汽车空气动力学的试验方法 汽车空气动力学的研究内容

www.zhiqu.org     时间: 2024-06-16

进行汽车空气动力学试验的主要设施就是汽车风洞,汽车工程需要通过风洞试验解决的主要问题可以归纳成如下几个方面:空气动力稳定性、升力、空气阻力、通风、气流噪声、污染发动机和传动装置的散势、风窗雨刮器的功能、汽车的气候环境适应性等。 1、模型风洞试验法。
用汽车比例模型在风洞中进行试验,模型的常用比例一般为3/8、1/4、1/5、1/10及全尺寸1﹕1模型。模型一般不动,空气流过模型,应满足必要的相似条件,与实车在静止空气中运行具有相同的物理规律。这种试验方法的优点是测量方便,气流参数如速度、压强等易于控制,试验不受气候变化的影响。其缺点是试验的流场一般不能与实车运行的流场完全相似,特别是洞壁和模型支架会对模型产生干扰,故试验数据一般都要进行修正。
2、实车风洞试验法。
用实车在风洞中进行试验。
3、实车道路试验法。
用实车在试车场进行试验。 风洞试验分为定性和定量测量。
1、天平测力法。
适用气动力天平测出作用在模型上的空气动力,即测出在直角坐标系中沿三个坐标轴的力和绕三个坐标轴的力矩,可测六分量亦可测其中一个或几个分量。气动力天平结构很多,有机械式天平和电阻应变片式两类。
2、压强的测量。
⑴车身表面的静压测量,通常在模型表面上沿法向开小孔,测量局部静压,为提高测量准确度,应注意侧压孔直径d在0.52mm,h/d大于2,测压孔的轴线应与壁面垂直,孔内壁应光滑,孔口应无刺或导角,孔口表面无凹坑或凸起,顺流动方向物面上该点处的压强梯度不应很大。
⑵压强分布测量,测出模型表面的压强分布,研究汽车绕流状态。
3、流态显示试验。
汽车表面的流态显示
① 丝线法②油膜法③烟流法。



汽车空气动力性能试验的作用?~

你好,这个主要是用来测试车辆的风阻系数以及车身流线型测试,这样可以整体考虑车身的下压力以及阻力。

中国对轿车、大客车和高速列车等开展空气动力学实验,为改进或选择车型提供科学依据。 汽车行进时所受阻力大致可分为机械阻力和空气阻力两部分。随着车速的提高,空气阻力所占比例迅速提高。以美国60年代生产的典型轿车为例,车速为每小时60公里时,空气阻力为行驶总阻力的33%~40%;车速为每小时100公里时,空气阻力为行驶总阻力的50%~60%;车速为每小时150公里时,空气阻力为行驶总阻力的70%~75%。各类汽车的空气阻力系数Cd的范围见表2。汽车空气阻力可分解为:①车型阻力,即由车体外形决定的阻力;②表面摩擦阻力;③干扰阻力,即由于安装在车体外的零部件,如后视镜、车门把手、车灯、车头装饰件等对气流干扰引起的阻力;④由拖曳涡引起的涡阻;⑤内部气流阻力,即气流通过车头内的散热器、发动机等引起的阻力。现代轿车的空气阻力中,车型阻力和涡阻约占62%,表面摩擦阻力约占9%,干扰阻力约占17%,内部阻力约占12%。缩小车辆的迎风投影面积,改进车身外形,减少安装在车外的零部件,将车身下面的部件合理布置或用托板封闭,均可使空气阻力系数显著下降。空气阻力每减小10%,车辆燃料消耗大约可降低5%。汽车空气动力学研究主要有下列四个方面:①汽车运行中所受的空气动力和力矩,包括阻力、举力、俯仰力矩、侧倾力矩和摆动力矩,其中举力和俯仰力矩的研究涉及车辆操纵稳定性;②汽车运行中各部位的流场,包括雨水流的路径,污垢附着的过程和原理,风噪声和面板颤振,风挡玻璃上的作用力等;③发动机的冷却问题;④汽车内的气候条件。 火车的空气动力学研究同汽车的空气动力学研究有许多类似的地方。但由于火车在固定轨道上运行,车身细长,因此也有自己的特点,主要有:①火车横向稳定性:在大风地区,当火车受到超过某个临界值的横风作用时,会发生翻车事故。一般说来,运货棚车的临界翻车风速值小。而在运货棚车中空棚车最易翻车,载货重量越大越不易翻车。中国某地区典型地段上空棚车的临界翻车风速为32米/秒,相当于风力11级(风级)。②火车通过隧道时的气动问题:由于隧道容积有限,火车进入隧道时,气流受到约束,使火车所受阻力比在开阔地行驶时增加1.6~3.4倍。这方面问题包括车体强度、通风、散热和两火车会车时气流的相互影响以及隧道截面设计等。③电气列车受电弓的气动问题:列车高速行驶时受电弓所受空气阻力、负举力和动载荷引起的振动会影响受电弓与输电网之间的接触压力,而使受电性能变化,影响列车正常行驶。这方面的研究包括选择性能良好的受电弓弹簧,确定受电系统的固有频率和设计合理的悬挂结构等。④火车行驶时边界层问题:火车行驶时边界层的作用范围和强度取决于火车的速度,这方面的研究包括轨道外安全距离的确定和双线铁路线路间距的确定等。


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