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你一定要知道汽车和空气的这些事!

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发布:liuxianglong 作者: 发动机技术来源: 发动机技术
PostTime:19-8-2016 19:20
作者:发动机技术 汽车与空气,有很多有趣的事,汽车工程师即爱她离不开她,又要想办法克服她,升力、压力、阻力、动力......汽车与空气

以下为文章全文:(本站微信公共账号:cartech8)


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 汽车与空气,有很多有趣的事,汽车工程师即爱她离不开她,又要想办法克服她,升力、压力、阻力、动力......汽车与空气,到底是怎么的千丝万缕呢?
  空气怎样影响行驶的汽车?
  单从力学的角度讲,汽车在行驶时会受到四种力:向前的动力、向后的阻力、向下的重力、向上的升力。
  
  还有向上的升力?——是的,没错!
  流线形的车身与飞机机翼有一个共同点:在它们上部表面掠过的空气,其流程比在它们底部掠过的空气流程长。空气流程越长,其速度也越快。根据流体力学中伯努利(Bernoulli)定律:流体速度越快,压力就会越小。因此,汽车上部所受的空气压力要比底部小,结果便会产生空气升力。
  或者这样理解升力产生的原因:当汽车前进时,气流与车头互相碰撞后,有一部分气流会从车子上方飘过,一部分则从车底飘过。因为从车顶飘过的气流行程较长,因此气流密度也就降低了;而从车底飘过的气流,则有点被“压缩”的情形,压力较上部气流大,因此每辆汽车多少都有些升力。
  升力是飞行的基本要素,但就陆地行驶来说,升力却是不利因素。因为车轮要紧贴路面才能产生抓地力。升力及其他空气动力都会影响汽车行驶的稳定性,升力越大,稳定性越差。
  
  怎样减少升力提高安全性?
  为了减少轿车在高速行驶时所产生的升力,汽车设计师除了在轿车外形方面做改进外,还在轿车行李箱盖上后端做成像鸭尾似的突出物,将从车顶冲下来的气流阻滞一下形成向下的作用力,这种突出物称为“扰流板”。
  
  扰流板其实是人们受到飞机机翼的启发而产生的。在汽车尾端上安装的这个平行板的横截面与机翼的横截面相同,只是反过来安装,平滑面在上,抛物面在下,这样车子在行驶中会产生与升力同样性质的作用力,只是方向相反,利用这个向下的力来抵消车身上的升力,从而保障了行车的安全。
  汽车上的扰流板有多种式样。如赛车上的扰流板较高,这是为了充分发挥扰流作用,使没有乱流的气流直接作用在扰流板上,而且使它产生的下压力不致作用于车身而抵消其效应。因此必须将扰流板离开车身表面安装。
  两厢车的顶盖后缘常安装一个像鸭尾那样的扰流板,使顶盖上一部分气流被引导流过后窗表面。这样既可使后窗后部的升力降低,也可引导气流将后窗表面浮尘消除,避免尘污附着而影响汽车后视野。
  在许多普通轿车上,也装有扰流板。其实由于这些车的速度都不是很高,因此扰流板难以发挥实际作用,而美化车身外观则成了装扰流板的最大目的。
  汽车尾部也会受到空气影响?
  汽车的尾部也会受到空气的影响,因而需要一些相应的设施来减少影响。
  
  比如两厢车,车顶气流到后风窗顶端时突然下降,在后风窗处形成负压,从而形成较大的涡流,以致后风窗玻璃更容易蒙上尘土,因此需要更频繁地使用刮水器。
  三厢车的车顶气流一直到行李箱盖后端时才会突然下降而形成涡流。但在流过后风窗玻璃时,由于气流所受压强仍然较大,它会快速“扫过”后风窗玻璃,从而使三厢车的后风窗玻璃较两厢车保持更干净状态。
  空气对汽车必不可少?
  以上种种,虽然空气对汽车产生阻力、消耗能量、影响行驶稳定性,但对汽车来说也却是必不可少!
  
  首先发动机燃烧需要空气,其次是发动机、制动等主要部件冷却更需要空气。正是这个原因,汽车的前端都设计有进气孔和进气格栅,而在一些超级跑车的腰部都设计有巨大的进气孔,为发动机、制动系统等提供冷却空气。
  
  现在你知道汽车工程师为什么对空气又爱又恨的情结了吧?不过好在只要我们了解了汽车与空气的互相作用,并且能够很好地控制她,就能够化弊为利,达到更好的汽车性能,造福人类。

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