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空气动力学在车身设计中的应用【致锋专业知识分享】

汽车车身, 一般说来是指汽车车体, 包括车头、驾驶室、车箱等总成。

车身是汽车的外部可见部分, 不仅要满足功能上的要求, 而且还要经过艺术加工,因此, 车身的设计有别于其它总成。

现代汽车车身设计, 应用了许多先进的科学技术, 如电子技术、人体工程学、空气动力学、计算机辅助设计与制造(CAD/CAM)等。为了使车身设计适应发展的局面, 本文就其主要方面加以叙述。

车身空气动力性能的好坏, 直接影响汽车的经济性和行驶稳定性, 汽车行驶时产生的啸音及驾驶室内部气流的流动, 又直接影响乘坐舒适性。因此, 现代汽车车身设计特别重视空气动力性能。

空气阻力与车速的平方成正比。当车速接近时, 空气阻力大约与滚动阻力相等, 当车速高于时, 发动机的功率主要用于克服空气阻力。所以, 车身设计的任务之一, 就是尽量降低汽车的空气阻力。就轿车而言, 空气阻力各种组分及占总空气阻力的比例如下

1)外形阻力        55%

2)升阻力         7%

3)摩擦力         9%

4)干扰阻力        17%

5)内部空气阻力     12% 

由此可知, 车身外形的形状对空气阻力影响**, 所以, 应尽量使车身外形流线型化。不仅轿车要注意空气动力特性, 就是中型及重型载货汽车, 也应注意这方面的研究工作。对于外形的局部形状也应予以注意, 特别要注意棱角处的过渡。CA141型汽车前风窗流水槽, 由于突出表面20mm, 致使空气阻力系数增加了0.14。目前, 轿车的空气阻力系数一般为0.2-0.3

对于内部空气阻力也不能忽视。当空气流经散热器后, 在车身内部空间会遇到较大的阻力。如果设计得当则会产生有利作用。第一汽车制造厂于六十年代开发的CA140型汽车, 曾利用开顶盖窗、在驾驶室前部流水槽处开通凤口、设置二角窗、在前围设通风道等拾施, 可有效地降低驾驶室内的温度。

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