汽车后扰流板对两厢车行驶稳定性影响

王洪亮，刘 心，何艳波，陈佳乐

长春科技学校，吉林长春 130000

汽车后扰流板对两厢车行驶稳定性影响

王洪亮，刘 心，何艳波，陈佳乐

长春科技学校，吉林长春 130000

汽车后扰流板的原理是应用的空气动力学原理。那么，究竟安装汽车后扰流板后对两厢车行驶稳定性有什么影响呢？本研究采用某一国产两厢车作为研究对象，对其安装不同的汽车后扰流板，利用实验对比的方式验证不同汽车后扰流板对两厢车行驶稳定性的影响。

汽车后扰流板；两厢车；行驶稳定性；计算机辅助分析；对比

汽车后扰流板，安装在轿车尾部，也称为尾翼。汽车后扰流板的作用，除了增加轿车外形的美感起到装饰作用之外，其更重要的作用是减少了行驶状态下的空气阻力，提高了轿车行驶的稳定性。两厢车，后备箱与驾驶室为一体，外形上不如三厢车受到传统美学眼光青睐。受到汽车改装流行元素的影响，很多两厢车车主喜欢选择给轿车加装后扰流板。

1 汽车后扰流板的原理

当一个物体穿过空气时，会使周围的空气发生位移，因为物体上下表面的曲线形状不同，空气会产生流速差，流速差则会产生压力差。汽车后扰流板的原理是应用的空气动力学原理。汽车行驶时受到的气动阻力和气动升力与速度的平方成正比。当汽车行驶时，汽车上方的气流流过弧形的车体表面，其流速较快，而汽车下方的空气气流流速相对较慢。这样，就形成了空气流动的速度差，速度差将会产生气压差，使得汽车下方的气压高于上方的气压，将会给汽车一个具有抬起趋势的气压差，汽车安装了后扰流板后，使得汽车后扰流板的上方气流速度低于下方气流速度，产生一个使得汽车向下趋势的气压差，以减少汽车抬起的趋势，保持汽车行驶的稳定性。

2 两箱车安装汽车后扰流板的计算机软件辅助分析

本研究采用某一国产两厢车作为研究对象，对其安装不同的汽车后扰流板，利用实验对比的方式验证不同汽车后扰流板对两厢车行驶稳定性的影响。

2.1 试验用汽车后扰流板

汽车经常使用的汽车后扰流板的种类有三种，如图1所示。

图1 试验用汽车后扰流板

1）汽车后扰流板A。

此类汽车后扰流板安装在汽车顶棚与后风挡窗的衔接处，用来改变从车棚顶流到汽车尾部的空气流。

2）汽车后扰流板B。

汽车后扰流板B是在汽车后扰流板A的基础上，采用中部镂空设计。利用镂空的中部引导空气流对后风挡窗玻璃进行吹扫清洁，能够增加汽车后视野质量。

3）汽车后扰流板C。

汽车后扰流板C用支架安定在汽车顶棚后沿部位，扰流板两端设计有小的翼片，作用是降低与分散汽车行驶时汽车尾部的空气流抬升作用力。

2.2 采用计算机软件进行三维仿真建模

1）计算机软件三维仿真辅助分析。

随着计算机软件辅助分析技术的发展，当前已经有很多成熟的专门三维仿真数学建模分析软件，具有设备场地要求低，建模分析速度比实车测验快，费用低、没有意外风险等优点。

本研究采用的是ansys软件。ansys软件是融结构、流体、电场、磁场、声场分析于一体的大型通用有限元分析软件。

2）数学建模。

将试验用国产两厢车的尺寸输入ansys软件，建立该车型的三维仿真模型。尺寸为：整车总长度4212mm，整车总高度为1531mm，含两侧后视镜的总宽度为1860mm，不含两侧后视镜的总库宽度为1762mm。为了便于分析建模，将电动雨刷、前后组合大灯，车门把手、天线等省略。模拟汽车正常行驶时的状态特征，将车窗安装完全关闭处理，因此整个汽车模型设置为全封闭实体。

在数学建模分析行驶稳定性时，我们主要分析升力系数，升力系数越大则高速行驶时汽车的稳定性越差。在确定汽车后扰流板的行驶稳定性之外还要综合考虑汽车后扰流板带来的油耗问题以综合客观的评价汽车后扰流板性能，在升力系数相同的影响下，即汽车行驶稳定性状态一致的情况下，空气阻力系数越小则经济性越好。

2.3 网格划分

本实验对已建立的三维仿真模型网格划分设置为4mm，尾部汽车后扰流板按照1mm设置网格加密区。边界条件为给定速度40m/s。

2.4 实验数据

当网格和边界条件确定后，利用ansys软件自身的功能进行有限元分析，实验数据结果见表1。

U46

A

1674-6708（2015）150-0104-01