『现代』很多人都想在车上装这个东西,但它真没你想的那么好
您是否曾经也是个“追风少年”在车上安装个尾翼?
您是否曾经觉得尾翼作为汽车装饰件能提升车辆的颜值?
您是否曾经觉得扰流板跟尾翼是一样的?
尾翼 , 是汽车空气动力学套件的一部分 , 早年间空气动力学运用在汽车上的不多 , 跟如今相比简直是小巫见大巫 , 早年前大多数都是依靠硕大的尾翼去加强车辆的操控性 , 例如各大赛场上的房车 , 大多数依靠夸张尺寸的尾翼给予车尾安定 。
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如今使用尾翼的车已经逐渐减少 , 只有在一些专业级别的比赛上出现 , 而民用车甚至超级跑车都不会出现固定式尾翼 , 转而使用扰流板或者可变式尾翼 。 那么教授今天就讲讲 , 为什么如今现代化汽车不再使用大尺寸尾翼 , 尾翼和扰流板对车汽车的作用 。
什么是尾翼 , 什么是扰流板?
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尾翼和扰流板经常会被混用 , 但实际上尾翼和扰流板是两种不同的装置 。 扰流板是用于减少升力 , 优化空气动力性能的装置 。 我们在搭乘飞机时如果细心观察 , 会发现飞机在落地后 , 就会打开所谓的减速板 , 扰乱机翼上的气流来帮助飞机减速 。
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通常情况下机翼下方是高压区 , 上方的低压区(参考伯努利原理 , 流速大的地方压强小) , 飞机也正是由于这种特性才有足够的升力去帮助飞机起飞、飞行 。 当扰流板升起 , 破坏了上下压力差 , 飞机就会失去升力 , 进而下降 , 这就是扰流板的作用 。 在汽车上安装尾翼 , 其作用基本上跟飞机的扰流板一样——降低升力 。
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车辆顶部的气流经过车顶弧线后 , 在车尾都会有一个截断的区域 , 该区域因为车辆底部高压气流和顶部的低压气流交汇形成真空区 , 该区域的气流会回旋和振动 , 俗称乱流 , 在高速行驶时乱流会影响车辆尾部的稳定性 。 安装了扰流板的车辆尾部气流就会被向上抬升 , 让真空区远离车辆尾部 , 从而减少真空区乱流对车辆的影响 。
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另一方面 , 尾翼是一种有意制造下压力的装置 , 使用尾翼制造更大的下压力 , 以便更快速过弯(能快多少本文暂不讨论) , 尾翼的作用就像反置的机翼 , 机翼需要升力 , 而尾翼需要下压力 , 根据前文可推导 , 尾翼下方的气流流速快 , 而上方的气流流速慢 , 所以尾翼上方的压力会比下方大 , 高低压差就会出现一个向下的力 。
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气流撞击尾翼后 , 就会产生下压力和水平向后的推力 , 水平向后的力也称之为空气阻力 , 空气阻力是阻碍车辆前进的力 , 所以需要通过更加复杂的计算去优化这部分的力量 , 尽可能减少阻力 , 而增加下压力 。
前驱车装空气动力学套件没用?
很多人认为:我的是前驱车 , 前驱车只要前轮有足够的抓地力就可以了 , 后轮并不需要提升 。 但是为什么你换胎的时候要连后轮一起换?提升刹车的时候 , 前后刹车一起换?在更换轮胎的时候直接将前轮安装一套好胎 , 后轮可以保留原来那个磨损严重的轮胎?
是不是觉得大家都懂 , 但不知所以然?
我们都知道 , 车辆行驶在路上 , 主要依靠摩擦力作用 , 摩擦力给我们提供了加速度 , 反向加速度等 , 初中物理书会说到 , 摩擦力=摩擦系数x法向力 , 其中摩擦系数会根据路面的不同而不同 , 而力是有方向的 , 不仅是只有大小 , 所以某个方向上的力 , 称之为法向力;简单理解为F=μ·N 。分页标题
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车辆的转向力就等于地面摩擦系数X法向力或者车身的重力 , 车身重力是恒定的 , 而如果能够获得更多的下压力 , 那么车轮就能获得更多的摩擦力 , 更大的摩擦力有助于车辆抓地力的提升 , 而车辆的过完极限也能提升 。 这也是为什么安装扰流板能够提升车辆极限性能理论层面的知识点 。
提升刹车性能?
同样的道理 , 尾翼为车辆提供了大量的下压力 , 而最大刹车力度=轮上摩擦系数X法向力 , 法向力提升了刹车性能 。 车辆在急刹时 , 车身重力会转移到前轮 , 前轮承担着大部分的力量 , 而后轮的负荷减少 , 假设前后轮都是一样的轮胎 , 那么摩擦力的极限也是一样的 , 如果前轮承担大部分负荷 , 那么前轮会率先突破抓地力 , 而后轮拥有足够的抓地力 , 却无法得到有效使用 。
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如果有一个尾翼向后轮提供下压力 , 那么随着刹车力的提升 , 后轮做的功也会随之增加 , 就会降低前轮的负荷 , 四轮均衡分摊刹车力 , 并且最大化利用刹车力 。 法向力提升了 , 车辆刹车性能也会提升 , 对车辆入弯有积极帮助 。
压力中心
假设一辆前驱车原厂就带有尾翼 , 例如思域Type-R等 , 如果移除了车辆车的尾翼 , 就相当于是吧车辆的压力中心前移 。 压力中心前移 , 就会导致车辆的前轮获得大量的下压力 , 后轮却没多少 , 也就是说 , 在过弯过程中 , 前轮会有更多的抓地力 , 假如你将车辆逼至极限 , 基本上是后轮先达到极限(抓地力小) , 假如你在进行左转 , 那么后轮到达极限后 , 就会往弯外偏移 , 车辆就会出现甩尾的现象 。
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车辆过弯时最佳的状态应该是四个车轮具有同样的抓地力 , 四个车轮一起出现到达极限的情况 , 也就是说压力中心与车辆重心重合 , 达到前后平衡的状态 。 这样就不会出现两个车轮先达到极限 , 而另外两个轮还没有达到极限 , 就可以最大化利用轮胎的性能 。
如何降低升力
无论扰流板还是尾翼都是降低车辆尾部升力的部件 , 假如车辆是呈流线型 , 车尾没有类似的扰流装置 , 那么气流经过车尾后就会直接向地面冲击 , 同时也会对车辆造成举升的效果 。 这样的车辆的操控会相对有下压力的车辆差 , 因为没有足够的下压力 , 后轮的牵引力也会不足 。
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如果在车尾加一个扰流板 , 那么气流在流经此处时就会往上走 , 而不会像前文一样直冲地面 , 于是就是消除或者说降低了升力 , 车辆后轮的牵引力也会随之提升 。
能不能自己加装尾翼/扰流板?
教授个人是不推荐自己加装扰流板或尾翼的 , 我们很多原厂车的车尾箱盖就会有微微翘起 , 该部分已经能够满足车辆减少乱流的效果 , 而不需要另外加装扰流板 。 加装扰流板大多数为了视觉效果而并非实际作用 , 在马路上低速行驶的时候 , 该部分对车辆性能的影响微乎其微 。
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此外 , 扰流板和尾翼的安装角度也是相当考究 , 在赛车领域 , 尾翼的角度算是车队的机密 , 每一次调整尾翼都是按照该赛道的需求而定 , 并非一劳永逸;对于我们日常驾驶来说 , 道路状况瞬息万变 , 同一状态的尾翼不可能适用于任何一个场景 , 所以这也是教授不推荐私自加装尾翼的原因 。分页标题
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此外 , 安装、材料、手工都关乎尾翼的安全 , 安装手法不对 , 分分钟效果适得其反 , 没有增加下压力之余还增加了车辆升力 , 影响车辆安全 。 此外 , 假如买到冒牌、山寨产品 , 轻则断裂 , 重则伤人;再加上网上很多尾翼/扰流板都是通过胶粘的方式安装 , 长时间风吹日晒后 , 塑胶老化 , 容易出现掉落的情况 , 所以教授不推荐家用车自行安装尾翼/扰流板 。
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【『现代』很多人都想在车上装这个东西,但它真没你想的那么好】原理归原理 , 教授是绝对 , 绝对 , 绝对不建议私自安装尾翼 , 无论是安装方式、材料都不在可控范围内 , 而且并不知道长期使用效果如何 , 假如在高速上损坏 , 掉了还好说 , 要是伤及后车 , 那后果就可大可小了 , 伤到人可是需要负责任的 。
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