空气动力发动机的工作原理_空气动力汽车发动机

1.影响汽车动力性的主要因素是什么？

2.压缩空气动力汽车

3.你知道汽车上有哪些是空气动力学的设计？

4.汽车上的空气动力学原理是什么？

汽车知识大全系列之发动机

一、发动机结构种类解析

发动机作为汽车的动力源泉，就像人的心脏一样。不过不同人的心脏大小和构造差别不大，但是不同汽车的发动机的内部结构就有着千差万别，那不同的发动机的构造都有哪些不同？下面我们一起了解一下。

汽车的动力源泉就是发动机，而发动机的动力则来源于气缸内部。发动机气缸就是一个把燃料的内能转化为动能的场所，可以简单理解为，燃料在气缸内燃烧，产生巨大压力推动活塞上下运动，通过连杆把力传给曲轴，最终转化为旋转运动，再通过变速器和传动轴，把动力传递到驱动车轮上，从而推动汽车前进。

一般的汽车都是以四缸和六缸发动机居多，既然发动机的动力主要是来源于气缸，那是不是气缸越多就越好呢?其实不然，随着气缸数的增加，发动机的零部件也相应的增加，发动机的结构会更为复杂，这也降低发动机的可靠性，另外也会提高发动机制造成本和后期的维护费用。所以，汽车发动机的气缸数都是根据发动机的用途和性能要求进行综合权衡后做出的选择。像V12型发动机、W12型发动机和W16型发动机只运用于少数的高性能汽车上。

其实V型发动机，简单理解就是将相邻气缸以一定的角度组合在一起，从侧面看像V字型，就是V型发动机。V型发动机相对于直列发动机而言，它的高度和长度有所减少，这样可以使得发动机盖更低一些，满足空气动力学的要求。而V型发动机的气缸是成一个角度对向布置的，可以抵消一部分的震动，但是不好的是必须要使用两个气缸盖，结构相对复杂。虽然发动机的高度减低了，但是它的宽度也相应增加，这样对于固定空间的发动机舱，安装其他装置就不容易了。

将V型发动机两侧的气缸，再进行小角度的错开，就是W型发动机了。W型发动机相对于V型发动机，优点是曲轴可更短一些，重量也可轻化些，但是宽度也相应增大，发动机舱也会被塞得更满。缺点是W型发动机结构上被分割成两个部分，结构更为复杂，在运作时会产生很大的震动，所以只有在少数的车上应用。

水平对置发动机的相邻气缸相互对立布置（活塞的底部向外侧），两气缸的夹角为180°，不过它与180°V型发动机还是有本质的区别的。水平对置发动机与直列发动机类似，是不共用曲柄销的（也就是说一个活塞只连一个曲柄销），而且对向活塞的运动方向是相反的，但是180°V型发动机则刚好相反。水平对置发动机的优点是可以很好的抵消振动，使发动机运转更为平稳；重心低，车头可以设计得更低，满足空气动力学的要求；动力输出轴方向与传动轴方向一致，动力传递效率较高。缺点：结构复杂，维修不方便；生产工艺要求苛刻，生产成本高，在知名品牌的轿车中只有保时捷和斯巴鲁还在坚持使用水平对置发动机。

发动机之所以能源源不断的提供动力，得益于气缸内的进气、压缩、做功、排气这四个行程的有条不紊地循环运作。

进气行程，活塞从气缸内上止点移动至下止点时，进气门打开，排气门关闭，新鲜的空气和汽油混合气被吸入气缸内。

压缩行程，进排气门关闭，活塞从下止点移动至上止点，将混合气体压缩至气缸顶部，以提高混合气的温度，为做功行程做准备。

做功行程，火花塞将压缩的气体点燃混合气体在气缸内发生“爆炸”产生巨大压力，将活塞从上止点推至下止点，通过连杆推动曲轴旋转。

排气行程，活塞从下止点移至上止点，此时进气门关闭，排气门打开，将燃烧后的废气通过排气歧管排出气缸外。

发动机能产生动力其实是源于气缸内的“爆炸力”。在密封气缸燃烧室内，火花塞将一定比例汽油和空气的混合气体在合适的时刻里瞬间点燃，就会产生一个巨大的爆炸力，而燃烧室是顶部是固定的，巨大的压力迫使活塞向下运动，通过连杆推动曲轴，在通过一系列机构把动力传到驱动轮上，最终推动汽车。

要想气缸内的“爆炸”威力更大，适时的点火就非常重要了，而气缸内的火花塞就是扮演“引爆”的角色。其实火花塞点火的原理有点类似雷电，火花塞头部有中心电极和侧电极(相于两朵带相反极性离子的云)，两个电极之间有个很小的间隙(称为点火间隙)，当通电时能产生高达1万多伏的电火花，可以瞬间“引爆”气缸内的混合气体。

要想气缸内不断的发生“爆炸”，必须不断的输入新的燃料和及时排出废气，进、排气门在这过程中就扮演了重要角色。进、排气门是由凸轮控制的，适时的执行“开门”和“关门”这两个动作。为什么看到的进气门都会比排气门大一些呢？因为一般进气是靠真空吸进去的，排气是挤压将废气推出，所以排气相对比进气容易。为了获得更多的新鲜空气参与燃烧，因而进气门需要弄大点以获得更多的进气。

如果发动机有多个气门的话，高转速时进气量大、排气干净，发动机的性能也比较好（类似一个**院，门口多的话进进出出就方便多了）但是多气门设计较复杂尤其是气门的驱动方式、燃烧室构造和火花塞位置，都需要进行精密的布置，这样生产工艺要求高，制造成本自然也高，后期的维修也困难。所以气门数不宜过多，常见的发动机每个气缸有4个气门(2进2出)。

二、发动机可变气门原理解析

前面已经了解过发动机的基本构造和动力来源。其实发动机的实际运转速度并不是一成不变的，而是像人跑步一样，时而急促，时而平缓，那么调节好自己的呼吸节奏尤其重要，下面我们就来了解一下发动机是怎样“呼吸”的。

简单来说，凸轮轴是一根有多个圆盘形凸轮的金属杆。这根金属杆在发动机工作中起到什么作用？它主要负责进、排气门的开启和关闭。凸轮轴在曲轴的带动下不断旋转，凸轮便不断地下压气门（摇臂或顶杆），从而实现控制进气门和排气门开启和关闭的功能。

在发动机外壳上经常会看到SOHC、DOHC这些字母，这些字母到底表示的是什么意思？OHV是指顶置气门底置凸轮轴，就是凸轮轴布置在气缸底部，气门布置气缸顶部。OHC是指顶置凸轮轴，也就是凸轮轴布置在气缸的顶部。

如果气缸顶部只有一根凸轮轴同时负责进、排气门的开、关称为单顶置凸轮轴（SOHC）。气缸顶部如果有两根凸轮轴分别负责进、排气门的开关，则称为双顶置凸轮轴（DOHC）。

底置凸轮轴的凸轮与气门摇臂间需要用一根金属连杆连接，凸轮顶起连杆从而推动摇臂来实现气门的开合。但过高的转速容易导致顶杆折断，因此这种设计多应用于大排量、低转速、追求大扭矩输出的发动机。而凸轮轴顶置可省略顶杆简化了凸轮轴到气门的传动机构，更适合发动机高速时的动力表现顶置凸轮轴应用比较广泛。

配气机构主要包括正时齿轮系、凸轮轴、气门传动组件（气门、推杆、摇臂等），主要的作用是根据发动机的工作情况，适时的开启和关闭各气缸的进、排气门，以使得新鲜混合气体及时充满气缸，废气得以及时排出气缸外。

所谓气门正时，可以简单理解为气门开启和关闭的时刻。理论上在进气行程中，活塞由上止点移至下止点时，进气门打开、排气门关闭；在排气行程中，活塞由下止点移至上止点时，进气门关闭、排气门打开。

那为什么要正时呢？其实在实际的发动机工作中，为了增大气缸内的进气量，进气门需要提前开启、延迟关闭；同样地，为了使气缸内的废气排的更干净，排气门也需要提前开启、延迟关闭，这样才能保证发动机有效的运作。

发动机在高转速时，每个气缸在一个工作循环内，吸气和排气的时间是非常短的，要想达到高的充气效率，就必须延长气缸的吸气和排气时间，也就是要求增大气门的重叠角；而发动机在低转速时，过大的气门重叠角则容易使得废气倒灌，吸气量反而会下降，从而导致发动机怠速不稳，低速扭矩偏低。

固定的气门正时很难同时满足发动机高转速和低转速两种工况的需求，所以可变气门正时应运而生。可变气门正时可以根据发动机转速和工况的不同而进行调节，使得发动机在高低速下都能获得理想的进、排气效率。

影响发动机动力的实质其实与单位时间内进入到气缸内的氧气量有关，而可变气门正时系统只能改变气门的开启和关闭的时间，却不能改变单位时间内的进气量，变气门升程就能满足这个需求。如果把发动机的气门看作是房子的一扇“门”的话，气门正时可以理解为“门”打开的时间，气门升程则相当于“门”打开的大小。

丰田的可变气门正时系统已广泛应用，主要的原理是在凸轮轴上加装一套液力机构，通过ECU的控制，在一定角度范围内对气门的开启、关闭的时间进行调节，或提前、或延迟、或保持不变。凸轮轴的正时齿轮的外转子与正时链条(皮带)相连，内转子与凸轮轴相连。外转子可以通过液压油间接带动内转子，从而实现一定范围内的角度提前或延迟。

本田的i-VTEC可变气门升程系统的结构和工作原理并不复杂，可以看做在原来的基础上加了第三根摇臂和第三个凸轮轴。它是怎样实现改变气门升程的呢?可以简单的理解为，通过三根摇臂的分离与结合一体，来实现高低角度凸轮轴的切换，从而改变气门的升程。

当发动机处于低负荷时，三根摇臂处于分离状态，低角度凸轮两边的摇臂来控制气门的开闭气门升程量小;当发动机处于高负荷时，三根摇臂结合为一体，由高角度凸轮驱动中间摇臂，气门升程量大。

宝马的Valvetronic可变气门升程系统，主要是通过在其配气机构上增加偏心轴、伺服电机和中间推杆等部件来改变气门升程。当电动机工作时，蜗轮蜗杆机构会驱动偏心轴发生旋转，再通过中间推杆和摇臂推动气门。偏心轮旋转的角度不同，凸轮轴通过中间推杆和摇臂推动气门产生的升程也不同，从而实现对气门升程的控制。

奥迪的AVS可变气门升程系统，主要通过切换凸轮轴上两组高度不同的凸轮，来实现改变气门的升程，其原理与本田的i-VTEC非常相似，只是AVS系统是通过安装在凸轮轴上的螺旋沟槽套筒，来实现凸轮轴的左右移动，进而切换凸轮轴上的高低凸轮。

发动机处于高负荷时，电磁驱动器使凸轮轴向右移动，切换到高角度凸轮，从而增大气门的升程;当发动机处于低负荷时，电磁驱动器使凸轮轴向左移动，切换到低角度凸轮，以减少气门的升程。

轻混合动力车的主要驱动力是燃油发动机，而电动机只是作为作用不能单独驱动汽车。但能在车辆减速、制动时进行能量回收，实现混合动力的最大效率。

影响汽车动力性的主要因素是什么？

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，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。

压缩空气动力汽车

影响汽车动力性的主要因素有以下几个方面：

发动机性能: 发动机的性能（例如最大功率、最大扭矩、转速等）和可靠性是影响车辆动力性的最重要因素之一。

传动系统: 传动系统包括变速器、离合器和不同档位的齿轮，其与发动机的匹配程度对车辆动力性影响很大。

空气动力学性能: 车身的空气动力学性能包括风阻系数、车顶的高度、车身宽度等因素，这些因素会影响车辆前进时面对的阻力大小。

车重: 车辆重量越轻，他的加速表现通常会越好，车重是影响汽车动力性的重要因素之一。

车轮直径: 车轮的直径越大，每次转动时车轮行进的距离就会增加，因此，车辆相同的转速下，轮胎周围的线速度也会增加。

车辆颜色、空滤器、油品等一系列细节的改变都可能会影响汽车动力性能。

因此，要提高汽车动力性能，需要从多方面入手，并且要保证各个系统的协同配合。

你知道汽车上有哪些是空气动力学的设计？

能源危机迫在眉睫。有专家分析，如果不能用新能源取代汽油，汽车将走向没落。为此，从事汽车研究的科学家投入了大量的人力和财力，开发了气动汽车。2013年1月，法国一家汽车公司宣布将于2016年推出空气动力学车。压缩空气动力汽车是指不需要内燃机，车载高压空气，代替柴油作为能源。一罐煤气，可以在城市道路上行驶100公里。在有供气站的前提下，2-5分钟就可以装满油箱。你可以直接更换储气罐。同时，需要利用太阳能加热压缩空气，提高空气利用率。压缩空气动力汽车最大的使用价值是出租车和城市巴士。我们知道城市交通工具短途、循环驾驶、更换储气罐非常方便。另外，使用成本非常便宜，非常适合中国这样的能源进口大国。也是人类环境改善方面的有益技术革新！国内对压缩空气动力汽车的研究水平：八年前开始研究，浙大是领队。目前，要么从理论上推理，要么没有实用的推广价值。但是在中国吃螃蟹的人。其他企业的研发很少有人在这件事上进行研究。国外研究：领先于法国，有原型车。我也在欧洲展览会上看过这个试用车-三轮式。该车的明显缺点是爆炸力不足、噪音大、空气利用率低等缺点。印度也宣布将于08年量产，但未能兑现承诺。压缩空气动力汽车技术瓶颈：发动机必须是专用的气动发动机，而不是在内燃机上改进。内燃机不适合压缩空气工作。原因：压缩利用率低，内燃机本身阻力大。超高压空气瓶的国产，满足150升300mpa条件的空瓶未国产化。没有科研机构以此为研究目标进行深层次研究，往往是蜻蜓点水，或者是骗科研经费。中国企业家也经常把它当成傻瓜，等在国外做好了再复印，太短视了。压缩空气动力汽车的构想：现在，能源危机迫在眉睫。专家分析，如果未来几十年内汽车产业不能开发新能源代替燃料，汽车产业将走向没落。但是，汽车业科学家们决不会因此而消亡这个辉煌的100多年的汽车工业。世界许多国家投入大量资金、技术、人力和财力，努力研发新技术、新工艺、新材料、新能源，积极为处于能源困境的汽车工业汽车寻求发展之路。相关资料显示，新能源动力汽车，即压缩空气动力汽车问世。专家分析认为，由空气压缩动力驱动的发动机适应其工作过程和能源利用、高压空气储存、压缩和压力、环境温度、持续行驶距离和速度，在技术上是可行的。压缩空气是动力，作为汽车产业的补充能源，无疑是经济性、安全性、环保性能极强的清洁能源，是一种应用前景十分广阔的绿色能源汽车。关于压缩空气动力汽车的优缺点可以总结为：1)轴360度以上的任一点均可吸气、启动，无需电气启动。2)直接切向工作，减少了繁杂的摩擦损失；3)下坡、非空挡时，可以实现逆向输送，储存能量。4)不需要冷却发动机。5)车顶装置有太阳能加热器，提高空气利用率。6)专用压缩空气发动机、结构简单、成本低廉、维护简单等优点和缺点是工件寿命短。现在印度还在开发动力混合动力(汽油空气)汽车，在汽车运转的过程中制造压缩空气。现有油电混合动力车的电能一般来自汽油机，可以说是清洁环保能源汽车的过剩产品。空气动力汽车可以说是解决汽车能源困境的理想方案。

汽车上的空气动力学原理是什么？

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。

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空气动力学，简单地讲就是：物体在空气中或任何流体中所受到的各种外力，并根据在实验测试中所得到的数据资料来修改物体的外观或形状，使之达到人们所需求的特性。汽车在生产的过程当中考虑油耗值是非常关键，而空气这项指标有较大的影响。

“流体力学”中把流体的空间叫“流场”，流场中任一点的参数均不随时间变化，则这种流动称为“定常流”，否则为“非定常流”。相关空气动力学计算公式有：

ρ1V1A1=ρ2V2A2=C1

ρ1ρ2－1、2 截面上的平均密度

V1V2－1、2 截面上的平均流速

A1A2—1、2截面上的截面积

C2-常数

流体力学中将与流体的质量成正比的力称为质量力或者是体积力。重力场中就称为质量力，当忽略质量力的力项，不可压缩流体作定常流动时，流体流动的速度和压强也存在一定的关系。

P +1/2ρV2= P0

P-流体静压力

V-流体流动的速度

P0-总压

经济性：部件所受的“空气阻力”和与空气的“相对速度”平方成正比：车辆的速度越快空气阻力越大。汽车如果保持一定行驶速度，相应发动机就得消耗一定比例的燃油，使之能与“空气阻力”形成抗衡。

故车辆的外型设计是否符合相关空气动力学很重要，否则汽车在“稳定性”及燃油的“经济性”上等方面会会大打折扣。

部件控制：对汽车发动机的冷却，车厢里的通风换气，车身外表面的清洁，气流噪声，车身表面覆盖件的振动，甚至刮水器的性能等方面的影响。

节能性：主要取决于它的风阻系数：车辆在行驶时所受阻力主要来自前方，同时侧向也具有一定阻力。风阻系数是一个固定值，每～辆车都有它的风阻系数，在算出风阻系数后，就可由此数字算出车辆在各种速度中所受到的空气阻力，从而合理控制发动机的输出，达到一定的燃油经济性。

稳定性：取决于它的阻力系数。车辆在行驶当时有些气流从车底穿过，而这气流的密度大于从车顶飘过的气流时车辆伴有“发飘”或难以控制，此时有侧风从车旁吹过，也较易引发车身“偏移”现象，如果车辆质量大、轮胎抓地力强的话则偏移的现象就会减轻，同时耗油增加。所以车辆的阻力系数太大不是件好事。通常车底的气流密度一般要大于车辆上方的，让车辆有一定的稳定性或平衡性。