近幾年來(lái)，汽車工業(yè)發(fā)展迅速，整車空氣動(dòng)力學(xué)性能也越來(lái)越受到人們的重視，對(duì)汽油機(jī)來(lái)說(shuō)，它關(guān)系到汽車的經(jīng)濟(jì)性；對(duì)于電動(dòng)車來(lái)說(shuō)，它關(guān)系到電動(dòng)車的續(xù)航里程。因此造型設(shè)計(jì)就變得尤為重要。本文從空氣動(dòng)力學(xué)的角度，介紹整車在進(jìn)行外造型設(shè)計(jì)時(shí)需要注意哪些方面的問(wèn)題。

1.汽車空氣動(dòng)力學(xué)設(shè)計(jì)

汽車空氣動(dòng)力特性

汽車的空氣動(dòng)力特性是指汽車在流場(chǎng)中所受到的以阻力為主的包括升力、側(cè)向力的三個(gè)氣動(dòng)力及相應(yīng)的力矩的作用而產(chǎn)生的車身外部和內(nèi)部的氣流特性、側(cè)風(fēng)穩(wěn)定性、氣動(dòng)噪聲等特性。其中，衡量車輛空氣動(dòng)力特性的指標(biāo)主要為空氣阻力系數(shù)，即Cd值。

其中：N—?dú)鈩?dòng)阻力，ρ—空氣密度，V—車速，A—迎風(fēng)面積。

空氣動(dòng)力學(xué)設(shè)計(jì)準(zhǔn)則

在滿足結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、美學(xué)、人體工程學(xué)的同時(shí)，降低氣動(dòng)阻力是汽車空氣動(dòng)力學(xué)的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則。汽車外造型設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)保證曲線的連續(xù)性、曲線曲率的連續(xù)性、以及線的曲率變化的連續(xù)性。通過(guò)外形的基本構(gòu)思和空氣動(dòng)力學(xué)特性最佳處理這兩個(gè)過(guò)程，巧妙地運(yùn)用曲線的特性，在符合美學(xué)要求的前提下進(jìn)行汽車的空氣動(dòng)力學(xué)設(shè)計(jì)。

“水滴形”為最佳的外造型設(shè)計(jì)，近幾年來(lái)，汽車外造型越來(lái)越遵循這一規(guī)律。如下圖中兩輛車完全遵循了水滴形的設(shè)計(jì)理念。車頭尖而扁，減小了前端的正向阻力；車身無(wú)棱角圓滑過(guò)渡，使氣流能夠較為順暢的流動(dòng)；車尾向內(nèi)收縮，減小尾部渦流的影響區(qū)域。使整車的氣動(dòng)特性較好。

法拉利F430

風(fēng)阻系數(shù)為0.19的奔馳概念車

2.造型設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)

汽車外造型除了遵循“水滴”型設(shè)計(jì)(車頭尖而扁、前風(fēng)擋盡量向下躺平、尾部下壓且向內(nèi)收縮以及車身連續(xù)光滑過(guò)渡)外，設(shè)計(jì)過(guò)程中還需要考慮以下細(xì)節(jié)。

前臉

前臉的設(shè)計(jì)應(yīng)確保曲線光滑過(guò)渡，尤其是霧燈和大燈的設(shè)計(jì)。有的車型為了使外觀看起來(lái)更立體，前大燈較向外凸出，霧燈的臺(tái)階較高，使前端的氣流無(wú)法順利的向后方流動(dòng)，增大前端正壓區(qū)，影響空氣動(dòng)力學(xué)性能。雪弗蘭的沃藍(lán)達(dá)車型在霧燈和大燈設(shè)計(jì)上在此方面較好，臺(tái)階較低。

沃藍(lán)達(dá)大燈與霧燈的設(shè)計(jì)

A柱

A柱與前風(fēng)擋的臺(tái)階不要太高，否則不但影響風(fēng)阻系數(shù)，還會(huì)產(chǎn)生較大噪聲。

奧迪A柱與前風(fēng)擋之間增加了密封條

后尾燈

后尾燈的設(shè)計(jì)對(duì)尾部氣流的流動(dòng)有很大的影響。后尾燈棱角分明，或者在尾燈上增加棱線，都能夠提高空氣動(dòng)力學(xué)性能。

沃藍(lán)達(dá)車型尾燈增加棱線

后擾流板

后擾流板開(kāi)口或下壓，可以提高整車的空氣動(dòng)力學(xué)性能。

2012款卡宴后擾流板開(kāi)口設(shè)計(jì)

車輛在進(jìn)行外造型設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)遵循“水滴形”的設(shè)計(jì)理念(車頭尖而扁、前風(fēng)擋盡量向下躺平、尾部下壓且向內(nèi)收縮以及車身連續(xù)光滑過(guò)渡)；前后大燈、霧燈、A柱及擾流板的設(shè)計(jì)對(duì)整車空氣動(dòng)力學(xué)也會(huì)產(chǎn)生很大的影響。

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