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要下压力不要阻力 名词解释之扩散器

来源:无敌汽车网 文:邝永佳 图:网络 鸣谢: 审:R.P

2014-03-18

[导读] 扩散器工作的整个过程中,不会产生额外的空气阻力,但想要让扩散器正常工作,路面必须非常平整,否则车底区域难以形成稳定的低压。因此,扩散器一般在赛车或者超跑上,一般的民用车即便装上扩散器也难以发挥功效。

当汽车刚走进人类生活,当时更注重的是动力系统以及车身构造,甚少留意空气动力学。随着引擎马力的逐步提升,高速行驶中的汽车便显露出不稳定,车身甚至有向上升的轨迹趋势,这是一个非常危险的信号。于是工程师优化车身空气动力学,而普遍的做法是在车身加装各种可以增加下压力的翼片或扰流唇,上述这些空力套件虽然开发成本低,但都有一个弊端,那就是通过增加气流阻力从而换来下压力,换言之车辆行驶中的阻力更大。

增加车辆的下压力还有一个做法,那就是车尾扩散器(diffuser)。该部件的工作原理是在车尾加装一个向上翘的导流板,将车底的气流快速抽出,气流速度越大,压强越低,车底便形成一个低压区,而车顶部分便是高压区,使车身形成一个向下的力,于是下压力便生成了。扩散器工作的整个过程中,不会产生额外的空气阻力,但想要让扩散器正常工作,路面必须非常平整,否则车底区域难以形成稳定的低压。因此,扩散器一般在赛车或者超跑上,一般的民用车主要行驶在高低不平的市政道路,即便装上扩散器也难以发挥功效。

图:扩散器的作用是加速车底部分气流的流经速度,使车底形成低压区,从而产生向下的下压力。

图:法拉利的民用跑车甚少出现大尾翼,因为在F1浸淫多年的红魔在车身空气动力学方面经验丰富,相比增加空气阻力的大尾翼,扩散器才是更好的选择。

图:2009赛季的F1闹起了双层扩散器热潮,结构复杂的扩散器为F1赛车提供更多的下压力。

图:扩散器的工作原理涉及到文丘里效应。根据文丘里效应,流体经过缩窄断面时,流速会增加,车底部分相当于文丘里效应中的缩窄断面。而且要说明的是,真正形成下压力的区域是车底,而非扩散器,因为根据上面的CFD图,气体流速最快的部分是扩散器前面的车底部分,扩散器的作用只是帮助车底形成一个文丘里式的缩窄断面。

图:1978年的Brabham BT46赛车,它后面的那个大风扇,其实也算是一个扩散器,风扇旋转吸走车底的气流,只不过科技的进步使其成为一个大笑话。

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