汽车行驶时的空气阻力是如何产生的?哪些因素会影响空气阻力?

楼主:o剑歌o 时间:2018-10-08 10:41:23 点击:73 回复:0
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汽车在行驶中会受到滚动阻力、空气阻力、坡路阻力以及加速阻力等各种阻力的作用,其中的空气阻力指汽车行驶时受到的空气作用力在行驶方向上的分力。空气阻力是一个变量,它的大小其与车速成正比,车速越快空气阻力越大。

实验表明:当车速在30km/h以下的时候,空气阻力只占总阻力很小的一部分;当车速超过80km/h的时候,空气阻力大约占总阻力的50%以上,成为车辆需要克服的首要阻力;当当车速超过120km/h的时候,空气阻力大约占总阻力的80%以上;当车速超过160km/h的时候,空气阻力大约占总阻力的95%以上,其它阻力几乎可以忽略不计了。另外汽车的外形、表面光洁度、车表面各种突出物、底盘的平整度等也会影响空气阻力。

汽车的空气阻力主要可以分为以下几种:

1、压力阻力

压力阻力又称为形状阻力,是作用于汽车外表面上的法向力的合力在行驶方向的分力,约占空气阻力的55%~65%。汽车向前行驶穿过空气介质时,汽车前部的空气被压缩,使作用于汽车前部的压力升高;而汽车后部形成涡流区产生负压,使作用于汽车后部的压力降低。这种前后压力差便形成了压力阻力,它与车身形状有很大的关系,如车头和车尾的形状,风挡玻璃的倾角等对其都有影响。一般三厢车的压力阻力要明显小于两厢车,轿车的压力阻力也要小于SUV车型。

2、诱导阻力

汽车在高速行驶时,上部的空气流速快,下部的空气流速慢,这样就导致了上部和下部的空气压力不同,下部的压力较大,二者的差值在水平方向上的分力即为诱导阻力,约占空气阻力的6%-8%。这个力其实就是使汽车上升的力,有些车高速“发飘”主要就是这个原因。底盘的平整度对它有非常大的影响,平整度越高诱导阻力越小,所以一些高端车的底盘几乎都是封闭的,就是这个缘故。

3、干扰阻力

干扰阻力是车辆行驶时车表面突出物,如门把手、后视镜、悬架导向杆、车轴、挡泥板等引起的空气阻力,约占整车空气阻力的12%-18%。现在的汽车为了减小这个阻力,采用了隐藏式门把手、减小后视镜、取消挡泥板等措施,有些人自己在车上加装大包围、后尾翼等,这样会增加汽车的干扰阻力。

4、内循环阻力

内循环阻力也称内部阻力,是冷却发动机、车内通风等昕需空气流径车体内部时形成的阻力,约占空气阻力的5%-12%。现在一些高端车在发动机舱内部、车轮罩等部位设计了很多的导流板,目的就是既能保证良好的冷却效果,又可以降低空气阻力。

5、摩擦阻力

空气高速流过车身,与车体表面会发生摩擦作用,从而产生阻滞力。这种由于空气的粘滞性在车身表面产生的摩擦力在汽车行驶方向的分力,称为摩擦阻力,又称表面阻力,约占空气阻力的5%~10%。它与车身的表面光洁度有关,车体越光滑,摩擦阻力越小;有些车贴了很个性车车衣,导致表面凸凹不平,高速行驶时会导致油耗的增加。

由于空气阻力会极大的影响汽车的行驶性能和油耗,因此各大车企都极为重视汽车外形的设计。评价汽车空气阻力的主要参数是汽车的风阻系数,现在的轿车风阻系数一般都在0.28左右,最低的可以做到0.24,SUV车型的风阻系数一般在0.32左右,这也是SUV车型油耗更高的原因之一;F1赛车的风阻系数其实并不低,大约在0.5以上,它更需要的是良好的高速稳定性,这比减小空气阻力更重要。

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