汽車理論學習(五):汽車的行駛阻力

企業信息安全研究社 發佈 2024-04-11T01:58:17.712555+00:00

在上一篇文章中我們了解了汽車行駛中的滾動阻力,實際中,汽車的行駛阻力包括滾動阻力、空氣阻力、坡度阻力和加速阻力,今天這篇文章我們就來看一看空氣阻力。空氣阻力和滾動阻力一樣,汽車只要行駛就必定會存在這幾種阻力,空氣阻力就是汽車直線行駛時受到的這個空氣作用力在行駛方向上的分力。

在上一篇文章中我們了解了汽車行駛中的滾動阻力,實際中,汽車的行駛阻力包括滾動阻力、空氣阻力、坡度阻力和加速阻力,今天這篇文章我們就來看一看空氣阻力。

空氣阻力和滾動阻力一樣,汽車只要行駛就必定會存在這幾種阻力,空氣阻力就是汽車直線

行駛時受到的這個空氣作用力在行駛方向上的分力。

一般認為空氣阻力由兩部分組成,也就是摩擦阻力和壓力阻力。

空氣是有粘性的,所以相對於行駛的汽車就會在車身表面產生切向力,這些切向力的合力在行駛方向上的分力就是摩擦阻力。汽車行駛的時候,空氣會在汽車外形表面上產生反向壓力,這些壓力的合力在行駛方向上的分力就成為壓力阻力。

壓力阻力也可以看作是由四個部分構成的,也就是形狀阻力、干擾阻力、內循環阻力和誘導阻力。

下面分別介紹一下壓力阻力中的各種阻力:

形狀阻力是由車身主體的形狀所決定的,占了壓力阻力的大部分。車子的大小和造型都會影響形狀阻力。

干擾阻力指的是車身表面的這個凸起物,比如說後視鏡,門把手,飲水槽,懸架,導向杆,驅動軸等,它們所引起的阻力。

內循環阻力指的是比如發動機的冷卻,車身的通風,這些都需要空氣流經車內,流經車內的這些氣流也會產生阻力,這個就是內循環阻力,比如說打開車窗、天窗的時候也就會產生內循環阻力。

誘導阻力指的是空氣升溢在水平方向上的分力。一般來說,由於流經車頂的氣流速度要大於流經車底的氣流的速度,所以車底的空氣壓力大於車頂,這種壓力差就造成了空氣作用為汽車一個向上的力,這就是空氣升力。

一般來說,空氣阻力主要是壓力阻力,占比大約是91%,而摩擦阻力大約只有9%左右。而在壓力阻力中,最主要的就是形狀阻力,大約占了空氣阻力的58%,其次是干擾阻力,大概是14%,再就是內循環阻力,大概是12%,占比最少的就是誘導阻力,大概是7%。當然了,這只是一個大致的一個統計數據,不同的車型各項占比肯定是也是不同的。

空氣阻力的構成這麼複雜,那麼應該如何計算汽車的空氣阻力呢?

空氣阻力是由於汽車在行駛時壓縮、排擠空氣等因素而產生的空氣對汽車的這樣一個反作用力,所以汽車造型越趨於流線性,阻力呢也就越小,所以我們通常用空氣阻力係數CD來表示。

另外汽車的迎合面積A越大,那麼壓縮擠壓的這個空氣量呢就越多,空氣阻力呢也就越大,再就是運動的相對速度越大,動壓力也就越大,空氣阻力呢也就越大。另外空氣的密度越大,要壓縮和排擠它們,自然也需要更大的作用力,所以空氣阻力也就會越大。因此空氣阻力可以通過這個公式進行計算,由於空氣密度一般比較固定,可以認為是一個常數,所以空氣阻力就可以整理成上圖這樣一個公式。

具體到上圖行駛方程式公式的計算,因為篇幅的原因,我們在下一篇文章進行詳細的計算

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