為什麼跑車的設計都很誇張,降低風阻可以從哪些方面入手?

時間 2021-12-19 17:02:00

1樓:諾謙

降低風阻可以從哪些方面入手呢?

1、對於任何車輛來說,其行駛過程當中的受力都滿足車輛動力學方程。行駛阻力分為四部分:滾動阻力、空氣阻力、加速阻力和坡度阻力。

在這些阻力中,滾動阻力和空氣阻力在任何行駛條件下都存在。對於民用跑車,主要目標是減少阻力。事實上,從車輛動力學方程可以看出,車輛的空氣阻力越小,總阻力越小。

2、降低阻力少不了後擴散器的設計。擴散器前部的功能實際上是減緩氣流。由於擴散器會立即使流量管膨脹,此時流體仍然是不可壓縮流,更多的氣流將從底盤或周圍吸入擴散器,從而導致底盤流速增加,壓力降低。

3、另外,還有車門把手、後視鏡和擋泥板會阻礙空氣的流動,為了降低抗干擾性,現代車輛採用了隱藏式車門把手、減少後視鏡和取消擋泥板;為了減少內部迴圈阻力,發動機艙的內部設計將更加規則,空氣迴圈將更加順暢,從理論上來說,車身的表面越光滑,摩擦阻力越小,但是事實上不是這樣的,反而相反。

4、還有就是平板底盤,平板底盤不僅可以降低氣流通過時的阻力,還可以降低質量流產生的公升力。理想的底盤由乙個完整的輕型底盤裝甲組成,但從成本的角度來看,它並不划算。電動汽車沒有排氣系統」,因此底盤設計本身相對平坦。

一般來說,通過合理的零件布局可以獲得更好的氣動效能。

2樓:狂神十字

其實吧,跑車的風阻係數,遠大於你能見到的任何一台汽車因為從力學原理來說,風阻,的阻力,會被傾斜的車身外型轉化為下壓力,空氣動力學討價誇張的彎曲角度其實都是暴漲風阻的玩意

不信你給你的車改個真正的尾翼(非汽配城)試試,油耗起碼加1個油這些風阻都被轉化為了下壓力,對抗車身下方氣流產生的壓強差,避免起飛

3樓:獨木成橋

風阻係數是通過風洞實驗和下滑實驗所確定的乙個引數,它說明的是汽車在行駛時的空氣阻力。風阻係數愈大,則空氣阻力愈大。

風阻係數的大小取決於汽車的外形,可以說正是低風阻係數推動了汽車車身結構的發展,轎車造型逐漸由馬車型轉變為子彈頭型,重要目的就是降低風阻係數。

1、壓力阻力:壓力阻力又稱為形狀阻力,是作用於汽車外表面上的法向力的合力在行駛方向的分力,約佔空氣阻力的55%~65%,是空氣阻力的主要組成部分。它的作用機理是:

當汽車向前行駛穿過空氣介質時,汽車前部的空氣被壓縮,使作用於汽車前部的壓力公升高;而汽車後部形成渦流區產生負壓,使作用於汽車後部的壓力降低。這種前後壓力差便形成了壓力阻力。

2、誘導阻力:誘導阻力是指汽車在行駛時受到的使汽車向上公升起的力,它約佔空氣阻力的6% - 8%。它的作用機理是:

汽車在高速行駛時,流經汽車上部和下部的空氣流速是不同的,上部的空氣流速快,下部的空氣流速慢。根據伯努克原理,空氣流速越快壓力越低,因此汽車上部和下部所受到的空氣壓力不同,下部的壓力大於上部的壓力,這樣就會產生乙個使汽車向上公升起的力,這個力就是誘導阻力。

3、干擾阻力:干擾阻力是車輛行駛時車表面突出物,如門把手、後視鏡、懸架導向杆、車軸、擋泥板等引起的空氣阻力,它約佔整車空氣阻力的12%- 18%。

4、內迴圈阻力:內迴圈阻力也稱內部阻力,是冷卻發動機、車內通風等昕需空氣流徑車體內部時形成的阻力,約佔空氣阻力的5%- 12%。

5、摩擦阻力:汽車高速行駛時,空氣高速流過車身,與車體表面會發生摩擦作用,從而產生阻滯力。這種由於空氣的粘滯性在車身表面產生的摩擦力在汽車行駛方向的分力,稱為摩擦阻力,又稱表面阻力,約佔空氣阻力的5%~10%。

需要注意的是:空氣阻力並不是乙個固定的值,而是乙個變數,它的大小與汽車的行駛速度成正比,車速越快空氣阻力越大。當車速在30km/h以下的時候,空氣阻力只佔汽車行駛總阻力很小的一部分;當車速超過80km/h的時候,空氣阻力大約佔總阻力的60%以上,成為車輛需要克服的首要阻力;當車速超過120km/h的時候,空氣阻力大約佔總阻力的80%以上;當車速超過160km/h的時候,空氣阻力大約佔總阻力的95%以上,其它阻力幾乎可以忽略不計了。

因此,空氣阻力對汽車的油耗影響是非常大的,特別是汽車在高速行駛時,所消耗的燃油主要用來克服空氣阻力。評價汽車空氣阻力的主要引數是汽車的風阻係數,現在的轎車風阻係數一般都在0.28左右,最低的可以做到0.

22,SUV車型的風阻係數一般在0.32左右,這也是SUV車型油耗更高的原因之一。不過風阻係數與汽車的速度無關,並不是說車速越高的車風阻係數越小,最明顯的例子是F1方程式賽車,它的風阻係數大約在0.

5以上,比很多車型都要大很多。因為它更需要的是良好的高速穩定性,而不僅僅是節約燃油,這比減小空氣阻力更重要。

此外,汽車的空氣阻力對汽車的操控性影響也是非常大的,其中的誘導阻力是最主要的乙個因素。如果誘導阻力過大,汽車高速行駛就會「髮飄」,導致汽車高速操控性變差。為了減小誘導阻力,常見的做法是在汽車底部安裝護板,讓汽車的底部變得非常平坦,減小空氣的流通阻力;同時在車尾部設計空氣擴散器,讓空氣更快的流過車底;還有就是在汽車上部安裝擾流板,讓空氣在流經汽車車身時對汽車施加乙個向下的壓力,這個壓力越大車輛行駛越「穩」,車輛高速穩定性越好。

但是過大的下壓力會造成汽車輪胎負荷過大,摩擦阻力增加,進而增加油耗。

對汽車空氣阻力影響最大的是汽車的外形設計,如車頭和車尾的形狀,風擋玻璃的傾角等。風阻係數最小的車身形狀是水滴形,但是它很難製造,同時也無法滿足汽車的空間需求,所以基本不使用。現在的汽車車身形狀一般是楔形,它既有較低的風阻係數,又有良好的操控性和車內空間,因此別廣泛使用。

另外,三廂車的空氣阻力要小於兩廂車,轎車的空氣阻力也要小於SUV車型。一款汽車設計完成後會在風洞中測試它的空氣阻力和風阻係數。

此外,由於門把手、後視鏡、擋泥板等會阻礙空氣的流通,所以現在的汽車為了減小干擾阻力,採用了隱藏式門把手、減小後視鏡、取消擋泥板等措施;為了減小內迴圈阻力,會將發動機艙內部設計的更加規整,使空氣流通更加順暢;為了引導空氣流動,在發動機護板、車輪罩等部位設計了很多導流板,讓空氣按照預定的方向流動;有些車型還會在車身側面開啟較大的開口,將從車頭正面進入的開啟引流到車身兩側,這也可以降低空氣阻力,比如賓士跑車的「鯊魚嘴」。

比較有趣的是摩擦阻力。從理論上來說,車身的表面越光滑,摩擦阻力越小,但事實上並非如此,這裡有乙個有趣的「Golf球現象」。大家看Golf球的表面,並非是光滑的,而是有許多凹坑,實踐證明,這些凹坑可以有效的降低空氣阻力,讓Golf球飛得更遠,比表面完全光滑的球飛得遠多了。

汽車的表面也是如此,完全光滑的表面並不能獲取最小的空氣阻力,所以汽車的表面會設計一些溝槽、凸起、加強筋等,這些設計一方面會加強車體蒙皮的強度,在客觀上也降低了空氣阻力。當然,這些設計都是要在風洞中驗證的。

4樓:郭豪

風阻係數作為汽車的乙個關鍵屬性尤為重要。汽車大部分油耗,都用來對抗了風阻,家用轎車時速80公里每小時時,約百分之五十五的阻力來自風阻,時速200公里每小時時,風阻佔比上公升到了百分之八十五。

影響汽車風阻的原因有兩個,一是汽車大小,二是汽車外形。

目前大部分汽車的風阻係數在0.25-0.4之間,人類製造出風阻係數最小的汽車,是參加環保馬拉松的賽車,Ecorunner V,風阻係數僅為0.

0521,和水滴的風阻係數相當,但過低的風阻係數,同樣存在問題,過於流線的外觀,導致空間利用率很低,同樣也會造成告訴狀態不穩定。

所以有些民用跑車,配備可調節尾翼,來提高高速穩定性和制動效能。風阻係數減小0.1,油耗降低百分之七,但是風阻可不是越小越好。

5樓:Sakura7

對汽車空氣阻力影響最大的是汽車的外形設計,車身形狀一般是楔形,它既有較低的風阻係數,又有良好的操控性和車內空間,此外,由於門把手、後視鏡、擋泥板氣阻礙空氣的流通,所以跑車車為了減小干擾阻力,採用了隱藏式門把手、減小後視鏡、取消擋泥板等措施;為了減小內迴圈阻力,會將發動機艙內部設計的更加規整,使空氣流通更加順暢;為了引導空氣流動,在發動機護板、車輪罩等部位設計了很多導流板,讓空氣按照預定的方向流動;或者車身側面開啟較大的開口,將從車頭正面進入的開啟引流到車身兩側,這也可以降低空氣阻力,比如賓士跑車的「鯊魚嘴」。

我們通常會認為超跑的風阻係數會更低,但實際上並非如此,反而會比一般的家用轎車更高。原因很簡單,家用車更多考慮的是經濟性,而跑車追求的是極速、圈速。當跑車速度越來越快,車輛由於本身造型的原因就容易因為伯努利原理產生公升力,此時就需要借助空氣使車輛始終保持最大的抓地力,於是就會增加一些翼片來壓住車身,跑車的風阻自然就會變大。

所以跑車的空氣動力學設計並非一味地追求更低的風阻,而是尋求一種平衡,借風之手幫助自己。

6樓:非禮勿視

跑車車身設計在減少迎風面積的同時盡量降低風阻係數,而跑車另乙個重要的空氣動力學指標是下壓力,如何才能既降低風阻係數又能提公升下壓力從而保障跑車的高速穩定性?如果讓我設計一台跑車,除了車身設計減少迎風面積外,降低風阻還可以從以下途徑入手設計降低風阻。

1、平整的底盤:平整的底盤不僅可以降低氣流通過時的阻力,還可以減少紊流產生的公升力。理想的底盤由乙個完整的輕量底盤裝甲構成的,但是一般從成本的角度去考慮這是不合算的。

電動車並沒有排氣系統,所以底盤設計本身就比較平整,再通過合理的零件布局,一般都可以獲得比較好的氣動效能。

2、充分利用地面效應:地面效應就是利用車身周圍的擋板將原本通過車底的氣流分流到車身兩邊,並同時減少兩側氣流進入車輛底部,使得車與地面之間產生乙個氣壓較低的區域,最終使車身和車底形成壓力差,產生額外的下壓力,以增強輪胎的抓地力,減少輪胎滾動摩擦,提高能耗經濟性。

3、各種氣流引導裝置:在車體外型角度變化超過12度的地方(如車尾),使用尾翼、擴散器等導流裝置可以提高車輛的氣動效能。它們總的原理都是引導氣流更流暢的通過車身,防止車身周圍產生紊流。

4、封閉式輪轂:經常看F1的朋友對這個肯定不陌生,其實這個設計已經存在已久,但在傳統汽車設計上一直很少使用,原因就在於封閉式輪轂會大大影響剎車系統的散熱效能。

為什麼很多服裝設計師的設計都很誇張奇異,那種能引領時尚潮流嗎,普通人會穿嗎?

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