第二章-汽车空气动力性能ppt课件.ppt

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1、12021/7/271太原理工大学车辆工程系太原理工大学车辆工程系孙桓五教授第二章汽车的空气动力性能第二章讲课提纲2021/7/27太原理工大学车辆工程系2汽车气动力特性对汽车性能的影响汽车各部分形态与气动特性的关系空气作用于汽车车身的力和力矩汽车空气动力学基本原理概述提高汽车空气动力性能的措施2.1概述空气动力学（aerodynamics）是流体力学的一个分支,是研究物体在空气中做相对运动时，物体与空气间相互作用关系的一门学科，它主要研究物体在同气体作相对运动情况下的受力特性、气体流动规律和伴随发生的物理化学变化汽车空气动力

2、学（Automotiveaerodynamics）汽车空气动力学主要研究汽车在流场中所受到的气动阻力、升力、侧向力三个力及其相应的力矩，研究这些力及力矩对汽车阻力、侧向稳定性、气动噪声、灰尘附着、发动机冷却、驾驶室通风等的影响2021/7/27太原理工大学车辆工程系32021/7/27太原理工大学车辆工程系4汽车行驶阻力α滚动阻力Ff空气阻力FW坡度阻力Fi加速阻力Fj2.1概述2.1概述汽车的行驶阻力滚动阻力Ff空气阻力Fw坡度阻力Fi加速阻力Fj上述阻力中，滚动阻力和空气阻力是在任何行驶条件下均存在的。坡度阻力和加速阻力仅

3、在一定行驶条件下存在。在水平道路上等速行驶就没有坡度阻力和加速阻力2021/7/27太原理工大学车辆工程系5汽车行驶总阻力2.1概述2021/7/27太原理工大学车辆工程系6空气阻力所消耗的功率与车速的三次方成正比，在车速高的时候，空气阻力将是主要的阻力。2.1概述空气动力对汽车性能的影响对动力性能的影响影响高速时的加速性能影响最高车速对燃油经济性的影响高速行驶时空气阻力是最大的阻力，小型客车50%的、普通货车32%左右燃油用于克服空气阻力载货汽车气动阻力系数降低30%，并以80km/h行驶，可降低油耗12%--13%例如：对

4、于CdA=0.8m2的轿车V=65km/h时，55%的能量克服空气阻力V=90km/h时，70%的能量克服空气阻力2021/7/27太原理工大学车辆工程系72.1概述对安全性能的影响高速时的加速性能影响行车安全气动升力影响汽车操纵稳定性和制动性气动力稳定性影响汽车操纵稳定性对舒适性能的影响高速时风噪是影响舒适性的重要因素空气动力学对于车厢内的通风、温度、尘土污染有重要影响对汽车外形演变的影响汽车的空气动力学特性取决于汽车外形空气动力学影响人们的审美观气动性能决定现代轿车外形的最重要内容2021/7/27太原理工大学车辆工程系8

5、第二章讲课提纲2021/7/27太原理工大学车辆工程系9汽车气动力特性对汽车性能的影响汽车各部分形态与气动特性的关系空气作用于汽车车身的力和力矩汽车空气动力学基本原理概述提高汽车空气动力性能的措施2.2空气在汽车周围的流动情况连续性方程对于定常流动，流过流束任一截面的流量相等1V1A1=2V2A2=3V3A3=……=常数对于不可压缩流体1=2=3=……=常数，所以V1A1=V2A2=V3A3=……=常数连续性方程是质量守恒定律在流体力学中的表现形式连续性方程说明了流速与面积之间的关系，说明在截面较小的地方流速较高，

6、在截面较大的地方流速较低2021/7/27太原理工大学车辆工程系102.2空气在汽车周围的流动情况伯努利方程-------流体的重力势能、压力势能、动能之和为常数当气体流速不高、密度可视为不变，并且由于空气重力很小，则有-------流体的静压力与动压力之和为常数伯努利方程是能量守恒定律在流体力学中的表现形式该方程说明，流速越大，动压力越大，但该点的静压力（压力）越小，在前端滞点处，流速为零，压力最大例题2-12021/7/27太原理工大学车辆工程系11空气在汽车周围的流动情况2021/7/27太原理工大学车辆工程系12空气在

7、汽车周围的流动情况2021/7/27太原理工大学车辆工程系13空气的分离现象及涡旋的形成根据连续性方程和伯努力方程，如果空气是非粘滞的，则在理想大气中运动的任何物体表面压力之和为零2021/7/27太原理工大学车辆工程系14空气在汽车周围的流动情况附面层由于流体具有粘性，因此相对于物体表面运动时会产生摩擦作用，靠近物体表面处的流体有粘附在物体面上的趋势，其靠近物体表面处速度为零，速度随着距离的增大而增大，我们将这个速度发生变化的薄层称为附面层附面层随流程的增加而增厚2021/7/27太原理工大学车辆工程系15空气的分离现象及涡

8、旋的形成2021/7/27太原理工大学车辆工程系16空气的分离现象及涡旋的形成2021/7/27太原理工大学车辆工程系17空气的分离现象及涡旋的形成2021/7/27太原理工大学车辆工程系18空气的分离现象及涡旋的形成分离点流速趋于零的点，标志着边界层与物体表面出现分离，是尾