汽车底部外形对气动力特性的影响

汽车行驶时，由于汽车底部和地面之间气流的黏滞和干扰，在汽车底面将产生边界层。随着气流向后部移动，边界层厚度将逐渐增加。进入汽车底部的气流首先是与汽车运动方向相反而向后运动，然后由于气流的黏滞性，当汽车驶过后又向前运动，在这个运动方向的转折处形成一个漩涡区。在离地间隙不大时，边界层有可能延伸到地面。汽车前端到边界层接触地面的这段距离称混合距离，如图5-18中的d m。在混合点的后边，整个车底到地面之间的空气都有随汽车一起向前运动的趋势，这相当于阻塞了汽车底部前端向后端的流动，显然形成了气动阻力。随着汽车一起向前运动的底部空气与地面产生了相对运动，进而在地面上产生了次生边界层，如图5-18所示。

图5-18 汽车底部的气流谱

汽车底面通常高低不平，使得底部的气流变得复杂，形成了强湍流区和复杂的涡流。影响汽车底部和地面之间气流状态的因素：汽车离地间隙，汽车外形尺寸及车身造型，汽车底部的平滑程度与结构以及地板的纵向和横向曲率。

减少汽车底部气动阻力原则上有两点：一是尽量设法减少流入底部的空气量；二是尽量使底部的空气流动顺畅。(www.xing528.com)

为了减少流入底部的空气流量，在轿车保险杠下部安装向前倾斜的阻风板以便挡住一部分气流，使之不进入汽车底部。一个较好的阻风板可以减少气动阻力系数约6%，还可适当降低气动升力。阻风板的尺寸安装位置、前倾斜角度由风洞试验来确定。

为了使底部的气流流动顺畅，可通过地板的合理造型，如将车底在纵向或横向做成带有曲率的形状。纵向曲率使底部平均流速增加，平均压力降低而使升力减小，同时使底部气流动量损失减小，使阻力系数降低。横向曲率有利于气流向两侧边缘流动，压力从中部向地板两侧逐渐降低而使气流的总阻塞程度减小，从而减小了空气阻力；但曲率也不能太大，以免引起横向气流与车身侧面气流相干扰而产生额外的涡旋。

另外，选择合适的汽车离地间隙并使地板做得较光滑也能降低空气阻力。但如果离地间隙过小，汽车底部与地面之间的气流可能受阻，使前方来流转向流至车身上表面，这就增大了汽车上表面的气流流速，使压力降低，导致汽车的阻力与升力增大。反之，离地间隙适当增加，减少了对底部气流的阻塞，则可减小气动阻力。