汽车为什么设计空气动力学(空气动力汽车的原理)
大家好，感谢邀请，今天来为大家分享一下汽车为什么设计空气动力学的问题，以及和空气动力汽车的原理的一些困惑，大家要是还不太明白的话，也没有关系，因为接下来将为大家分享，希望可以帮助到大家，解决大家的问题，下面就开始吧！
汽车上的空气动力学原理是什么
汽车上的空气动力学原理是：在低速行驶或者无风的情况下，汽车与空气间的相互作用力通常可以忽略不计。但在高速行驶或遇到大风天时，空气阻力将对车辆的加速性能、操控性能和燃油效能产生巨大影响。
根据空气动力原理设计的汽车能够获得更好的加速性能和燃油效能，因为引擎不需要产生太多能量帮助车辆穿越气墙。工程师们已经设计出数种方法。
你知道汽车上有哪些是空气动力学的设计
你知道汽车上有哪些是空气动力学的设计？
大家在用车的过程当中，油耗应该是大家最关注的指标之一。而汽车发动机的排量，汽车的质量对于油耗的影响我想大家都比较清楚。但是实际上汽车上有很多的空气动力学的设计，对于降低油耗同样有着很重要的作用。那么就来聊一聊空气动力学的设计。
一般我们是用空气阻力系数来衡量一个汽车的空气阻力大小的。而目前来讲，风阻系数最小的是雨滴，它的风阻系数在0.05左右。其实这个非常好理解，雨滴在下落的过程当中，它会被空气阻力塑造成阻力最小的一个形状。
因为如果不是阻力最小，雨滴在下落的过程，它还会继续变形，直到空气阻力变得很小。所以说早期一些汽车它的外形就很酷似水滴，但是实际上是设计者没有考虑到汽车车轮和行驶的系统。
因为如果加上车轮和行驶系统之后，整个水滴状的汽车，它的流程已经不是单纯的水滴外形了，所以它的空气动阻力还是很大的。
为了让大家更形象的理解汽车的空气动力学，举一个生活当中的例子，为什么高尔夫球的表面会做成一个又一个的凹坑，而并不是光滑的圆润的，这个实际上也是考虑了空气动力学的设计。
因为高尔夫球上的凹坑，它可以改变气流，从而让高尔夫球可以飞的更远。在这跟大家来说几个一些常见车型的风阻系数。最经典的老款捷达的风阻系数为0.32，老款的奥迪A6的风阻系数为0.28，常见的保时捷卡宴的风阻系数在0.39，一般越野车它的风阻系数都要比我们轿车要大一些。
那么风阻系数它对于油耗到底能产生多大的影响呢？根据实验表明，空气阻力系数每降低10%，它的燃油节省大概在7%左右。
这么说大家可能没有具体的一个概念，那就举个我们曾经做过的一个实验，我们采用两台空气阻力系数不同的车辆，一台车的阻力系数为0.44，而另一台呢为0.25。
除了空气阻力系数以外，保持其他的条件相同，空气阻力系数小的汽车每行驶100千米，它可以节约1.7升左右的汽油。那么接下来说一下空气阻力的一个组成，也就是为什么会产生空气阻力。
第一个是压差阻力。汽车在行驶的过程当中会有气流沿着汽车的上表面流过，同时也会有气流沿着汽车的下表面通过。那么在上气流和下气流之间，也就是汽车尾部的区域，它会形成一个负压，大家可以理解为在汽车的尾部区域会存在一个真空区。
这样由于车头是正压，而车尾是负压，所以会形成一个推动汽车向后行驶的压力，这个就是压差阻力。给大家举一个生活当中的例子：
为什么三厢车它的后风挡上是没有雨刮器的，而两厢车的后风挡上却有雨刮器。有人说这是减配，实际上并不是这样的，这个也和我们的空气动力学是相关的。因为车的负压都是在汽车的尾部，所以两厢车的负压是形成在后风挡的附近。
这样呢它就容易卷起尘土或者雨水，进而影响车内的视线，所以两厢车必须要在后风挡上配备一个雨刮。但是三厢车则不一样，它的负压相当于形成在后备箱的尾部，所以它不需要单独加一个后风挡的雨刮，这并不是减配。
而压差阻力是我们空气阻力当中最大的一个阻力，可以占到总的空气阻力的50%到60%。那么空气阻力的第二个就是摩擦阻力。由于空气的粘性，它会使得空气与车身表面产生摩擦而形成阻力。
摩擦阻力约占汽车总的空气阻力的6%到10%，它是与我们汽车表面的面积和粗糙度是有关系的。那空气阻力第三个就是诱导阻力。它实际上就是汽车的升力，沿着汽车行进方向相反方向的一个分力。在这里跟大家说一下汽车的升力是如何产生的。
刚刚说过汽车在行驶的过程当中会有气流从汽车的上表面和车底分别流过，但是汽车它的上表面是有弓形的，而车底又是相对平直的，这样就导致了上下气流的流速不同，压力就产生不同，最后会产生一个向上的升力。
那么升力过大就会减小轮胎对于地面的附着力。但是像我们的F1赛车，它可以通过尾翼等导流装置，可以产生一个负的升力，把我们的汽车压在地面上，进而可以增加车轮的附着力。那么诱导阻力一般占总的空气阻力的8%到15%之间。
最后一个我们来说一下干扰阻力。这个非常的好理解，它是由于汽车上的突出物等部件所导致的阻力。你比方说后视镜、雨刮器、流水槽等等，它们所产生的阻力就是干扰阻力，这个阻力可以占到总的空气阻力的5%到16%。
下面我们来说一下我们汽车上的空气动力学的一些设计。第一个在我们汽车的发动机盖上面都有突出的两条棱线，这两条棱线不但可以使汽车看起来有肌肉感，更重要的是它是空气动力学的设计。
这两条棱线它可以将汽车前方的一部分气流引导到车门后视镜的一个区域，进而降低空气阻力。然后我们再来说一下扰流板，有的汽车在前部装有前挡风板，它的主要目的是降低进入汽车底部的空气的量，进而减小空气阻力。
而后扰流板也就是我们常说的尾翼，它可以降低汽车的升力，进而减小诱导阻力。但是不管是前还是后扰流板，它的位置、尺寸和形状决定了它能够起到多大的作用。
还有一些车主呢会在侧面加上一个裙边，使得我们前后轮之间的车身侧面的下部非常的平整，进而可以减小车轮与气流的相互作用。那么大家也可能会看到过，有些概念车他把车轮完全的包裹起来，实际上也是为了减小车轮产生的空气阻力。
最后我们再来说一下敞篷车，如果敞篷车不进行空气动力学的设计，在前排的区域就会产生一个负压，并产生涡流，形象点来说呢就是驾驶员的头发会被卷起。
所以说敞篷车是要进行一些特殊的设计，那么一般敞篷车是通过在前排的下方引入空气，这样它就可以减小在前排的负压区域，进而可以排除气流对于我们驾驶员和成员的一个困扰。曾经也有车友问过我，汽车的外形很不规则，它的迎风面积是怎么计算得到的呢？
其实汽车的迎风面积实际上是通过我们在汽车的前部将其投影在一个墙上，那么它的正投影的面积就是它的迎风的面积了。
最后我们来说一下汽车的风洞实验，也就是如何对汽车的空气动力学进行验证。风洞实际上就是人工产生气流的一个装置。通过汽车的风动实验，我们可以了解汽车的空气动力学的特性，以及发动机冷却气流的进气和排气的性能等等。
汽车的空气动力学是怎么回事,普通家用车有必要考虑吗
汽车的流体力学已经成为了一项重要的学科，我觉得它甚至比船舶和飞机的力学要更难。因为船舶在水中只会遇到流水的阻力，而飞机飞到空中之后，只会遇到空气的阻力。但是汽车行驶在路上，即接受地面的摩擦力，同时也会遇到空气阻力。这或许也是为什么民航飞机，还有游艇的造型基本上都一样，但是跑车的造型却千差万别的原因吧。
目前，汽车越来越重视空气动力学技术，不管是超级跑车还是民用车都是如此。因为未来汽车的重量越来越轻，在高速行驶的时候需要用空气把汽车“按”在地面上，有利于行车安全。其次空气阻力的高低也与汽车油耗息息相关。第三，合理的利用空气阻力，还可以对发动机，刹车系统进行散热。因此，目前世界上各家厂商都非常重视空气动力学的研究。
目前在汽车领域，把空气动力学玩儿到极致的要数F1赛车，因为F1赛车的性能通常是以秒计算的，所以既要减小空气阻力，又要给赛车足够的下压力，提升性能，就非常重要。除了F1之外的其它赛车也会最大限度地利用空气动力学。
不过，赛车技术是很难全部用到民用量产车上的，因为民用量产车要考虑到空间还有实用性，虽然也会对空气动力学进行考虑，但是功能比较有限。
不过，目前还是有很多厂商使用了空气动力学零部件，不但能够提升新能。还能让整车的气质焕然一新，给人很强的驾驶欲。
Spoiler(扰流板)是用在保险杠下面，是让空气上下分离。它的结构是向外突出去的，可以做成不同的形状和角度。它的作用不但能给汽车一定的下压力，同时向上分离的空气还能通过进气格栅进去发动机舱，给发动机降温。
汽车的空气阻力有15%来自轮胎周边，Air Curtain(风幕)的作用就是尽可能的减小轮胎周边的空气阻力。它是通过前雾灯处的通风口将空气像后导流，在经过轮胎的时候，空气变得柔和，从而减少了阻力。当然这样的设计也可以使空气进入刹车系统，给刹车系统散热。
Air Scoop是减少空气流入车身下面，尽量多地把空气向上导流。并且在引擎盖上也设置了出气口，将空气引流。提供给车辆最大的下压力。通常这种赛车的马力很大，多出现在室内场地拉力赛上。
在最近几年新发布的豪华汽车，或者新能源汽车上普遍使用的主动进气格栅。顾名思义，主动进气格栅是发动机在不需要散热的时候，进气格栅关闭。使空气平缓的流过车头降低空气阻力。当夏季来临或者长时间行驶需要发动机散热的时候，进气格栅会自动打开。
Louver类似于百叶窗，主要的作用的调节风的方向。可以作为空调送风口，发动机散热口。之前，越是搭载性能强劲发动机的车型Louver的个数就越多。而现在，随着汽车设计，发动机技术的进步，使用Louver的车型逐渐少了，但是在兰博基尼等超级跑车上依然能够见到类似的设计。上图是1940年奔驰赛车上的Louver设计。
最近几年在很多民用车上出现了上面这种不起眼的小设计，它的作用一是让空气柔和的流动，二是利用空气压力提高稳定性，减小车辆左右晃动幅度。这种设计最早也是出现在F1赛车上，而最近丰田和雷克萨斯的民用车上开始使用这种设计。
Skirt(侧裙)的主要作用是对车辆侧面流动的空气，和车辆底盘下面流动的空气进行干预。在高速行驶的时候，抑制向上的升力。同时稳定住车身下面的空气流动，让底盘下面的空气不干扰车身侧面的空气。
NACA Duct简单来说就是赛车侧面的洞。它的作用是将空气阻力最小化，并且增大进气量。通常用在航空器和赛车上，在很多超级跑车上也能见到。这项技术从第二次世界大战期间开发，一直沿用至今。它的形状通常都是狭长的三角形，除了侧面以外，也用在引擎盖上。这样的造型最有利于空气的流动与提升进气量用于降温。
由于底盘的结构比较复杂，是一个不规则的形状，因此空气在此经过的时候，也是不规则的流动。如果车速很快，就会产生不小的噪音，并且提高风阻。现在的汽车普遍会将底盘做的平整，甚至会额外铺上一层护板以提高底盘的平整性。
一些新能源汽车上已经使用了气动轮圈和低滚阻的轮胎，气动轮圈可以降低车辆在旋转的时候带来的阻力。这样的轮圈在外观上比较平整，然后尽量不留缝隙。因此不太利于散热。这种轮圈可以出现在一般民用车上，高性能跑车是不太适合用气动轮圈的。
说到尾翼，这可能是我们最早对于汽车空气动力学了解的零部件了。很多车友为了让汽车变得有逼格，也会自己在车尾安装一个小尾翼。目前，尾翼也分成了固定式与可伸缩调节角度两种。第一种固定的尾翼，就是给汽车尾部一个下压力，同时干扰空气，让空气通过车顶之后直接向上流走。第二种可伸缩和调节角度的电动尾翼，比如布加迪等车型，当尾翼完全垂直的时候，可以帮助缩短刹车距离。
车尾扩散器主要的作用是使空气散发，防止车尾产生乱流。它的造型就是保险杠下方的隔板。它可以使通过底盘的空气迅速发散，流走。因为空气的快速流走，车底的空气压力变低，使得车身更好地贴住地面。扩散器也是F1赛车中率先使用的，现在已经普及到很多民用性能车上。
现在很多车型的尾灯故意做出了边角，并且这些边角的突起是高于车身的。其实它们的作用也是起到对空气进行导流。让空气向中间施压，减少像四周的扩散。这样可以提高车辆的稳定性。
最后一个车尾雨刷，它并不能够对汽车的空气动力学产生多少好处，但是它的作用却是因为空气。通常来讲，三厢轿车的后玻璃是没有雨刷的，通过后玻璃加热就能把水汽蒸发掉。这是因为三厢轿车有后备箱，空气通过后备箱流走，顺便就把水汽也带走了。但是coupe车型，或者两厢车型，SUV等。由于后备箱较短，或者没有后备箱。因此空气在车尾会形成涡流。这些涡流不会把水汽带走。因此就只能借助雨刷器了，这就是为什么三厢车没有后玻璃雨刷，而两厢车有的原因。
空气动力汽车 原理
空气动力汽车的原理：
目前的空气动力汽车概念主要集中于使用压缩空气（或其它气体）来推动车辆前进，其作用原理也非常简单。首先，气体被以极大的压力压缩进储气罐中；然后，根据车辆行驶所需的速度，将储气罐中的气体通过可控阀门模块放出，推动气动马达转动，进而推动车辆。
简介：
空气动力汽车使用气动发动机，通过将高压气体所具有的压力能转换为机械能驱动汽车行驶。气动发动机与传统内燃机相比，由于在气缸里没有高温高压的气体燃烧过程，只通过单纯的气体膨胀做功来达到功率输出的目的，因此不再需要复杂的冷却系统，机体也可以选用较低强度、轻质的材料和简单的结构，所以结构简单、尺寸小、重量轻，造价低。
优势：
空气动力汽车的优势与太阳能汽车类似，可实现绝对的“零排放”状态，令现今的所有新能源车望尘莫及。此外，空气动力车的运行噪音可以被控制在一个合理的范围，不像燃油车一样发出较大的噪音。它还有个优势不得不提，那就是气动装置的成本不高，运行使用费用比较低，适合作为日常代步用车。空气动力车在使用时也无需像太阳能车一样照顾到天气等影响。
关于汽车为什么设计空气动力学，空气动力汽车的原理的介绍到此结束，希望对大家有所帮助。
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