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汽車空氣動力學授課者：張永瑞副教授汽車行駛阻力•1.滾動阻力D1=μrW1•2.空氣阻力Ra=KAV2•3.斜坡阻力Rg=Wsinθ•4.加速阻力Rac=W*α/g(改變慣性阻力)•(直線及迴轉慣性)•全部行駛阻力=D1+Ra+Rg+Rac1.滾動阻力2.空氣阻力3.斜坡阻力Rg=Wsinθ4.加速阻力全部行駛阻力=D1+Ra+Rg+Rac汽車行駛性能--1.直線行駛性能•1.直線行駛性能•A.動力性能–--爬坡性能、加速性能、•油耗性能、最高速度性能•爬坡性能=D1+Ra+Rg•=(μrcosθ+sinθ)W+kAV2•加速性能=Rg+Rac•油耗性能=燃油消耗量與行駛里程關係•最高速度性能=無風狀況、水平路面、最高•車速行車性能曲線圖•B.慣性行駛性能---平坦水平路面、踩下離合器、或在空檔來切斷動力時，依慣性力所能行駛多遠距離性能。•C.制動性能----操作煞車踏板可使汽車經多•少距離停下之性能。汽車行駛性能--1.直線行駛性能制動性能----影響因素•1.踩煞車方法---踏力•2.煞車性能----煞車蹄片摩擦、輪胎與地面•、路面材質、形狀、溫度與滑動狀況•3.制動初速度影響•4.汽車總重量•5.水上滑行現象•6.煞車異常現象--氣阻現象(油溫過高、蒸發)•衰弱現象----煞車鼓過熱摩擦係數降低•1.操縱性能---可依駕駛者意志而行駛性能•1.轉彎向心力(道路斜度、輪胎變形•2.轉向特性(轉向過度、不足、•反覆轉向、正常轉向)•2.安定性能---車輛受外力變更行進路線，發生車身振動或傾斜，能否恢復原狀的性能•1.方向安定性能2.車輪橫向滑動•3.車輪提升現象4.車輪擺動現象汽車行駛性能--2.曲線行駛阻力乘坐舒適性能•1.振動乘坐舒適性能•2.環境乘坐舒適性能汽車振動•1.上下跳動•2.前後俯仰•3.左右榥動•4.旋轉平擺•5.上下振動容許界線---依振幅及頻率•6.乘坐舒適係數=振幅/容許振幅環境乘坐舒適性能•1.噪音---(引擎、齒輪、排氣管、輪胎、•車身共振、風切聲)•2.座椅及內裝•3.空氣調節性能何謂空氣動力學•ans:討論空氣流動之學問•影響車身穩定性、•阻礙汽車前進•飄浮車輛空氣阻力實驗•依重鎚落下時間長短決動空氣阻力大小風洞•空氣阻力測試裝置車輛與空氣•1.空氣的特性•2.空氣的密度•3.空氣的黏度•4.邊界層車輛周遭流動氣流效應作用於車輛的空氣動力•流體移動會推動物體•汽車正面承受空氣動力•汽車承受橫風•汽車的六個分力(三力、三力矩)•汽車承受三種壓力(揚力及橫力、空氣阻力)汽車正面承受空氣動力汽車承受橫風汽車承受三種壓力(揚力及橫力、空氣阻力)汽車的三力矩•車輛行駛重要之力•空氣阻力•揚力•偏向力矩•俯仰力矩•揚力—對高速行駛穩定性重要•車輛浮起→方向盤和煞車失效•偏向力矩---對行駛穩定性重要•俯仰力矩---車輛前後方揚力不同所引起•前方揚力大→方向盤效果不好•後方揚力→轉向過度•賽車前後方下壓力比為3:7•依前突與後翼調整增加下壓力最高速度如何決定驅動力←→滾動阻力、加速阻力、坡度阻力、空氣阻力最高速度如何決定揚力•柏努力定裡•上方流速快壓力就低•車輛上方壓力低於下方，車輛產生揚力空氣阻力•摩擦阻力•誘導阻力•壓力阻力•邊界層厚度•空氣阻力係數(Cd)摩擦阻力•摩擦阻力：空氣貼於車身表面產生之阻力•與表面積成正比•誘導阻力：當揚力發生就產生之阻力，上下壓差形成渦流，揚力減少→空氣阻力減少(風閘裙、鴨尾)壓力阻力•壓力阻力：作用於車輛表面空氣壓力進行方向分力總合物體表面空氣被剝離→渦流空氣流動被剝離地點---邊界層邊界與空氣99%相同流速距離--邊界層厚度剝離越早發生，渦流越大，空氣阻力越大空氣阻力係數CD•CD=(D/S)D=0.5ρV2*S*CD•---------------•0.5ρV2•D空氣阻力•S前投影面積N=D*V/75•ρ空氣密度•V車與空氣相對速度•N引擎動力觀查空氣流動•1.氣流可視化技術•2.油膜、油滴法•3.流煙法1.氣流可視化技術2.油膜、油滴法3.流煙法汽車風洞實驗裝置•空氣動力測試•測定空氣動力方法•四輪支架天枰法•支柱架測定法•吊線測定法•風洞實驗裝置賽車風動---比較測試前後四輪受力模型車精度高---鋼琴線受拉力空氣動力實驗—流體數值解析•運動方程式•流動流線•壓力分佈與流速向量車輛周圍的氣流•依渦流的壓力差會產生阻力•減低行車阻力因素•氣車周圍氣流車輛空氣動力實驗•後翼形狀的實驗•車頭形狀的實驗•車尾端形狀的實驗•輪胎的空氣動力實驗•地面效應實驗•前翼形狀的實驗•日本磁浮車裝置各種空氣動力零件其空氣動力如何變化•裝置擾流器及下屏實驗•未裝置空氣動力零件實驗•裝置後擾流器實驗•裝置前擾流器實驗•裝置前、後擾流器實驗•裝置前、後擾流器及下屏實驗•裝置前、後擾流器、下屏及側護裙實驗設計不同空氣動力特性如何變化•省能源與空氣動力之關係•風向與空氣阻力係數之關係賽車的空氣動力•車底面與路面間產生的強烈下壓力•底盤下的氣流•不同角度的底盤下的氣流•雨天可觀查到可視化氣流•賽車上面的空氣流動狀況•前方來的空氣流動狀況•Upsweep的氣流情形賽車的實車風洞實驗•March802的實車風動實驗•發生強大的下壓力與轎車的情況不同•賽車周圍的氣流空氣動力零件與配件之研究•前擾流器•後擾流器•裝置前後擾流器的效果•側護裙•其它空氣動力零件適當面積與角度可減少阻力與揚力、偏向力矩市售擾流器之功效•擾流器的材質---發泡氨基甲酸乙酯•前、後揚力平橫-----穩定性•下壓力