真的嗎?車底「 越平整越好 」
平常我們看不到車底結構
而作爲一臺家用車
由於能達到的極速有限
除非下賽道
否則平時的日常習慣
也不足以讓我們感受下壓力的影響
而在賽車領域
下壓力與地面效應
是非常重要的空力學研究對象
這裡面有很深的學問
而這次我們簡單講講
爲什麼“地面效應”如此重要
Author / 酷樂汽車
這次我們來說說關於車底氣流。這是一門技術更是一門學問。
在平時家用車時我們可能感覺不到車底設計的方式對我們的駕駛會產生什麼樣的影響,但是當你開上賽車在跑道上飛馳時,車底的設計就十分重要了,設計的巧妙,科學化,就會使賽車更加穩定,更加能夠達到其機械的上限,並對成績有不小的影響。
如下圖所述, 底盤平面適當的坡度有利於底盤下氣流的快速導出。
不考慮懸掛等機械下壓力,也不考慮尾翼等其它空氣下壓力部件的影響, 單獨就底盤平面的坡度來說,前低後高的坡度的確可以讓車底氣流更好的導出,進而提升車輛整體的空氣下壓力。
但這樣帶來的空氣下壓力是 偏重於車頭 的, 會帶來後輪的不安定及轉向過度傾向。
即:車頭的空氣下壓力收益大於車尾空氣下壓力的收益。
好在除了底盤外,車頭沒有太多可以大幅增加空氣下壓力的部件,而車尾有個尾翼。此時, 尾翼在一定程度上也是彌補或者說平衡了前後輪之間的空氣下壓力的差異。
當車頂空氣壓力大於車底時,二者壓力差越大,空氣下壓力也就越大。
所有除了用擾流板等部件增大車頂向下的空氣壓力外,還可以 通過減小底盤和地面之間的空氣壓力,讓車頂和車底的氣壓差更大一些。
儘量減少進入底盤下方的 空氣量 、儘量提高底盤下方空氣的 流速 ,以減小底盤下方的空氣壓強。
比如越來越多的普通原廠車型,將底盤下表面儘量平整化的作用之一就是 增強地面效應。
將地面效應應用到極致的車型大概是Toyota 7,底盤四周幾乎和地面貼合,並在車尾設置了兩個風扇從底盤下向外抽氣。
一些開輪賽車(Open-Wheel Race Car)會在車頭設置一些 小翼 。這些小翼能高效獲得下壓力的原因主要是 源於其自身的或在其所能影響到的底盤部位的地面效應 。
一些改裝賽車來說,可以用聚碳酸酯等材質的平板將後部底盤封閉平整。
特別是從原廠油箱後部到後槓下沿之間的部分。這樣的平整化改造可以很好的減少後部備胎圓、後槓前方等部位的不平整和空洞。
一方面是可以加快底盤下方的空氣流速,減少整車下部的空氣升力。
另一方面是在車尾,單獨或者說更大幅度的減少了車尾的空氣升力就等於提高了車尾的安定性,否則多數原廠車型後槓之前的空洞會導致強烈的亂流。
考慮到距離比後輪更遠,這個整車最遠端的亂流區的空氣升力對後輪附着力的影響還是不小的。
當然,在這樣設計時也要考慮差速器、排氣管等部件的散熱問題。 如果原廠油箱已經拆除了,那油箱部位留下的巨大空洞就更應該儘量封閉平整了。
一些原廠車底盤的平整化部件是並不十分光滑的 絨氈板 。
絨毛導致的微小不平整會帶來較厚的粘滯層(邊界層)和小型亂流。粘滯層越厚,其內部的空氣摩擦力也就越大,小型亂流多了,也很容易導致大型亂流的產生。
所以,如果追求極致性能的話,這些兼顧了隔音功能的板子是不能接受的。
可以換成一些表面光滑的板子。 同理,在加裝了一些底盤強化槓後,底盤的平整性和壓力區的分佈也會有變化。
車底空氣壓力區或者說壓強分佈的改變,多少都會影響到高速狀態下整車的操控特性。
車底前部空氣壓力增大或後部空氣壓力減小,會導致前輪垂直負載減弱,或者說車頭仰角會略微上升。
低速彎可能感覺不出來,但在一些高速或全油門彎中,這種負載的變化就可能會帶來轉向不足。考慮到這一點, 如果不是追求維修的便利性,還是安裝一款平整些的引擎下護板吧。
從側面溢出及進入的空氣量
底盤平整度,即:底盤下表面外側的邊界層情況
車尾氣流流出時的擴散情況,即:擴散器的設計
基礎環境氣壓
尾翼和前翼的空力效果,及其導致的前後底盤高度差異
車輪捲起的氣流導致的底盤下空氣不穩定
懸掛運動導致輪井附近底盤下空氣不穩定
引擎艙向後排出高溫氣體對底盤下空氣數據的影響
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