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車身外型設(shè)計的兩對矛盾[汽車維修常識]

www.middletowncarescoalition.com 來源：互聯(lián)網(wǎng) 作者：類別：修車常識時間：2008-07-24

現(xiàn)代汽車追求舒適、動力和安全性能好，這些要求在車身外型的設(shè)計中構(gòu)成了矛盾。
首先，乘駕舒適需要足夠的車內(nèi)空間，而要得到寬敞的空間就要增加汽車外型的尺寸。汽車的外型尺寸，尤其是橫截面尺寸的增加，勢必增加汽車的迎風(fēng)面積，直接影響汽車的風(fēng)阻系數(shù)。這樣，舒適性與動力性就構(gòu)成了一對矛盾。這對矛盾在汽車的速度比較低的時候影響不大，早期的汽車基本上是箱式的，汽車的外型完全根據(jù)內(nèi)部的需要來設(shè)計。
隨著汽車技術(shù)的發(fā)展，汽車的速度越來越高，風(fēng)阻的矛盾就越來越突出。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，車速在每小時30公里以下時，消耗在路面阻力上的功率大于克服風(fēng)阻所消耗的功率。而在這個速度以上，消耗在風(fēng)阻上的功率就急劇增加。到了每小時70公里左右的速度，克服風(fēng)阻所需要的功率就會超過路面阻力。如果速度超過每小時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廂的高度。減少車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，就要從減少汽車行駛中產(chǎn)生的渦流入手。
我們在大街上常常看到一些大貨車駛過后，馬路上的塵土、紙屑打著轉(zhuǎn)滿天飛，這就是汽車行駛攪動空氣形成的渦流。汽車的前擋風(fēng)玻璃、車頂、車側(cè)、車后都可以產(chǎn)生渦流。研究渦流最有效的手段是風(fēng)洞試驗，汽車模型靜止于隧道型空間中，車身周圍是高速流動的空氣，這樣來模擬汽車高速行駛的條件。通過安裝在車身各部分的傳感裝置測量空氣的運(yùn)動。從而了解渦流的運(yùn)動情況。研究表明，具有流線型車身的汽車抗渦流的性能最好。
流線型車身的縱截面與飛機(jī)機(jī)翼的的形狀相似，高速運(yùn)動時會產(chǎn)生升力，對行駛穩(wěn)定性產(chǎn)生負(fù)面作用。這就產(chǎn)生了第二對矛盾，即動力性與安全性的矛盾。為了增加穩(wěn)定性，現(xiàn)代汽車車身造型在流線型的基礎(chǔ)上不斷改進(jìn)，車身重心前移、前低后高、增加尾部縱截面的相對面積、增加攪流板等等。
舒適性與動力性、動力性與穩(wěn)定性，如何解決這兩對矛盾構(gòu)成車身設(shè)計歷史的主流話題。汽車的車身從箱型、甲殼蟲型發(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)動力就是這兩對矛盾的平衡過程。汽車車身的設(shè)計工作流程，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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