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車(chē)身外型設(shè)計(jì)的兩對(duì)矛盾[汽車(chē)維修常識(shí)]

www.ciaranmcbreen.com 來(lái)源：互聯(lián)網(wǎng) 作者：類(lèi)別：修車(chē)常識(shí) 時(shí)間：2008-07-24

現(xiàn)代汽車(chē)追求舒適、動(dòng)力和安全性能好，這些要求在車(chē)身外型的設(shè)計(jì)中構(gòu)成了矛盾。
首先，乘駕舒適需要足夠的車(chē)內(nèi)空間，而要得到寬敞的空間就要增加汽車(chē)外型的尺寸。汽車(chē)的外型尺寸，尤其是橫截面尺寸的增加，勢(shì)必增加汽車(chē)的迎風(fēng)面積，直接影響汽車(chē)的風(fēng)阻系數(shù)。這樣，舒適性與動(dòng)力性就構(gòu)成了一對(duì)矛盾。這對(duì)矛盾在汽車(chē)的速度比較低的時(shí)候影響不大，早期的汽車(chē)基本上是箱式的，汽車(chē)的外型完全根據(jù)內(nèi)部的需要來(lái)設(shè)計(jì)。
隨著汽車(chē)技術(shù)的發(fā)展，汽車(chē)的速度越來(lái)越高，風(fēng)阻的矛盾就越來(lái)越突出。研究表明，隨著速度的增加，路面阻力增加很小而風(fēng)阻增加卻很大。一般的箱式車(chē)，車(chē)速在每小時(shí)30公里以下時(shí)，消耗在路面阻力上的功率大于克服風(fēng)阻所消耗的功率。而在這個(gè)速度以上，消耗在風(fēng)阻上的功率就急劇增加。到了每小時(shí)70公里左右的速度，克服風(fēng)阻所需要的功率就會(huì)超過(guò)路面阻力。如果速度超過(guò)每小時(shí)100公里，絕大部分的功率就消耗在克服風(fēng)阻上了。
風(fēng)阻的主要因素有兩大方面，一是迎風(fēng)面積，二是渦流。減少迎風(fēng)面積的主要措施是減低車(chē)廂的高度。減少車(chē)廂的寬度雖然也能減少橫截面的面積，但一般情況下效果不如減少高度顯著。為了保留足夠的內(nèi)部空間，保證有舒適的乘坐空間，汽車(chē)的截面是不可以隨意減少的。為了進(jìn)一步減低風(fēng)阻，就要從減少汽車(chē)行駛中產(chǎn)生的渦流入手。
我們?cè)诖蠼稚铣３？吹揭恍┐筘涇?chē)駛過(guò)后，馬路上的塵土、紙屑打著轉(zhuǎn)滿天飛，這就是汽車(chē)行駛攪動(dòng)空氣形成的渦流。汽車(chē)的前擋風(fēng)玻璃、車(chē)頂、車(chē)側(cè)、車(chē)后都可以產(chǎn)生渦流。研究渦流最有效的手段是風(fēng)洞試驗(yàn)，汽車(chē)模型靜止于隧道型空間中，車(chē)身周?chē)歉咚倭鲃?dòng)的空氣，這樣來(lái)模擬汽車(chē)高速行駛的條件。通過(guò)安裝在車(chē)身各部分的傳感裝置測(cè)量空氣的運(yùn)動(dòng)。從而了解渦流的運(yùn)動(dòng)情況。研究表明，具有流線型車(chē)身的汽車(chē)抗渦流的性能最好。
流線型車(chē)身的縱截面與飛機(jī)機(jī)翼的的形狀相似，高速運(yùn)動(dòng)時(shí)會(huì)產(chǎn)生升力，對(duì)行駛穩(wěn)定性產(chǎn)生負(fù)面作用。這就產(chǎn)生了第二對(duì)矛盾，即動(dòng)力性與安全性的矛盾。為了增加穩(wěn)定性，現(xiàn)代汽車(chē)車(chē)身造型在流線型的基礎(chǔ)上不斷改進(jìn)，車(chē)身重心前移、前低后高、增加尾部縱截面的相對(duì)面積、增加攪流板等等。
舒適性與動(dòng)力性、動(dòng)力性與穩(wěn)定性，如何解決這兩對(duì)矛盾構(gòu)成車(chē)身設(shè)計(jì)歷史的主流話題。汽車(chē)的車(chē)身從箱型、甲殼蟲(chóng)型發(fā)展到船型、楔型和現(xiàn)在的滴水型，以及在這些形狀基礎(chǔ)上的許多變種，其內(nèi)在的驅(qū)動(dòng)力就是這兩對(duì)矛盾的平衡過(guò)程。汽車(chē)車(chē)身的設(shè)計(jì)工作流程，也從單純的由內(nèi)向外發(fā)展到由外向內(nèi)、內(nèi)外結(jié)合的方式。
林教授

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