外觀改裝之汽車尾翼的物理學(xué)原理
互聯(lián)網(wǎng) 俠名 汽車改裝技術(shù) 2014-01-15
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汽車尾翼在F1賽車上所使用的擾流翼其實(shí)基本原理與飛機(jī)的機(jī)翼是相同的，后來才被移植于普通汽車上。只不過飛機(jī)的機(jī)翼是產(chǎn)生向上抬升的力量，而賽車的擾流翼則是要產(chǎn)生向下壓制的力量。這是飛機(jī)機(jī)翼的剖面，當(dāng)空氣流經(jīng)機(jī)翼時(shí)，由于通過機(jī)翼上方的氣流速度較快，下方的氣流速度較慢，因此翼面上方的空氣壓強(qiáng)降低，相對(duì)的翼面下方的空氣壓強(qiáng)較大，所以產(chǎn)生向上抬升的力量，而且速度越快壓力差越大。如果把機(jī)翼倒過來，就是簡(jiǎn)單的賽車擾流翼了，效果也就相反，產(chǎn)生向下壓制的力量，通常我們稱之為下壓力(Downforce)。 車在高速行駛時(shí)，根據(jù)空氣動(dòng)力學(xué)原理，我們知道汽車在行駛過程中會(huì)遇到空氣阻力，圍繞汽車重心同時(shí)產(chǎn)生縱向、側(cè)向和垂直上升的三個(gè)方向的空氣動(dòng)力量，其中縱向?yàn)榭諝庾枇Α?/p> 為了有效地減少并克服汽車高速行駛時(shí)空氣阻力的影響，人們?cè)O(shè)計(jì)使用了汽車尾翼，其作用就是使空氣對(duì)汽車產(chǎn)生第四種作用力，即產(chǎn)生較大的對(duì)地面的附著力，它能抵消一部分升力，有效控制汽車上浮，使風(fēng)阻系數(shù)相應(yīng)減小。使汽車能緊貼在道路地面行駛，從而提高行駛的穩(wěn)定性能。目前大多數(shù)汽車尾翼都是根據(jù)車身的寬度，經(jīng)過精確計(jì)算用玻璃纖維或碳素纖維制成的，既輕巧又堅(jiān)韌，不宜過大也不宜過小，不然反而會(huì)增加轎車的行車阻力或起不到減阻節(jié)能的作用。一般情況下，不同形狀的車身和不同的行駛速度，造成空氣動(dòng)力壓值的差異，故其空氣阻力系數(shù)也不同。 當(dāng)汽車在時(shí)速超過60km/h，空氣阻力就會(huì)大量消耗發(fā)動(dòng)機(jī)的能量，影響車速。隨著高速公路的快速發(fā)展，現(xiàn)今汽車的時(shí)速已達(dá)100km/h左右，車速越快，阻力越大，升力也就隨著增大，其上升氣流就會(huì)將汽車托起，減少車輪與地面附著力，使汽車飄浮，穩(wěn)定性變差，易發(fā)生交通事故。 汽車尾翼的作用，就是在汽車高速行駛時(shí)，使空氣阻力形成一個(gè)向下的壓力，盡量抵消升力，有效控制氣流下壓力，使風(fēng)阻系數(shù)相應(yīng)減小，而不是前面例題所解答的那樣是為了提供一個(gè)向上的升力。 世界各國汽車制造廠商相繼致力于研究開發(fā)汽車風(fēng)阻的新技術(shù)，一個(gè)更趨合理、完美、科學(xué)的尾翼時(shí)代正降臨于世。過去我國在轎車使用中比較忽視尾翼的安裝，這是由于當(dāng)時(shí)車速不高，尾翼減阻、省油作用不十分明顯。但是近幾年，隨著我國大批高速公路和許多大中城市高架路、高等級(jí)道路的建設(shè)及投入使用，車速有了較大的提高，汽車尾翼的作用顯得越來越重要。以排氣量為1.8L的一般轎車為例，如果裝上尾翼，空氣阻力系數(shù)降低20%，在一般道路上行駛，耗油量減少或許不明顯。如果在高速公路上，以120km/h的速度行駛，則能省油14%，此時(shí)汽車尾翼的作用就很明顯了。一個(gè)根據(jù)車身的寬度，經(jīng)過精確計(jì)算制作而成的尾翼，不但能使車輛在高速行駛時(shí)更加穩(wěn)定和安全可靠，而且能減少汽車在行駛中的空氣阻力和提高車速、節(jié)省油耗。 |
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