底层的力量

【发布日期:2010-04-14】 【新闻来源:本站】 【点击次数:】【分享到:

    不见天日的汽车底部往往被大多数人忽略,通过给汽车底部安装合理的覆盖部件,可以用最低的成本达到非常优异的性能提升效果

    轿车底部面积只有几平方米,而且终年不见天日,一般的车主或者正在选车的消费者可能只是听说底盘会对汽车的性能产生重大影响,而对于车底的形状以及它对汽车性能的影响常会产生混淆和误解。大多数情况下,很少有人在选车和用车时关心汽车底部的形状和构造,即便是站在举升机下看到了汽车的底部,也只是用整齐或凌乱来总结一下。其实汽车底部覆盖护板及其他各类护罩的具体结构形式和设计,已经日益成为汽车设计工程师和空气动力学专家们关注的重点之一,他们采用越来越多极富创新的高技术设计手段,不断降低汽车底部的气动阻力和气动升力,从而降低轿车耗油量,提高轿车的动力和行驶安全性。

车底的动力乾坤
    汽车的空气动力特性对整车的性能有着重要的影响,直接影响车辆的动力性、经济性和操纵稳定性。研究表明,车身底部、车轮和轮腔的气动阻力占汽车总气动阻力的比例非常大,因此,把这些区域作为改善汽车空气动力学性能的重点是十分必要的。

    由于地面效应和车轮旋转效应的影响,气流在汽车底部的复杂流动特性对于整车外部流场结构和空气动力性能有很大的影响。汽车底部形状对汽车空气动力特性的影响是决定性的,随着现代汽车底部形状的复杂化以及底部凹凸的增多,汽车的气动阻力系数和气动升力系数会越来越大。

    光滑平整的汽车底部造型能够保证车身下部与地面之间的气流畅通无阻地通过,使车身下表面的摩擦损失更小,这有利于降低气动阻力和升力。然而,对于汽车底部造型而言,绝不是光滑平整就可以解决所有问题。比如说车轮,它是汽车不可缺少的重要部件,相当于在汽车底部狭小的空间里增加了四个突起,大大阻止了气流的顺畅通过,使前方来的气流有一部分转向汽车上表面,增大了汽车上表面的气流流速,使压力降低,导致汽车的阻力和升力增大。同时,车轮突起也使汽车底面迎风面积增大,增加了汽车的气动阻力系数,此时如果一味强调底部造型平整化反倒会放大车轮的阻力效应,因此,汽车底部造型的考虑重点必须是对气流的引导,通过必要的突起引导气流尽量绕过轮胎迎风面,还有其他车底部件,化阻力为动力,提升汽车的整体性能。

低成本全面解决方案
    汽车底部覆盖设计的初衷是保护轿车底部各种部件不受石子的打击以及腐蚀性污染物的侵蚀,在中高级轿车上,设计师们一般会采用大约10公斤的薄板材料,尽可能完整地将轿车底部覆盖起来。在过去的几年中,几乎所有的轿车制造商都在轿车底部的覆盖包装设计上倾注了更多的努力和智慧,原先单一的保护目的也被延伸到降低汽车重量、改进汽车空气动力学特性、提高汽车乘坐舒适性、改善燃油经济性以及降低污染物排放等方面。

    对于赛车来说,底部的覆盖包装设计几十年前就不陌生了,它可以直接影响赛车在极速和弯道时的可控性。对于民用运动车型,厂家在20年前也已经开始着手对其底部覆盖部件进行优化设计,以确保必需的车轮附着性。为了减小车重,汽车底部覆盖均采用大量的塑料材料。

 

    德国一份研究报告指出,精细设计的轿车底部覆盖包装造型,可以降低大约10%的气动阻力,这意味着可以显著地降低轿车的耗油量,减少二氧化碳的排放,另外还会降低行驶噪声。进一步的研究表明,与其他技术措施相比,通过降低轿车风阻系数来达到省油目的,是一种更经济的技术手段。例如,将一辆轿车的风阻系数从0.29降至0.28,其速度在100公里/小时的省油效果相当于将车重减少100公斤的效果,车速再增加时,省油效果就更为明显,可见,通过优化汽车底部设计,提高汽车环保经济性大有可为。

    轿车底部覆盖件在降低气动阻力的同时,还可以将发动机舱内的热量引导到车外,并能够将轿车行驶时的迎面“冷风” 引导到制动器、主减速器以及其他需要冷却散热的部位,以促进这些部件和部位的散热效果。综上所述,汽车底部设计以极低的设计和生产成本实现最佳的性能提升效果,以不变应万变,多管齐下,真正体现了工程设计的精髓。

    目前在中国家庭汽车领域,底部覆盖还没有成为设计重点,但是细心的消费者对这方面的需求在逐渐增加,相信在发动机和车身造型之后,汽车底部设计会成为厂家实现“低碳”目标的又一个重点研发领域。

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