基于降低汽车前保系统风阻的优化设计

豆忠颖，金忠恩，仝 梅，席艳秋

Dou Zhongying，Jin Zhongen, Tong Mei, Xi Yanqiu

（奇瑞汽车股份有限公司，安徽 芜湖 241006）

随着生活质量的提升，汽车正逐步走入家庭。汽车给人们的生活带来了便利，但逐渐上升的油价加重了人们的经济负担。10万元左右的经济型轿车的燃油经济性，成为汽车设计者必须要关注的话题。提升燃油经济性的一个重要措施是降低整车风阻系数。

1 影响前保系统风阻的因素及Bench- mark车调查

1.1 影响前保系统风阻的因素

经验表明，一般有 4个因素影响到前保系统的风阻：

1）雾灯格栅孔是否封堵；

2）散热器格栅、下部进气格栅两侧孔封堵；

3）是否有前保阻风板；

4）是否有发动机下护板。

1.2 Benchmark车调查

调查情况见表1～表4。

表1 自主品牌雾灯格栅、散热器格栅和下部进气格栅封堵情况调查

表2 合资品牌雾灯格栅、散热器格栅和下部进气格栅封堵情况调查

表3 自主品牌前保阻风板和发动机下护板实施情况调查

表4 合资品牌前保阻风板和发动机下护板实施情况调查

2 奇瑞A3车型前保系统降风阻方案

伴随着汽车技术的发展，各品牌逐渐开始重视增加降风阻的零部件来提升燃油经济性。例如奇瑞A3在开发前期，零部件工程师和布置工程师基于对竞争对手车型的反复对比和调查，总结出前保系统中降低整车风阻的几个有效方案，主要包括：

1）雾灯格栅封堵；

2）散热器格栅、下部格栅两侧封堵；

3）加装前保阻风板；

4）加装发动机下护板。

2.1 雾灯格栅封堵

该区域开口对于冷凝器的冷却属于无效进气面积，且该区域开口会增大整车风阻。更改区域封闭后，还会减少车内部结构外露，提升美观效果（见图1）。经过试验验证，该区域封闭可以降低整车风阻系数0.0057（整车风阻系数目标值为0.3）。

2.2 散热器格栅、下部格栅两侧封堵

散热器格栅和下部格栅是冷凝器冷却换气通道，通常两侧冷凝器散热片覆盖不到，因而该区域开孔对冷凝器的冷却无效。该区域开口会增大整车风阻，且该区域封闭会对整车起到遮蔽效果，减少内部结构外露。根据对比分析和布置工程师的要求，该区域通过造型评审进行了封闭（见图2）。

2.3 前保阻风板

该件可以改善整车下部流场，降低整车风阻系数。

例如奇瑞A3第一版造型有此件，经过CAE分析，图 3展示带阻风板和不带阻风板的整车下部流场，两种状态基本没有差异；经整车风洞试验验证，该件对降低整车风阻的作用与发动机下护板重叠，最后取消。

2.4 发动机下护板

该件不仅可以改善下部流场，还对发动机起到较好的防护作用；该件通常覆盖整个发动机下部，目前其他公司的新车型中多配置此件（见图4）。

3 试验方法

试验方法可采用气动—声学风洞，试验结果如表5所示。气动-—声学风洞装备了先进的天平和5带移动路面系统，最大风速达到250 km/h，依靠特殊的低噪声风机系统和复杂的噪声处理技术，试验段背景噪声水平在160 km/h风速下低于61 dB（A）。风洞喷口面积达到27 m2，可进行从微型轿车到中型客车的实车试验，更大型的车辆需要考虑缩比模型的试验。

表5 某车型风阻试验结果

4 结 论

关于前保系统的风阻影响因素，各车型造型及整车布置不同，后期须经CAE分析及整车试验验证，这里所提到的数据仅供参考，并非一成不变。

[1]伍荣林，王振羽. 风动学原理[M]. 北京：北京航空学院出版社，1985.

[2]孙晓峰，同盛. 气动声学[M]. 北京：北京航空学院出版社，1994.

[3]《汽车工程手册》编辑委员会. 汽车工程手册（试验篇）[M]. 北京：人民交通出版社，2001.