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经济型车型改装误区之尾翼篇

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发表于 31-12-2006 20:05:08 | 显示全部楼层 |阅读模式

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       走在街上经常能看到改装得张牙舞爪的奥拓、吉利、QQ之类的车,车虽然小,但能给人视觉上非常大的冲击力,非常抢眼、非常拉风。这种为了美观的改装的基本手法除了换颜色、加贴纸、加大包围,最常用也是最有效的一种方式就是加尾翼。排除掉美观的因素,我们来好好地考虑一下,经济型家庭轿车真的有必要加尾翼么?

    尾翼和扰流板的区别

    首先来排除一个误区,并不是所有的装在汽车尾部的东西都是尾翼,像下图所示的这种东西就是扰流板。这款车是雪佛莱AVEO,在这个价位的许多溜背型小车里都装的是扰流板而不是尾翼。如图所示,这种在车后部做出来像鸭尾似的突出物就是扰流板,它可以将车顶冲下来的气流阻滞一下,以形成向下的作用力。扰流板也能有效地减少高速行驶时的上浮力,但它的作用原理与尾翼完全不同。

图1:雪佛来aveo的扰流板

图2:车辆高速时气流示意图

    那什么才是尾翼呢?我们要先来看看尾翼的作用原理,才能正确地区别扰流板和尾翼。

    简单地说,尾翼就是为了减少高速行驶中产生的浮力而设计的。先来简单地说说上浮力产生的原因吧。上图是车辆在高速行驶时的示意图,如果把空气看作是有形的东西,汽车在高速行驶的时候,车前部空气会分成两个部分,一部分从车辆的上部通过,一部分从车辆的下部通过。相同时间内,车上部的空气经历的路程要长于下部流经的空气,可以想见,车辆上部的气压要小于下部,这样就产生了从下往上压力差。极端情况下,汽车产生的升力能抵消掉汽车的重力,等于车辆悬浮起来完全失去抓地力,这对高速行驶的车辆是一件很危险的事情。

    尾翼就是把刚才所描述的过程颠倒过来,做成下部行程长,上部行程短的结构,这样就能获得一个向下的气流压力(负升力),抵消车辆的升力。而且现在大部分跑车都是采用后轮驱动,尾翼此时提供的负升力正好作用在车辆后部,对提升车辆的稳定性和加大抓地力很有好处。

    这样我们就清楚了,虽然都对高速行驶的稳定性有帮助,尾翼和扰流板的本质区别是:尾翼能够提供一个负升力,而扰流板没有这个功能。

图3:尾翼的作用示意图

图4:斯巴鲁翼豹的尾翼

    实际上,汽车在低速时,气流对汽车的影响较小,尾翼的作用根本不大,所以较小的汽车(小于2.0L的汽车)装扰流板作用不大,装个尾翼更是显得很笨重。只有当你的车的速度经常超过90KM/h, 这时空气阻力明显地影响着汽车的行驶性能,装空气动力学套件的意义才能体现出来。

    尾翼和扰流板对油耗的影响

    为什么说经济型轿车装尾翼是不明智的做法呢?因为尾翼带来的直接后果是油耗上升,对照图3我们也能想象得到,在汽车后部气流分离时会有大量的涡流产生,涡流是需要大量能量才能产生的,换而言之,就是汽车的动力被大量地消耗掉了。涡流尤其容易出现在奥拓、北斗星这种方方正正背部突变明显的小型车上,因为在设计经济型轿车时,会把空间、舒适性、动力等放在前面优先考虑,跑高速的风阻考虑得较少。作为一款经济型轿车,考虑得更多的是经济型,不仅白白装一个不常甚至更本用不到的东西,还要增加金钱的付出,这种做法完全和车辆的定位相悖。当然为了美观和拉风的目的除外。

图5:超级跑车和普通轿车的空气流向图

与尾翼相关的应用

    在中高级车辆的身上,尾翼也是一个让人头疼的问题,不过这儿考虑的不是油耗问题而是风阻系数。我们知道,汽车表面的突出物越少风阻越小,汽车的线条越流畅风阻越小。尾翼这么大一个突出物安在汽车尾部,毫无疑问会增大风阻。以下的一些与尾翼相关的应用非常有意思,我们来一起看看吧。

    尾翼可调节

    布加迪威龙和法拉利的尾翼平时是收在里面的,当速度高到一定程度时才弹出来。据称,美国警察将尾翼是否弹出作为是否超速的依据之一。一般来说,获得的下压力越大,风阻也越大。从下图可以看出,通过改变尾翼的角度可以有效地改变下压力和风阻。威龙在超过时速200KM/H之后,就会自动地改变尾翼角度,这就像飞机降落时机翼加大阻力效果一样的道理。这种“风闸”在高车速时最大可以产生0.6g的减速度,该机能是通过制动踏板来激活的。

图5:尾翼改变风阻的原理

    涡流发生器空气流过车体时,只有很薄的一层和汽车面漆或玻璃直接接触,涡流发生器就像从分界层伸出的8把勺子,把一部分空气分别从快速流动的主气流中舀走,旋转向下;中击并打散惰性的边界层。类似的结构在航空器上能产生巨大的作用。这项技术在三菱的Lancer Evolution和雷诺梅甘那上都有应用。

图6:EVO MR的涡流发生器

    底部导流板

    在法拉利和布加迪威龙等跑车上,还利用了一个更聪明的设计来获得下压力。在这些车的底部,设计了一系列的风导管,流体力学的原理,空气在流经渐细的导管时速度会变快,这等于减小了车辆上下面的空气压力差,从而减小了上升力。

    前导流板

    图上显示得非常清楚,前导流板的作用一个是减少涡流的产生,另一个是减少了进入车辆下部的空气总量。同样用高中的流体力学知识可以分析得到,这能减少能量的消耗,减少上浮力的产生等等。



    其实对空气动力学运用到极致的车是F1,下面是F1的相关结构美图。
附加前翼,将气流导入车底
侧箱挡板和挡口
尾翼


该用户从未签到

发表于 31-12-2006 20:50:58 | 显示全部楼层
楼主太专业老/:victory:


该用户从未签到

发表于 2-1-2007 21:20:04 | 显示全部楼层
太专业


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发表于 26-2-2007 11:19:52 | 显示全部楼层
学习:)


该用户从未签到

发表于 26-11-2007 07:22:39 | 显示全部楼层
其实在高速时就能感受出来了


该用户从未签到

发表于 5-12-2007 10:48:19 | 显示全部楼层
好文章!!!谢谢!学习!!

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