安裝導(dǎo)流罩,汽車側(cè)面應(yīng)安裝防護(hù)板。

回答者:aumy放假了2016-04-13 00:00

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    提問者:a4742167142013-06-26

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    提問者:zhaohao99242013-12-14

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