“空气动力汽车”项目介绍
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随着全世界汽车保有量的急剧增长，作为不可再生的石油资源正
面临短缺和枯竭；汽车燃烧石油产品所产生的有害气体对环境所造成的污染，给人类生存环境带来巨大的不良影响。节约石油资源和减少有害气体排放量，寻找新的、可替代的、清洁的能源，是所有汽车业界的人特别是科技工作者责无旁贷的重大责任！——首先选择了电能。
（一）电动汽车的发展现状
纯电动汽车，是汽车业界正在重点研发的项目，最有发展前景的
是锂离子电池。当前，进一步提高锂电池的储能密度以便提高汽车的续驶里程、增加充放电循环次数（寿命）、降低成本以及建设众多的社会充电站，是纯电动汽车大规模进入市场的重要前提。
混合动力汽车，是以电和石油产品两者为动力源的汽车，这种汽
车的优点是：提高了传统汽车的燃料经济性，降低了有害气体的排放量，并且具有足够的动力性和续驶里程；其缺点是：电、油两套装置引起结构笨重和生产成本提高。
燃料电池汽车，是将氢和氧通过电化学反应生成水并释放出电能
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驱动汽车。专家认为，这种形式的新能源汽车，具有良好的动力性、燃料经济型、足够的续驶里程，并实现无污染，是理想的未来型新能源。但燃料电池的高成本和短寿命以及大量高纯度氢气制备的产业化等，是摆在燃料电池汽车面前的重大课题。
（二）以压缩空气为动力的汽车（简称空气动力汽车）
1.国外研发状况
在大多数汽车厂力争尽早把电动汽车投放市场时，国际上正有人
在积极地研发以压缩空气为动力的汽车，最突出的代表是法国MDI 公司工程师内格雷（Guy Nègre），他的公司试制出多台、多种型号的样车，并在法国、南非和墨西哥等国有商品车上市。印度Tata汽车公司花3000万美元购买了生产权，也已经试制出样车，并声称将于近年把产品投放市场。美国ZPM(Zero Pollution Motors)零排放汽车公司宣称，力争在2011年将空气动力汽车投放美国市场。继美国、拉丁美洲及欧洲若干国家之后，内格雷与英国有关厂商的谈判也接近尾声，预计空气动力汽车将于三年内出现在英国市场上。在英国街道上还出现了空气动力自行车。
2.国外研发的气动发动机、空气动力汽车图片
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⑴法国
法国MDI公司一种气动发动机外形图
法国MDI公司AIRPod气动汽车
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AirPod 空气动力汽车及压缩空气发动机
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法国MDI 公司的工人们正在组装AirPod 空气动力汽车
MDI 公司气动机的铝合金缸体
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法国MDI公司空气动力汽车Citycat和Minicat。
空气动力汽车技术是法国工程师内格雷研发的。作为雷诺(Renault)的前赛车引擎设计师和法国MDI公司的老板，内格雷在过
去13年中一直致力于压缩空气技术的研究。他坚信该技术不仅能为全球汽车产业带来突破，还可从根本上改善城市生活质量，延缓气候变暖的进程。内格雷认为，当前的环保汽车技术其实都有着各式各样的缺陷：混合动力车的污染程度虽有所减轻，对日趋严重的环境问题而言却不过是杯水车薪；氢气发电成本高昂，实用性欠佳；燃料电池同样不便宜，性能尚有待证明；而被寄予厚望的电动车则需依赖于昂贵而不可靠的电池技术。尽管空气动力车的碳排放量与电动车相差无几，成本却只有后者的一个零头，原因在于它无需每五年更换一次昂贵的电池，并可于瞬间完成充气。
内格雷不仅将这项技术转让给了美国ZPM公司，还与印度汽车
巨头塔塔(Tata)签署的一笔价值3000万英镑的合同，它使全球最便
宜的汽车Nano同样成为空气动力技术的受益者。继美国、拉丁美洲及欧洲若干国家之后，内格雷与英国有关厂商的谈判也接近尾声，预计空气动力车将于三年内出现在英国市场上。然而，内格雷的雄心并不仅限于此，他的下一个目标是开发适用于飞机的混合版空气动力机。
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不过有工程学专家对这项技术表示怀疑，说空气压缩本身就是高
能耗。美国西北大学化学和生物工程学专家哈罗德说“空气压缩机是转化电能效率最低的机器之一。为什么不像电动汽车一样直接使用电能？从能源利用的角度来说，空气动力汽车并没有什么意义。”( CityCAT拥有一个可储存52加仑压缩空气的空气罐，最高时速可
到68mph，充满气体后可连续驾驶125英里。所用的能源也就是我
们最常见不过的空气，可谓实现了真正的零耗能零污染。在远距离行驶中，为了增强这款汽车的机动能力，它还可以添加其它燃料作为辅助燃料，每行驶100公里其燃料消耗不超过3升。
在经过了15年漫长的研发后，MDI公司终于获得了成果，在去
年6月与印度Tata汽车集团达成了协议，塔塔汽车公司花3000万
美元获得了在印度生产和销售MDI空气动力汽车及其技术的专营权。塔塔汽车公司将要出售的空气动力汽车名字为OneCAT。
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印度Tata Motors 公司制造的以空气为动力的新型环保汽车OneCAT 汽车重量只有350 公斤，在城市交通中，OneCAT 汽车的行驶只
以空气为动力。在远距离行驶中，为了增强这款汽车的机动能力，它还可以添加其它燃料，每行驶100 公里其燃料消耗不超过3 升。
⑵美国
据美国媒体报道，能源问题与环保问题是一直以来困扰全球汽
车行业的最严峻的两大问题。为此，各家车厂也是“八仙过海，各显
神通”，各种概念层出不穷。在大多数车厂力争尽早把电动车投入市
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场时，美国一家汽车公司却正在生产空气动力汽车，这种车只需要靠
压缩空气就能获得能量来源。
美国ZPM(Zero Pollution Motors，零排放汽车)公司力争在2011
年初将空气动力汽车投放美国市场，这种汽车通过压缩空气和一个小
型的常规引擎来提供动力。ZPM 公司首席执行官施瓦-文卡特说，公
司的最终目标是把空气动力汽车的价格控制在18000 到20000 美元之间，燃料效能达到100 公里1 加仑汽油，在低速行驶时废气零排放。在世界其他国家，空气动力汽车技术正在加速发展。今年3 月法
国MDI 公司在瑞士日内瓦国际车展上展示了一辆空气动力汽车Airpod。Airpod 是一款是外形酷似甲壳虫的三轮汽车，AirPod 前后
各有一个向上开启的玻璃门，2 排座位背靠背，前排有 1 个座位，后排有2 个座位。Airpod 是一款只能在城市行驶的车辆，是世界上最
小的3 座车辆，但也可乘坐 3 名成人和1 名儿童。这种车用压缩空气驱动，完全是零排放、零污染的洁净汽车。在本月，新版空气动力车
正在阿姆斯特丹的史基浦机场(Schipol airport)接受法国航空-荷
兰皇家航空公司(Air France KLM)的测试，它们将在未来代替庞大的
服务电动车队。
问卡特说他们公司生产的空气动力汽车只需将插头插到墙上的
插座内，汽车的空气压缩机就开始工作，使汽车气罐内的气压达到每
平方英寸4500 磅。达到这一气压大约需要 4 小时，然后气罐内的空气就会缓慢释放，牵动汽车的活塞运动。在车速低于35 英里/小时时，这种空气动力汽车完全依赖气罐工作，只排放出冷空气。车速增高时，10
一个小型常规燃料的引擎就会开始工作，加热气罐内的空气加速其释放，从而获得更高的速度。这个引擎也会给气罐加气，从而延长汽车
的行驶里程和加大其速度。文卡特预计自己公司生产的空气动力汽车
完全依靠压缩空气能够行驶20 英里，当引擎发动后将能够再行驶数
百英里，最高时速达到96 英里。
空气动力汽车技术是法国工程师内格雷研发的。作为雷诺(Renault)的前赛车引擎设计师和法国MDI 公司的老板，内格雷在过
去13 年中一直致力于压缩空气技术的研究。他坚信该技术不仅能为
全球汽车产业带来突破，还可从根本上改善城市生活质量，延缓气候
变暖的进程。内格雷认为，当前的环保汽车技术其实都有着各式各样
的缺陷：混合动力车的污染程度虽有所减轻，对日趋严重的环境问题
而言却不过是杯水车薪；氢气发电成本高昂，实用性欠佳；燃料电池
同样不便宜，性能尚有待证明；而被寄予厚望的电动车则需依赖于昂
贵而不可靠的电池技术。尽管空气动力车的碳排放量与电动车相差无几，成本却只有后者的一个零头，原因在于它无需每五年更换一次昂
贵的电池，并可于瞬间完成充气。
内格雷不仅将这项技术转让给了美国ZPM 公司，还与印度汽车巨
头塔塔(Tata)签署的一笔价值3000 万英镑的合同，它使全球最便宜
的汽车Nano 同样成为空气动力技术的受益者。继美国、拉丁美洲及
欧洲若干国家之后，内格雷与英国有关厂商的谈判也接近尾声，预计空气动力车将于三年内出现在英国市场上。然而，内格雷的雄心并不仅限于此，他的下一个目标是开发适用于飞机的混合版空气动力机。
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不过有工程学专家对这项技术表示怀疑，说空气压缩本身就
是高能耗。美国西北大学化学和生物工程学专家哈罗德说“空气压缩机是转化电能效率最低的机器之一。为什么不像电动汽车一样直接使用电能？从能源利用的角度来说，空气动力汽车并没有什么意义。”
其次AirPod 确实是一款零污染的空气动力车。虽然尺寸很小，Airpod 的体重也有220 公斤，除了前不久肆虐的台风“狮子座”、“凡亚比”之外，一般的空气也推不动它，所以AirPod 不是靠向后喷气来前进。其实它的工作原理和传统汽车相近，装有一部类似内燃机的发动机，依靠压缩空气在气缸内膨胀来推动活塞做功。空气膨胀的速度远不如油气混合气燃烧来的快，因此发动机功率要比内燃机小的多，只有区区8 马力，而且排气声不是那么动听（厂家消息说量产版会加消声器，噪音显著降低）。
在国外MDI 公司计划推出两款车型，分别是“有驾照版”和“没驾照版”。两者差别在极速不同，驾照版可达70 公里/时，没驾照版也不是很慢，可以开到45 公里/时。鉴于国内交通环境比较恶劣，无照行车那可不行。
依靠车上容量175 升、压强350bar 的气瓶（轿车轮胎的气压在2bar 左右，公交车气瓶为200bar）能让车子跑220 公里不断气。充气成本更是低得吓人，在充气站充满一罐气只要 1.1 欧元（约合人民币
10 元）。随车也配备了空气压缩机可在普通插座上插电充气，充气
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时间大约需要3-4 小时，城市生活定位的Airpod 折合三到四天充一次气的频率基本让人满意。
美观可爱、小巧灵活、环保低价，AirPod 果然很有前景。只是和
其他使用高压气瓶的新能源车一样，人们也担心AirPod 的碰撞安全问题。老实说，当蒸汽机车刚发明的时候，人们也担心那个大锅炉的安全性；当内燃机车的油箱刚出现的时候，人们也担心油箱的安全性——要用发展的眼光看事物，这又不是无法改善的难题。要知道AirPod 的真实能耐
华盛顿大学研制的空气动力发动机
⑶英国
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英国气动发动机外形图
英国气动自行车掠影
⑷韩国
韩国ENERG.NE公司研制的空气动力汽车
（5）印度
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印度有望在一年内开发出一种特殊燃料汽车OneCA T。OneCAT 汽
车之所以特殊，就是因为它是真正意义上的以空气为动力的汽车。据
报道，这种以空气为燃料的汽车将由印度著名的汽车制造公司Tata Motors 负责开发。
OneCAT 空气动力汽车开发项目的牵头人是法国工程师和设计师
盖伊·内格列。OneCAT 汽车共有五个座位，其玻璃纤维打造的车身
非常轻便，总重量只有350 公斤。该汽车的动力系统中安装的是压
缩空气燃料瓶，汽车行驶就是依靠这些压缩空气为动力的。据这款汽
车的开发者称，在城市交通中，OneCAT 汽车的行驶纯粹以空气为燃料，这对周围环境没有一丝污染。在远距离行驶中，为了增强这款汽
车的机动能力，它还可以添加其它任何燃料作为辅助燃料，而且每行
驶100 公里其燃料消耗不超过 3 升。
为了保证这款汽车能够靠空气行驶，研究人员专门为其开发出了
特殊的压缩机。另外，这款汽车还配备有机载充电设备，只要您的车
库里配备有普通电源插座，就不用怕您的爱车无法充电。
除了轻盈、环保等品质外，这款汽车的售价也相对低廉。专家们
称，在OneCAT 开始批量生产后，每辆售价只有5000 美元。最初这款车将只在印度本国销售，在不远的将来，它将被推广到其它国家。
来自印度的Tata Motors 的汽车制造商的消息，工程师Guy
Nègre 设计出的空气动力汽车City Cat，已经准备交付量产了！City Cat 没用其它燃料，仅仅用压缩空气作为启动能源，空气用完时则到「加气站」加气。City Cat 动力上也没想象中差，可达68 MPH 每
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小时68 英里的速度，加满一次可跑125 英里。
（6）枣庄农民发明空气动力汽车
庄市市中区侯圣春的小院里有一辆这辆只喝“空气”的汽车。
“目前的汽车都是通过汽油或者天然气的燃烧，将汽油或者天然
气的能量转化为动力来驱动汽车，就是通过在发动机内部燃烧来获得
动能；而我发明的空气动力汽车，是一种真正意义上的‘气车’，工
作原理很简单，就是压缩空气储存在一个气缸内，利用其压力来推动
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气动机，带动轴承运转。”侯圣春说。
早在2008 年，侯圣春已经获得了“气动机动车”的国家专利。
说明书介绍称，本实用新型的气动车，利用高压储气罐代替柴油机或
汽油机压缩机，能大大降低使用成本、环保节能，将加油站变成加气
站即可推进该机的推广应用。
3.空气动力汽车可行性的初步论证
空气动力汽车装用气动发动机，并具有完整的空气动力系统。它
利用高压压缩空气为动力源，通过气动机将存储的压力能转化为机械能。
在气动汽车进行概念设计并走向实际技术研究时，总会问及气动
汽车的可行性，续驶里程能达到多少，运行成本是多少，安全性如何，甚至是这种汽车有没有实用价值等问题。现就所知，作出如下介绍。
空气动力汽车动力系统的基本构成及工作原理：
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（1）空气动力系统方框图:
电能→空气压缩机→储气罐→减压装置→压力控制→气动发动机→汽车底盘
电能——通常是指电网电能，是气动系统之外的“一次能源”；
由太阳能、风能和核能产生的电能是低碳的。
空气压缩机——结构型式有往复活塞式和回转式；又有车载和加
气站两种供气方式。在我国，能够产生30MPa压力的压缩机产品已经非常成熟，国内有多个厂家在生产。
储气罐——推荐储气罐的最大压力为30MPa，对空气动力汽车的
担忧主要是储气罐内的高压。目前，储气罐多采用无缝铝内胆外用高强度连续长碳纤维全缠绕技术制造，具有强度高、重量非常轻（有资料介绍一个最高压力为500bar、容积为50 升的储气罐重量仅为
20kg）、抗腐蚀、电绝缘等优点，并具有爆破撕裂的特性，不会飞溅碎片伤人。某公司公布的产品数据为工作压力30MPa，水压检测
45Mpa，最小爆破压力90MPa。法国MDI公司采用的碳纤维储罐是由Airbus公司设计，即使是在非常极端的条件下如枪击、火烧都不会发生爆炸。由此可见，存储压缩空气的技术是成熟与可靠的。国内有多个厂家生产这种储气罐。
减压装置——由储气罐的30MPa压力到气动机所需要的1MPa
左右的工作压力，必须进行减压，有节流减压和容积式减压等方式，18
技术已经成熟。
热交换器——从储气罐释放出来的压缩空气发生膨胀，随之温度
降低，内能（焓）减少，安装热交换器的目的是从环境或者其它热源获得热量，从而增加气体的内能。国内有多个厂家生产热交换器，技术成熟。
压力调节装置——是一种根据行驶工况的要求调节进入气缸内
气体压力的装置，犹如汽车的加速踏板。国内有多个厂家生产，技术成熟。
气动发动机——气动发动机通常采用往复活塞式发动机。进入气
缸中的压缩空气，在进气门关闭后发生膨胀，推动活塞运动，没有燃烧过程。在曲轴转角的前180°为进气、膨胀、做功行程，在曲轴转角的后180°为排气行程，膨胀比为1.5—1.8，空气动力发动机是二冲程的；不知国内是否有厂家在生产。
据介绍，透平机具有极低的“燃料”经济性（耗气量很大），气
动汽车上的储气罐无法与之匹配。
负载——指汽车的总质量和传动系统参数，不属于气动系统，但
与气动系统密切相关，必须进行相应的设计。
（2）往复活塞式气动发动机工作原理
下图示出往复活塞式气动发动机工作原理图。
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往复活塞式气动发动机工作原理示意图
空气动力发动机理想工作循环如下图所示。进气门开启，气缸压
力迅速由上一循环的残余压力上升至进气压力(1——2)；在进气门保持开启阶段，由于有储气罐内高压气体的补充而进行等压充气(2——
3)；当活塞下行到某合适位置3时，进气门关闭，于是气缸中的高压气体开始膨胀(3——4)，此阶段一般是一个多变过程；之后，排气门打开，缸内气体排出气缸（4——1）。
气动发动机的工作循环
（3）关于储气罐的储能
目前气动汽车业界公认的基本参数为三个“300”：
①储气罐容积：300升
②储气罐最高储气压力：300bar（30MPa）
③环境温度：300K（23℃）
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此三个参数确定了气动机能量的大小，并用这个能量与电动车进
行比较。
气动汽车业界认为300升容积和300bar最高储气压力对于大多数汽车是可行的：
第一，这个体积在汽车上是可以布置的；
第二，当环境温度为300K、进行等温膨胀时，气动机具有4.76
×10
7焦耳的能量，合13.3kWh；进行准等温膨胀时，气动机具
有3.44×10
7焦耳的能量，合9.56kWh；按照多变过程膨胀时，
具有2.64×10
7焦耳的能量，合7.33 kWh。
日本富士重工STELLA纯电动汽车电池的能量为9kwh，续驶里
程90km。
国家对电动汽车的财政补助金管理暂行办法中规定：纯电动乘用
车动力电
池组能量不低于15 千瓦时，插电式混合动力乘用车动力电池组能量不低于10 千瓦时，纯电动模式下续驶里程不低于50km。
对于微型面包车和大客车来说，增大储气罐的容积是可能的。
降低汽车的总质量（比如设计出完全新的气动概念车），可以得
到理想的
动力性、经济性和续驶里程。
压缩空气的储能密度（kJ/kg）是密闭容器内单位质量（kg）压
缩空气所具有的做功潜力（kJ），压缩空气的储能密度与其存储压力21
有关。压缩空气参数为：储气筒容积300升，最高储气压力30MPa, 环境温度300K，进行等温膨胀时，储能密度为405kJ/kg。压缩空气同常见蓄电池的储能密度的比较见下表。
不同能量型式的储能密度
能源类型镍镉电
池
镍锌电
池
镍氢电
池
锂铁电
池
压缩空
气
汽油
能量密度
(kJ/kg)
144-216 216-234 216-252 324-468 405 46000
由上表可以看出，压缩空气的能量密度是很高的，如果能够寻找到
比往复活塞式效率更高的空气动力发动机，如果能够很好地实现准等温膨胀，将会直接推动空气动力汽车快速进入市场。
国外汽车工程界对几种不同汽车动力能源进行了总循环效率的比
较（见下表），所谓”总循环效率”是指某种能源的生产和使用所发生的效率总合。
不同汽车动力能源的总循环效率比较
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高的总循环效率，意味着车辆行驶所消耗的自然资源最少，即对外界
环境的影响最小。因此，开发气体动力能源有利于节约社会资源和自
然资源。
（4）气动机及储气罐的空间尺寸
①新型气动机（内燃机）比现有发动机小得多（见样机）。
②储气罐容积为300升时的尺寸举例：
方案①：选择储气罐的直径为35cm，三个，经计算，每个储气
罐长度为104cm
方案②：选择储气罐的直径为30cm，四个，经计算，每个储气
罐长度为106cm
方案可以很多，具体选择应由汽车的实际情况决定；储气罐可以
布置在发
动机舱、座位下和后备箱中；微型面包车和客车较为容易布置。
300 升、300 大气压时的压缩空气单位能量容积为300÷
14.3=21L/kwh.。
参照汽车：日本富士重工STELLA纯电动汽车电池的外形尺寸为
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31.1×16.2×30.3cm；逆变器尺寸：33.1×35×13cm。电动汽车
的单位能量容积为：动力电池与逆变器体积的总和除以该电池的
能量：30.28÷9=3.4L/kwh。
由此看出压缩空气所需体积是动力电池的（21÷3.4）=6.2倍，这是
空气动力汽车的不足。这一概念只是让人去考虑如何实现空气动力汽
车的总体设计，它并非是左右是否采用压缩空气为动力的因素，因为
后者有许多方面是电池驱动无法比拟的。
（5）关于气动汽车的经济性
气动汽车行驶百公里时的电费：
以一现有往复活塞式压缩机产品为例——
压缩机排气量为265升/分钟，我们设定的储气罐容积为300升，
乘以300bar，
总进气量应为300×300＝90000升；充满储气罐的时间为90000升÷265升/分钟＝340分钟；为340÷60＝5.7小时。
驱动电机功率为6.6kw，满功率为6.6kw，平均使用功率为3.3kw，实际用
电量为3.3kw×5.7小时＝19kWh.
设电价为0.6元/kwh，则充满储气罐需电费为：0.6×19＝11.5元。若一次充满储气罐可行驶50km，则汽车的百公里费用为23元。
以某一乘用车为例，其百公里油耗为8升，每升油价为6.5元，
百公里
行驶费用为52元。
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气动汽车行驶百公里费用是汽油车的44%（23÷52=0.44）。
如果社会上建设众多的高压空气站，拥有大排气量压缩机和大容
量高压储
气罐（或储气槽），可使充满汽车储气罐的时间降低至3~5分钟。集中供气将会产生降低使用费用的效果，并且使气动汽车进入实际使用比电动汽车更加无障碍。
高压空气站的建设费用比充电站少的多。
（6）关于空气动力汽车的续驶里程
总质量不同的汽车，在具有三个“300”参数时，其能量可以得
到不同的续驶里程。
实际上，不同总质量的汽车可以装用不同容积的储气罐。
由储气量、单位耗气量、传动系统参数和汽车动力因数初步计算
表明，一
个总质量为1000kg的汽车，装用上述参数储气罐时，可行驶50km；当汽车的总质量降低到500kg时，续驶里程达到100km是可能的，如欲再增加续驶里程，必须加大储气罐的容积。
采用压缩空气与燃油（燃气）混合动力的驱动方式，可以使汽车
具有足够好的动力性、燃料经济性，低的有害气体排放量，并达到相当长的续驶里程。
（7）往复活塞式气动机的可用能——热效率
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由上图可以看出，往复活塞式气动机的可用能——机械功率输出
仅为
30.0%，有效能利用非常低，这一点阻碍着气动汽车早日进入市场。
4.空气动力汽车的优、缺点
空气动力发动机与内燃机相比的优点：
●气动发动机与传统内燃机相比，由于在气缸里没有高温高压的
气体燃烧过程，只通过单纯的高压气体膨胀做功来达到功率输出的目的，因此不再需要复杂的冷却系统，机体选用较低强度、轻质的材料和简单的结构，所以结构简单、尺寸小、重量轻、造价低。在日常工作时，发动机机体和各活动部件也不再受到高温冲击和腐蚀，热应力
和冲击负载减小，对润滑油没有高温性能的要求，所以维护简单，费用低，使用寿命将有效延长。
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空气动力发动机
●空气动力汽车工作的介质都来自大气，排放的尾气是纯净的空
气，对环境没有任何污染。
●气动汽车具有高的“燃料”经济性（见上述分析）
●由于气动发动机的排气温度很低，所以利用低温排气来降低驾
驶室内温度，可减少汽车空调装置的使用时间或强度，因此，降低了汽车的使用成本。
空气动力汽车与电动车相比的优点：
▲纯电动汽车的动力电池，需要50多公斤的磷酸铁锂、40多公
斤的阴极材料以及40多公斤的电解液，而空气动力汽车则不需要这
些稀有金属材料，因此空气动力汽车的制造成本更低。
▲在汽车减速行驶时，可利用压缩机将汽车行驶的惯性能量以压
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缩空气的方式储存到储气罐中，在汽车驱动行驶时再行利用；电动汽车也可以进行能量回收，但在几秒钟的短时间内进行大电流充电，充电效率是很低的，而且对电池的寿命也会造成不利的影响。
▲如欲让电动汽车在充电站在几分钟内快速充电时，充电电流将
达到几百安培，大电流对动力电池产生极坏的影响，降低电池的使用寿命。
▲与电动车相比，百公里耗电费是差不多的。但是，由于纯电动
汽车“一生”中需要更换1—2次电池（按汽车15年寿命计），如果
每个动力电池售价为6万元，则由用户承担的使用附加费用将增加6 —12万元，接近一辆轿车的原始购买价。而压缩空气动力汽车的“一生”中不需要更换总成，所以，空气动力汽车具有更高的使用经济性。▲具有更高的社会效益：不像电动车那样需要很多的电池生产及
社会维护人员，不需要处理电池废弃物，因而减少了社会成本，提高了社会经济效益。
空气动力汽车的缺点：
空气动力汽车的突出缺点是：由于压缩空气的“单位体积能量密
度”较低，比汽油等燃料小很多，要存储保证汽车长途行驶时的能量需要占用较大的空间。像纯电动车一样，空气动力汽车尚达不到足够的续驶里程，不能满足长途行驶的需要。
法国空气动力汽车储气罐中的30MPa压缩空气是由车外压缩机
充气，使用不方便，直接阻碍着空气动力汽车进入市场。
5.空气动力汽车的适用性：
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由于空气动力汽车尚不能达到理想的续驶里程，当前它主要可应
用于污染严重的城市内部短途交通运输，如公交车、城市上班私家车、市内小商品运输车、观光旅游车船以及工厂运输车等，这也是一个巨大的市场，具有很好的应用前景。
超小型汽车，可以采用纯气动汽车。
城市上班族可以使用“压缩空气——燃油（燃气）混合动力汽车”，在绝大多数情况下以压缩空气为动力，只是在压缩空气“断档”时，临时短时间地使用燃油（燃气），这样当然也会大大提高燃料经济性并减少废气排放量。
微型面包车具有较大的安装储气罐的空间，较为适宜采用空气动
力汽车。
★对于固定线路的公交车采用空气动力——内燃机混合动力驱
动是最为合适的。由于它具有很大的储气罐安装空间，所以更有使用气动能源的条件；采用混合动力型式（空气动力加原有内燃机），可在整个往返路程中主要使用压缩空气作为动力，只有在应急情况下才使用内燃机作为辅助驱动。这将大大减少石油产品的消耗和有害气体的排放，并降低运营成本，非常具有现实意义。
公交车经常起步和加速，在这种行驶工况时，内燃机不仅耗油量
加大，而且有害气体的排放量也很大（燃烧不完全），而气动发动机具有低速大扭矩的特点，非常适于起步和加速行驶。
空气动力系统具有很高的能量回收效率：公交车进站前必须减速
行驶，据统计，城市公交车的制动能量消耗达到总能量消耗的47%，29
相当可观。气动车上的压缩机可以吸收大部分汽车惯性行驶的能量，供重新起步、加速时使用，将大大提高汽车的燃料经济性。
在公交车上采用“空气动力——燃油”混合动力驱动，可行性强，容易实现，是应当首先要考虑的方案，在全国，这是一个相当大的市场。
一种仅仅在必要的时间应急使用燃油又结构简单、尺寸紧凑、容
易布置、成本低、油/气转换方便、效能高、污染少的“空气动力——燃油”混合动力发动机，必将促成空气动力汽车的快速发展！（三）已经取得的进展
1、几年前，我们设计出一种全新的回转式机构，按照这种机构
的基本原理，研制出空气压缩机、气动发动机以及内燃发动机；气动发动机和内燃机可以集成于一个总成，称为“回转式气动——内燃机”。
经过几年的结构设计、试制及试验，单级回转式空气压缩机已经
研制成功，比往复活塞式压缩机具有更高的效率和更低的能源消耗；我们完成了将回转式气动发动机安装在自行车上的初步试验；
经过国家知识产权局的检索、查新，确认它们的结构特征在各自
的专业领域里是创新的。
以上各项工作，为纯气动汽车及混合动力汽车的研发奠定了基
础。
2、下面介绍回转式气动——内燃机总成的结构及工作原理。
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“回转式气动——内燃机”集成动力总成的基本单元
A——进气（膨胀）空间；B——压缩（排气）空间；C——排气口1——缸体；2——周向、端面密封条；3——径向密封环；4——旋转活塞；5——轴承；6——偏心轮；7——驱动轴；8——摆板；9——
进气阀；10——火花塞
该机的一个基本单元，由缸体、密封条、密封环、旋转活塞、轴
承、偏心轮、摆板、火花塞、进气阀、驱动轴以及两端的端盖等组成的，视需要，一个总成可由几个基本单元组成。摆板和旋转活塞把缸体分成两个空间，一个是进气膨胀腔，一个是排气腔，在排气腔的缸体上装有排气口。
作为气动机时的工作过程：
储气罐中的压缩空气，经过减压和节流，在电器组件的控制下，
经过转阀进入气缸后产生膨胀力，推动旋转活塞进行回转运动，从而带动驱动轴转动，实现功率输出。
作为转子机时的工作过程：
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储气罐中的压缩空气，经过减压和节流，在电器组件的控制下（数
量控制），与天然气（或汽油）混合后，经过转阀进入气缸，点火后产生膨胀力，推动旋转活塞进行回转运动，从而带动驱动轴转动，实现功率输出。
3、本气动机的特殊优点：
（1）与往复活塞机气动机不同，本回转式气动——内燃机具有更大的膨胀比（达到6），有更高的能量转换效率。
（2）本回转式气动——内燃机，结构简单，主要零部件为圆柱形，容易加工，易实现整机系列化，重量轻，成本低。
（3）与往复活塞式气动机相比，本回转式气动——内燃机没有曲柄连杆机构，因此不会发生机构运转过程中的三角函数转换关系（β和φ角度的不断变化），具有高的机械效率（见下图）。
往复活塞式气动机力分析
本机的能量构成比例如下：
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由上图看出，本回转式气动机的机械功率输出达可到55%，比往复活塞式气动机高25个百分点，仅这一特点，就可能会推动气动汽车早日研发成功并进入市场。
（4）本回转式气动——内燃机具有非常好的“功率（扭矩）——转速特性”，即具有低速大扭矩的特性。
（四）要着手的工作
（1）我们已经完成新型旋转活塞式气动发动机的设计，并试制出样机，下一步要对现有气动发动机进行台架性能试验，查明各项性能指标，必要时要进行修改设计；台架试验结果认可后，装到三轮车上进行整车性能试验。工作总结。
（2）在微型面包车上安装气动发动机，并进行“空气动力——传统内燃机”混合动力汽车试验。工作总结。
（3）在大客车上保留原有的内燃机，同时安装气动发动机，实行“并联驱动”模式，并进行“空气动力——传统内燃机”混合动力汽车试验。工作总结。
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（4）针对轿车进行“旋转活塞式压缩空气——燃气混合动力发动机”
总成的设计、试制与试验；并进行整车试验。工作总结。
（五）气动机研发成功以后将为合作者在新能源汽车产业领域里提供很大的发展空间
（1）建立空气动力发动机专业生产企业，为汽车生产企业提供空气动力发动机。
（2）改装各类专用空气动力车，如：市内小商品运输车、工厂内部运输车以及观光旅游车船等。
（3）改装各类空气动力汽车，如：城市上班族用的小型空气动力汽车，压缩空气——燃油混合动力公交车、面包车等。
（3）为非汽车行业企业生产各种型号的空气动力发动机。
（4）如果合作者是科技开发单位，在项目研发成功之后，定会取得轰动的效应，成果转让效益是巨大的。
随着高速公路的发展，燃油价格的上涨以及越发严格法规的颁布，对汽车的动力性、经济性、操纵稳定性和舒适性提出了越来越高的要求，这使得汽车空气动力学的研究成为汽车行业的重点研究方向之一。采用计算流体力学方法对其性能进行预测，相比风洞试验可以节约资金，缩短新车型开发周期。面对这种形势，本文针对车身设计提出了一种通过空气动力学性能分析来确定造型的工业设计方法，并对汽车三维外流场进行了数值模拟。本文首先阐述了轿车外流场数值模拟的整个过程，包括几何、物理模型的建立、湍流模型的选取、边界条件的添加等。所分析的模型选择某豪华轿车1:2实车模型，对实车模型作了如下简化：忽略车身外部突起物如后视镜、刮雨器等部分；没有考虑车轮影响；对车身底部做了简化，没有模拟车底真实的几何形状。为了节省计算耗费，只取实车模型沿纵向对称面的一半。利用FLUENT进行模型分析，得出车身表面压力分布图、压力场的流态显示，并计算了相应的阻力系数，从而较好地模拟了轿车的外流场，确定了车身空气动力学特性，并对模型在不同的边界条件下和不同的湍流模型下进行了比较和分析，为数值模拟的实用化做了一些有益的尝试。本文还详细论述了基于空气动力学的车身造型设计方法，以及其两条技术路线，积极探索空气动力学在车身造型中的具体应用，为车身设计提供了新的思路。最后得出结论，汽车空气动力特性的数值模拟可以辅助汽车设计师，在设计初步完成之后，对其进行流场的数值模拟，对设计提出改进意见，争取达到美学与空气动力性完美结合的程度。 汽车空气动力学主要是应用流体力学的知识，研究汽车行驶时，即与空气产生相对运动时，汽车周围的空气流动情况和空气对汽车的作用力(称为空气动力)，以及汽车的各种外部形状对空气流动和空气动力的影响。 自从世界上有了第一辆汽车以后，德国就在航空风洞中进行了车身外形实验研究。后来德国人贾莱·克兰柏勒提出前圆后尖的水滴状最小空气阻力造型设计方案，从而找到了解决形状阻力的途径。美国人W．Elay 于1934年用风洞测量了各种车身模型的空气阻力系数。法国人J．Andreau则提出了汽车表面压差阻力的概念，并研究了侧风稳定性。2O世纪40年代，另一位法国人L．Romani对诱导阻力进行了研究。6O年代初，英国人white通过风洞实验提出了估算空气阻力系数的方法。到7O年代，汽车空气动力学才真正成为一门独立学科。我国是在8O年代才较为系统地研究汽车空气动力学的。 目前世界上许多公司都在汽车空气动力学研究方面进行探索与竞争，并且大都实力雄厚、各有建树。美国几乎各大汽车公司都有自己的飞机制造子公司。通用有休斯飞机公司，克莱斯勒有湾流公司。苏联的伏尔加有一个27m2的风洞，最高风速1 20km／h。法国雷诺已经开展了计算机空气动力学的研究。西德大众最近也购得CDCgo00型计算机，其目的之一可能就是汽车空气动力学的摸拟。现在世界上计算空气动力学一流水平当属美国NASA。NASA在飞行器计算空气动力学方面拥有一流的学术、研究和应用水平,并且在不断更新其巨型机。许多高超音速空气动力试验无法进行，就用计算机进行摸拟。 我国汽车工业由于近年来开始生产轿车才开始了汽车空气动力学的研究。当前的主要任务应该是抓住太好时机，建立起我国自已的汽车空气动力学研究，试验、设计的综合系统，争取国家及有关高等院校科研单位的支持，建立相应的开放实验室，争取第一流的专家及广泛的国际交流。开放实验室主要进行汽车空气动力学的计算机摸拟、外形的空气动力学优化设计及相关的并行软、硬件，计算数学的研究。其中轿车的空气动力学摸拟与优化必将太大加快新车型的开发速度，以提高产品在世界市场的竞争力，并为我国产品参与世界市场竞争创造一个开放的高水乎研究环境。在空气动力学的研究、应用的世界范围的角逐
目录 1 绪论 (1) 1.1 研究目的及意义 (1) 1.2 我国目前汽车动力性检测状况 (1) 2 汽车动力性 (2) 2.1 汽车的动力性评价指标 (2) 2.2 影响汽车动力性的主要因素 (3) 2.2.1 结构因素的影响 (3) 2.2.2 使用因素的影响 (4) 3 在用汽车动力性检测现状 (5) 4 在用汽车动力性检测分析 (6) 4.1 台试与路试检测的条件、特点及分析 (6) 4.2 汽车动力性台架检测原理 (6) 4.3 汽车底盘输出功率的检测方法 (7) 4.4 影响底盘测功机测试精度的因素 (7) 4.5 在用汽车动力性合格条件 (8) 5 在用汽车动力性检测对策 (10) 5.1 在用汽车动力性检测存在的问题 (10) 5.2 对在用汽车动力性检测的对策 (11) 5.2.1 正确选择和使用底盘测功机 (11) 5.2.2 采用先进的检测方法 (11) 5.2.3 完善检测规 (12) 6 总结 (12) 参考文献 (13) 致 (14)
1 绪论 1.1 研究目的及意义 汽车动力性是汽车的基本使用性能。汽车属高效率的运输工具，运输效率的高低在很大程度上取决于汽车的动力性。动力性是汽车各种性能中最基本、最重要的性能。随着我国经济的飞速发展，汽车产业也日益壮大并成为我国的支柱产业之一，我国汽车保有量逐年攀升，同时对汽车动力性要求也越来越高，汽车驾驶人都希望汽车具有良好的动力性，以便能多拉快跑，提高运输效率和能力，同时也可减少交通阻塞，保证道路畅通。因此有必要对在用汽车动力性进行检测，以保证汽车安全高效行使。 1.2 我国目前汽车动力性检测状况 近年来我国汽车产业迅猛发展，我国高等级公路里程的增长，公路路况与汽车性能的改善，汽车行驶车速愈来愈高，但在用汽车随使用时间的延续其动力性将逐渐下降，不能达到高速行驶的要求，这样不仅降低了汽车应有的运输效率及公路应有的通行能力，而且存在安全隐患。近年来我国为了规和指导汽车动力性检测，先后制定了一系列法律法规，由此看出，我国对汽车动力性检测的重视。 汽车动力性检测是判断汽车技术状况，评定汽车技术等级的主要项目，是一项关系到提高汽车运输效率和道路通行能力的重要工作，国外对在用汽车的动力性都非常重视，并制定严格的检验方针与标准，要求对汽车动力性进行定期检测。另外动力性检验合格也是营运汽车上路运行的一项重要技术条件。目前我国对在用汽车汽车动力性检测还有待完善和加强。
汽车造型与空气动力学 汽车造型设计2010-03-28 16:23:52 阅读11 评论0 字号：大中小 前言：受辽宁省自然科学基金的资助，本人正在主持“汽车轻量化虚拟样机关键技术研究”项目，该项目以国内某著名汽车制造有限公司正在设计制造中的汽车为应用对象，包括汽车碰撞安全性、汽车外形的计算流体力学仿真（CFD）、面向日本用户的日系车汽车音响轻量化设计、汽车关键部件轻量化设计等若 干核心子课题。 合作单位包括：大连奥托汽车、日本独资大连阿尔派汽车音响制造有限公司、大连理工大学、一 汽奥迪等。 计算流体力学（CFD）是一门研究液体和气体和它周围的固体如何相互作用的学问：考虑高速气体流过形状复杂的汽车的情况。近年来CFD的发展可以让计算机在计算机中模拟虚拟汽车--而汽车制造商不再只能依靠简单的风洞去了解气流是如何影响汽车的！制造商可以在制造金属部件之前先研究模拟数据， 这会大大节省时间和资金 。 从事此项研究时，所需要学习及应用到的软件：CATIA（或I-DEAS或UG或PRO/E或 SOLIDWORKS）、FLUENT。 汽车的CFD仿真
汽车造型与空气动力学的关系 一、轿车前部 车头造型对气动阻力影响因素很多，主要有：车头边角、车头形状、车头高度、发 动机罩与前风窗造型、前凸起唇及前保险杠的形状与位置、进气口大小、格栅形状等。 " 车头边角的影响：车头边角主要是车头上缘边角和横向两侧边角。 " 对于非流线型车头，存在一定程度的尖锐边角会产生有利于减少气动阻力的车头负压区。 " 车头横向边角倒圆角，也有利于产生减小气动阻力的车头负压区。 " 车头形状的影响 " 整体弧面车头比车头边角倒圆气动阻力小。 " 车头高度的影响 " 头缘位置较低的下凸型车头气动阻力系数最小。但不是越低越好，因为低到一定程度后，车头阻 力系数不再变化。 " 车头头缘的最大离地间隙越小，则引起的气动升力越小，甚至可以产生负升力。 " 车头下缘凸起唇的影响 " 增加下缘凸起唇后，气动阻力变小。减小的程度与唇的位置有关。 " 发动机罩与前风窗的影响 " 发动机罩的三维曲率与斜度。 （ 1 ）曲率：发动机罩的纵向曲率越小（目前大多数采用的纵向曲率为0.02m -1 ），气动阻力越小；发动机罩的横向曲率均有利于减小气动阻力。 （ 2 ）斜度：发动机罩有适当的斜度（与水平面的夹角）对降低气动阻力有利，但如果斜度进一步 加大对将阻效果不明显。 （ 3 ）发动机罩的长度与轴距之比对气动升力系数影响不大。 " 风窗的三维曲率与斜度。 （ 1 ）曲率：风窗玻璃纵向曲率越大越好，但不宜过大，否则导致工艺难实现、视觉视真、刮雨器的刮扫效果。前风窗玻璃的横向曲率均有利于减小气动阻力。
第一章 绪论 1. 空气动力学的研究方法1实验研究2理论分析3数值计算 2. 汽车流场包括和内部流场车身外部流场 3. 气动阻力增加，加速能力下降。当汽车达到最大车速时，加速度的值就瞬低为零 4. 消耗于气动阻力的功率T D A C P ηρ23 a u =，功率与速度3次方、阻力与速度2次方成正比 5. 汽车空气动力特性对操纵稳定性的影响：1.升力和纵倾力矩都将减小汽车的附着力，从 而使转向轮失去转向力，使驱动轮失去牵引力，影响汽车的操纵稳定性，质量轻的汽车，特别是重心靠后的汽车，对前轮胜利越敏感。2.为提高汽车的方向稳定性，要减小侧向力，使侧向力的作用点移向车身后方 6. 汽车空气动力学发展的历史阶段 答：（1）基本形状化造型阶段（2）流线形化造型阶段：①杰瑞提出“最小阻力的外形是以流线形的一半构成的车身”‘只有消除尾部的分离，才能降低阻力’；②雷提出：短粗的尾部与长尾相比，仅使气动阻力系数有较小的升高，1934年起，雷提出的粗大后尾端的形状逐渐发展为快背式。③康姆提出，对大阻力的带棱角的车型，气动阻力系数随横摆角的增加变化很小，而对于流线型汽车，随着横摆角变化，阻力系数有很大变化，即地租汽车侧风稳定性差、。（3）车身细部优化阶段：汽车空气动力学设计的原则是首先进行外形设计，然后对形体细部逐步或同时进行修改，控制以及防止气流的分离现象发生以降低附着力，成为细部优化法（4）汽车造型的整体优化阶段：整体优化法设计的原则是首先确定一个符合总部制要求的理想的低阻形体，在其发展成实用化汽车的每一设计步骤中，都应严格的保证形体的光顺性，使气流不从汽车表面分离，称之为形体最佳化 第二章 汽车空气动力学概述 7. 气动升力及纵倾力矩：1.由于汽车车身上部和下部气流的流速不同，使车身上部和下部 形成压力差，从而产生升力。作用于汽车上的升力将减小轮胎对地面的压力，使轮胎附着力和侧偏刚度降低，影响汽车的操纵稳定性。 2.车身底部外形对升力系数影响很大，故不能仅根据侧面形状来分析汽车空气动力特性 8. 侧向力及横摆力矩：1.侧向力和横摆力矩都影响汽车的行驶稳定性，在非对称气流中， 横摆力矩有使汽车绕垂直轴转动的趋势。 2.流线型系数越大，侧向力系数越小，并且侧向力系数几乎与横摆角成比例增加，一般长度较小、宽度较大、车身低矮的汽车空气动力稳定性好 9. 侧倾力矩：汽车的高度和宽度对侧倾力矩影响很大，一般低而宽的汽车侧倾力矩系数比 高而狭长的汽车的汽车的侧倾力矩系数小，汽车设计时，应尽量使风压中心接近侧倾轴线 10. 阻力分类：气动阻力：外部阻力（形状阻力、诱导阻力）和内部阻力（发动机冷却系阻 力、驾驶室内空调阻力、汽车部件冷却阻力），诱导阻力是升力的水平分力。 11. 空气动力特性影响因素：前端形状、风窗玻璃与发动机罩形状、顶盖外形、车身侧面 外形、后窗周围形状、车身底部外形。 12. 在设计中，前端形状如能尽量倒圆棱角，使外形接近流线型，并减小车头的正面投影面 积，就可得到较好的空气动力学效果 13. 影响风窗玻璃与发动机转角部位空气动力特性的主要因素是：发动机罩与风窗玻璃的夹 角、发动机罩的三维曲率及结构、风窗玻璃的三维曲率及结构 14. 车身侧面外形对空气动力特性的影响：在保证总布置设计要求即在居住空间控制的范 围内，影视侧面外形曲率达到最佳化，消除侧面部件的外凸和棱角，使其平滑以消除和
集体备课案例学习素材4 空气动力汽车 能源危机迫在眉睫。专家分析，如果不能用新能源取代汽油，那么汽车即将没落。从事汽车研究的科学家因此投入了大量的人力和财力，研制空气动力汽车。2013年1月，法国某汽车公司宣称将在2016年推出空气动力汽车。 中文名:空气动力汽车 推出时间:2016年 诞生理念:能源危机 品质:轻盈、环保 设想与理念 如今已经越来越迫在眉睫。有分析家说，如果在未来几十年内不能用新能源取代汽油，那么汽车就是一种即将没落的“生物”。所幸，从事汽车研究的科学家绝不会坐视这灿烂了百年的生命死去，先知者投入了大量的人力和财力，积极为汽车寻找求生之道，力使它在不利环境来临之前完成生命的进化。 早在19世纪，法国著名科幻小说家儒勒·凡尔纳就曾描绘过这样一幅图景———满街跑着用空气作动力的汽车。2002年在巴黎举行的国际汽车展上，展出了一种不用燃油而使用高压空气推动发动机的小型汽车“城市之猫”（CityCAT），发明者为居伊·内格尔（Guy Negre）。 citycat 汽车特点；我认为产出来要建加气站不如直接开发电瓶车？一种名为“进化”（e．V olution）的空气动力汽车即将问世。该车行驶200公里仅需要0．3美元。它的引擎采用压缩技术，把空气压缩后储存在一个汽缸内。引擎接上电源充气4小时就可以以80公里的平均时速行走10小时。运行原理；我的想法是这样，用解振和轮胎产气它是一种非常规的能源科技用于空气动力汽车的安全热源气源动力系统装置，空气具有高度可压缩性，因而能够作为能量载体；利用压缩空气作为气动汽车的动力源，采用气体发生剂供给膨胀吸热的热源和气源，两相联合相得益彰。 本发明的安全动力热源气源系统装置结构包括：1.储气罐；2.倍增器；3.气体发生器；4.气动马达；5.1，5.2，5.3、单向阀；6.1，6.2、安全阀(附温度传感器和压力传感器)；7.1，7.2、分压阀；8、控制仪表等装置构成。本发明采用气体发生剂为用之不竭可再生的二次能源，富含高能量的生气材料，热源供给气体膨胀吸热过程的热量需求；产生的气体能显著提高空气动力工效和气动汽车行驶里程。 4元/100公里,基本价位4-5万元
实验一汽车动力性试验 一、实验内容 测定汽车最高车速和最低稳定车速；进行汽车直接档和起步连续换档加速实验。 二、实验目的要求 掌握汽车动力性能的道路实验的原理和方法，根据实验记录处理和分析实验结果，评价实验。 汽车动力性能的优劣。 三、仪器设备 五轮仪、发动机转速表、秒表、综合气象观测仪、钢卷尺、标杆、实验车等。 四、准备工作 1．实验条件 （1）实验车各总成、部件及附属装置，必须装备齐全，调整状况应符合该车技术条件。 （2）实验车使用的燃料及润滑油应符合该车技术条件，实验时应使用同一批燃料及润滑油。 （3）轮胎气压应符合技术条件的规定，误差不超过规定值±10kPa。 （4）实验车载荷和乘员数应符合规定，载荷物应在车厢内均匀分布。乘员质量按65kg/人计算，也可用相同质量的砂袋代替。 （5）实验前，应按使用说明书要求对实验车进行技术保养。新车在实验前应进行磨合行驶（一般磨合里程不少于2500km）。 （6）实验时，实验车各总成的热状态应符合技术条件的规定，并保持稳定，如技术条件无规定时，应符合下列条件: 发动机出水温度80～90℃；发动机机油温度50～95℃。 （7）实验时的气候条件应是晴天或阴天，风速不超过3m/s；气温应在0～35℃；气压应在99.32～102kPa（745～765mmHg）范围内。 （8）实验道路最好选择专用试验跑道。如没有专用场地，可选择平直、干燥的硬路面（沥青或水泥路面）进行。跑道长度2～3km，宽度不小于8m，纵向坡度在0.1%以内。 2．准备工作 （1）登记实验车的生产厂名、牌号、型号、发动机号、底盘号和出厂日期等： （2）检查车辆外部紧固件的紧固程度，各总成润滑油及润滑状态和密封状况； （3）检查油、电路，并按技术条件进行调整，使其达到最佳工作状态； （4）检查发动机风扇皮带张力，发动机气缸压力、机油压力及发动机怠速转速； （5）检查照明灯、信号灯等能否正常工作； （6）检查转向系、离合器、制动系统工作状况，使其保持良好技术状态；
空气动力汽车简介 一、空气动力汽车介绍 空气动力汽车也称为压缩空气动力汽车，它使用高压压缩空气为动力源，将压缩空气存储的压力能转换为机械能来驱动汽车。压缩空气动力汽车在能量的转换过程中无矿物燃料的燃烧，排放的是纯净的空气，无污染、无热辐射、噪声小，是真正意义上具有绿色、无污染概念的汽车。因为气动汽车具有其他动力源汽车所无可比拟的先进技术性能和卓越的环保效果。 二、空气动力汽车的发展 （1）国外发展情况 法国走在气动汽车研制的前沿，世界上第一辆气动汽车就是由法国设计师Guyngre法国走在气动汽车研制的前沿，世界上第一辆气动汽车由法国设计师Guyngre就获得了压缩空气动力汽车发动机的专利，创建了MDI公司。并于1998年推出了第一台压缩空气动力汽车样车。到目前为止，该公司已获得相关专利20余项，设计的气动汽车已投入商业生产，并向多个国家出售。其中有一款名为TOP 的压缩空气动力出租车。该车使用一罐300 L、30 MPa压力的压缩空气做为动力源，行驶里程200 km，最大时速可达100 km/ h。 印度对气动汽车的研制紧跟在法国之后，印度的一家汽车制造商Tata motors 推出了一款名为AIRPOD的气动汽车。其特殊引擎由Motor Devel opment International开发，车上附设175 L的气罐，所用的空气可以通过外泵或者行车时由电动马达完成充气。Tata车厂表示，目前“空气小车”已进入原型测试第二阶段，未来还有四门轿车、敞篷、卡车与公交车车款。 美国人RogerLee也提过类似GuyNgre的专利。美国华盛顿大学在美国能源部的资助下，于1997年研制了以液氮为动力的气动原型汽车。其基本工作原理与压缩空气动力汽车相同，只是动力来源于液态氮在受热蒸发后气体膨胀做功。该车载227L液氮可行使300km，补充液体仅需10 min多。但是以液氮为动力存在着液氮制取成本较高、使用过程氮气逸气量大、液氮汽化的热交换量大等问题。韩国EN-ERGINE公司研制了电动—气动混合动力汽车。另外，荷兰的国际汽车研究中心、英国伦敦威斯敏斯特大学以及奥地利等一些欧洲国家也都进行了气动汽车的相关研究。 2014雪铁龙研制出空气混合动力系统，空气混合动力系统”，通过一个液压泵和活塞将氮气压缩进一只名为“高压蓄能器”的存储舱。高压蓄能器工作时，释放出高压气体，借助液压油推动液压泵向相反方向运动，进而驱动车轮前行。在这里，液压泵起到了传统汽车中发动机的作用。当车主驾驶该车时，整个混合动力系统会根据行驶工况，在传统动力和空气动力之间进行切换。与油电混合动力汽车一样，传统发动机主要负责爬坡、高速公路等路况，并且在制动回收系统
1、汽车空气动力学经历了哪四个阶段？它们的特点分别是什么？ 答：（1）基本形状化造型阶段：直接将水流和气流中的合理外形应用到汽车上，采用了鱼雷形、船尾形、汽艇形等水滴形汽车外形。已经开始从完整的车身来考虑空气动力学问题，但限于条件不可能更深入地考虑汽车空气动力学问题。 （2）流线形化造型阶段：提出“最小阻力的外形是以流线形的一半构成的车身”，考虑到了地面效应，尾部气流的分离也是气动阻力系数增加的原因。减少气动阻力不再是唯一目标，而是同时综合考虑气动升力和侧风稳定性，追求更全面的气动性能。 （3）车身细部优化阶段：着重从已有汽车产品上来改进车身细部气动造型，通过各个细部造型的优化和相互动协调来优化汽车整车的气动性能。 （4）汽车造型的整体优化阶段：从一开始就十分重视汽车外形的整体气动性能，因而开发的实用车型具有优秀的空气动力学特性，整体造型更为流畅，形体更为生动，美学造型和气动造型相得益彰。 2、按基本型设计为什么得不到良好的性能呢？ 答：早期的汽车外形在考虑了流线形化后，气动阻力系数明显地改善了。但当时没有认识到气流流经这种旋转体时已不再是轴对称，因为把旋转体靠近地面，又加上了车轮及行驶系统，与单纯水滴形的流场已不再相同，造型实用性不强；没有实现“一体化”，气动阻力很大；气流在前端和翼子板处分离后，不能再附着；所以得不到良好的性能。 3、汽车行驶时，除了受到来自地面的力外，还受到其周围气流的气动力和力矩的作用。来自地面的力取决于汽车的总重、滚动阻力和重心位置。气动力和力矩则由行驶速度、车身外形和横摆角决定。 4、什么是气动六分力？如何产生？对汽车动力特性有何影响？ 答：气动六分力分别为：气动阻力、气动升力、纵倾力矩、侧向力、横摆力矩及侧倾力矩。（1）气动阻力：是与汽车运动方向相反的空气力。减小气动阻力就是减小气动阻力系数，气动阻力系数越小，汽车动力特性越好； （2）气动升力及纵倾力矩：由于汽车车身上部和下部气流的流速不同，使车身上部和下部形成压力差，从而产生升力。由于升力而产生绕Y轴的纵倾力矩。侧风作用下的轻型高速汽车，车身前部可能有较大的局部升力，作用于汽车上的升力将减小轮胎对地面的压力，使轮胎附着力和侧偏刚度降低，影响汽车的操纵稳定性。 （3）侧向力及横摆力矩：侧向力和横摆力矩都影响汽车的行驶稳定性，为了保证汽车的行驶稳定性，在减小侧向力的同时，还应使侧向力的作用点即风压中心移向汽车重心之后。（4）侧倾力矩：对汽车左右车轮的重量分配有较大的影响，并且直接影响到汽车的侧倾角。侧倾力矩主要是由车身侧面形状决定的，一般侧面流线形好的汽车，侧倾力矩相对较小。汽车的高度和宽度对侧倾力矩影响很大，一般低而宽的汽车侧倾力矩系数比高而狭长的汽车的侧倾力矩系数小。汽车设计时，应尽量使风压中心接近侧倾轴线。 5、风压中心即侧向力的作用点 6、汽车空气动力学的基本研究方法：实验研究、理论研究、数值计算 7、汽车的最高车速、加速时间和最大爬坡度是评价汽车动力性的主要指标
实验一汽车动力性道路试验 一、实验目的 1、了解汽车动力性能道路试验的要求； 2、掌握汽车动力性能的道路试验方法； 3、能够了解汽车测试仪器的工作原理，掌握仪器的操作规程； 4、能根据试验记录处理和分析试验结果，评价试验车动力性能的优劣。 5、了解GB/T12534 汽车道路试验方法通则 GB/T12543 汽车加速性能试验方法 GB/T12544 汽车最高车速试验方法 GB/T12547 汽车最低稳定车速试验方法 二、实验仪器设备及要求 1、实验仪器设备 （1）非接触式汽车性能测试仪 型号：AM-2026A 组成：速度传感器、制动传感器和主机。其中主机由8位CPU、EPROM、RAM、键盘、LED显示器、微型打印机及接口电路等组成，配接速度传感器、制动传感器等。速度传感器包括照明灯和探头两部分。 工作原理：以微型电脑为核心部件，配以相应的I/O接口及外设，不需要与路面接触或设置任何测量标准，采用光电空间相关滤波技术，安装在车上的光电路面探测器（即速度传感器）照射路面，把路面图象变换成频率信号，经CPU 分析处理得到汽车在每一时刻的速度，用于汽车动力性、制动性的测试。该速度传感器可克服五轮仪由于接触地面发生滑动、跳动和轮胎气压变化而产生的误差。 测试功能：汽车滑行试验、制动试验（轿车热衰退试验）、最低稳定车速与最高车速的测定、直接档加速和连续换挡加速试验、等速油耗试验、百公里油耗试验、加速油耗试验、多工况油耗试验等。 （2）试验车 （3）DEM6型轻便三杯风向风速表、空盒式大气压表
2、试验要求 （1）车辆条件 ①试验车辆应处于良好状态，如点火系、供油系、制动蹄鼓间隙、车轮轴承紧度、车轮定位、轮胎气压与标准值相差不超过±10kpa等。 ②对于车辆载荷，我国规定动力性试验时汽车为满载，货车内可以按规定载质量均匀放置砂袋；乘用车、客车以及货车驾驶室的乘员可以用重物替代，每位乘员的质量相当于65kg。 ③汽车试验时应具有的正常温度状态为：冷却水温度80～90℃；发动机机油温度60～95℃；变速器及驱动桥齿轮油温度不低于50℃。试验前汽车应通过较高车速的行驶进行预热，以达到上述温度状态。 （2）道路条件 动力性试验的大多数项目应在混凝土或沥青路面的直线段上进行。要求路面平整、干燥、清洁、纵向坡度不大于0.1%，路段长度2～3km，宽度不小于8m，测试路段长度200m。 （3）气候条件 试验应避免在雨雾天进行，气压在99.3～102kpa；气温在0～40℃；风速不大于3m/s；相对湿度小于95%。 三、实验原理 汽车动力性评价指标：加速性能、最高车速和最大爬坡度。 动力性实验可分为道路试验和室内试验两种。本实验的目的是通过道路试验测定汽车在某一固定档位或连续换档从某一较低车速加速到某一较高车速的加速性能以及最低稳定车速。 四、实验内容、方法和步骤 1、实验设备的安装 首先使用螺钉将速度传感器牢靠地安装于安装支架上，再将其安装于被测车辆远离排气口的任意位置，但要满足高度和角度的要求并保证行驶安全可靠。本实验中将其安装于车辆前部进气口位置，照明灯距离地面约600mm，探头前端距离约500mm，光电头侧面的白色刻线应与车辆前进方向严格一致。专用光电
轿车造型与空气动力学 空气阻力 众所周知，车速越快阻力越大，空气阻力与汽车速度的平方成正比。如果空气阻力占汽车行驶阻力的比率很大，会增加汽车燃油消耗量或严重影响汽车的动力性能。据测试，一辆以每小时100公里速度行驶的汽车，发动机输出功率的百分之八十将被用来克服空气阻力，减少空气阻力，就能有效地改善汽车的行驶经济性，因此轿车的设计师是非常重视空气动力学。在介绍轿车性能的文章上经常出现的“空气阻力系数”就是空气动力学的专用名词之一，也是衡量现代轿车性能的参数之一。文档来自于网络搜索 空气阻力系数 汽车在行驶中由于空气阻力的作用，围绕着汽车重心同时产生纵向，侧向和垂直等三个方向的空气动力量，对高速行驶的汽车都会产生不同的影响，其中纵向空气力量是最大的空气阻力，大约占整体空气阻力的百分之八十以上。它的系数值是由风洞测试得出来的，与汽车上的合成气流速度形成的动压力有密切关系。当车身投影尺寸相同，车身外形的不同或车身表面处理的不同而造成空气动压值不同，其空气阻力系数也会不同。由于空气阻力与空气阻力系数成正比关系，现代轿车为了减少空气阻力就必须要考虑降低空气阻力系数。从50年代到70年代初，轿车的空气阻力系数维持在0.4至0.6之间。70年代能源危机后，各国为了进一步节约能源，降低油耗，都致力于降低空气阻力系数，现在的轿车空气阻力系数一般在0.28至0.4之间。文档来自于网络搜索 车身设计与空气动力学
轿车外形设计为了减少空气阻力系数，现代轿车的外形一般用圆滑流畅的曲线去消隐车身上的转折线。前围与侧围、前围、侧围与发动机罩，后围与侧围等地方均采用圆滑过渡，发动机罩向前下倾，车尾后箱盖短而高翘，后冀子板向后收缩，挡风玻璃采用大曲面玻璃，且与车顶园滑过渡，前风窗与水平面的夹角一般在25度－33度之间，侧窗与车身相平，前后灯具、门手把嵌入车体内，车身表面尽量光洁平滑，车底用平整的盖板盖住，降低整车高度等等，这些措施有助于减少空气阻力系数。在80年代初问世的德国奥迪100C型轿车就是最突出的例子，它采用了上述种种措施，其空气阻力系数只有0.3，成为当时商业化轿车外形设计的最佳典范。文档来自于网络搜索 据试验表明，空气阻力系数每降低百分之十，燃油节省百分之七左右。曾有人对两种相同质量，相同尺寸，但具有不同空气阻力系数(分别是0.44和0.25)的轿车进行比较，以每小时88公里的时速行驶了100公里，燃油消耗后者比前者节约了1.7公升。考察轿车车形的发展史，从本世纪初的福特T型箱式车身到30年代中型的甲虫型车身，从甲虫型车身到50年代的船型车身，从船型车身到80年代的楔型车身，直到今天的轿车车身模式，每一种车身外形的出现，都不是某一时期单纯的工业设计的产物，而是伴随着现代空气动力学技术的进步而发展的。空气阻力系数在过去的轿车手册中从未出现过，今天则是介绍轿车的常用术语之一，成为人们十分关注的一种参数了。文档来自于网络搜索 导流板与扰流板 现代轿车的经常时速已达100公里左右，最高时速更达200公里以上，因此轿车的车身设计既要服从空气动力学，要有尽量低的空阻系数，又要采取措施，在车身的前后端安装导流板和扰流板，以保证轿车的行驶安全。文档来自于网络搜索
汽车造型与空气动力学 汽车造型设计 2010-03-28 16:23:52 阅读11 评论0 字号：大中小 前言：受辽宁省自然科学基金的资助，本人正在主持“汽车轻量化虚拟样机关键技术研究”项目，该项目以国内某著名汽车制造有限公司正在设计制造中的汽车为应用对象，包括汽车碰撞安全性、汽车外形的计算流体力学仿真（CFD）、面向日本用户的日系车汽车音响轻量化设计、汽车关键部件轻量化设计等若干 核心子课题。 合作单位包括：大连奥托汽车、日本独资大连阿尔派汽车音响制造有限公司、大连理工大学、一 汽奥迪等。 计算流体力学（CFD）是一门研究液体和气体和它周围的固体如何相互作用的学问：考虑高速气体流过形状复杂的汽车的情况。近年来CFD的发展可以让计算机在计算机中模拟虚拟汽车--而汽车制造商不再只能依靠简单的风洞去了解气流是如何影响汽车的！制造商可以在制造金属部件之前先研究模拟数据，这 会大大节省时间和资金 。 从事此项研究时，所需要学习及应用到的软件：CATIA（或I-DEAS或UG或PRO/E或SOLIDWORKS）、 FLUENT。 汽车的CFD仿真
汽车造型与空气动力学的关系 一、轿车前部 车头造型对气动阻力影响因素很多，主要有：车头边角、车头形状、车头高度、发 动机罩与前风窗造型、前凸起唇及前保险杠的形状与位置、进气口大小、格栅形状等。 "车头边角的影响：车头边角主要是车头上缘边角和横向两侧边角。 "对于非流线型车头，存在一定程度的尖锐边角会产生有利于减少气动阻力的车头负压区。 "车头横向边角倒圆角，也有利于产生减小气动阻力的车头负压区。 "车头形状的影响 "整体弧面车头比车头边角倒圆气动阻力小。 "车头高度的影响 "头缘位置较低的下凸型车头气动阻力系数最小。但不是越低越好，因为低到一定程度后，车头阻 力系数不再变化。 "车头头缘的最大离地间隙越小，则引起的气动升力越小，甚至可以产生负升力。 "车头下缘凸起唇的影响 "增加下缘凸起唇后，气动阻力变小。减小的程度与唇的位置有关。 "发动机罩与前风窗的影响 "发动机罩的三维曲率与斜度。 （ 1 ）曲率：发动机罩的纵向曲率越小（目前大多数采用的纵向曲率为 0.02m -1 ），气动阻力越小；发动机罩的横向曲率均有利于减小气动阻力。 （ 2 ）斜度：发动机罩有适当的斜度（与水平面的夹角）对降低气动阻力有利，但如果斜度进一步 加大对将阻效果不明显。 （ 3 ）发动机罩的长度与轴距之比对气动升力系数影响不大。 "风窗的三维曲率与斜度。 （ 1 ）曲率：风窗玻璃纵向曲率越大越好，但不宜过大，否则导致工艺难实现、视觉视真、刮雨器的刮扫效果。前风窗玻璃的横向曲率均有利于减小气动阻力。
《工程流体力学－汽车空气动力学》复习大纲（答案仅供参考） 1、 汽车空气动力学的发展有哪几个时期？ 基本型时期、流线型时期、最优化时期 2、 汽车空气动力学的研究方法有哪些？ 实验 理论 数值模拟（CFD ） 3、 汽车空气阻力与哪些因素有关？ 式中，CD 称为空气阻力系数；A 称为迎风面积；ρ是空气密度；ur 是相对速度，无风时即为汽车的行驶速度ua （m/s ）。 4、 什么是流体的粘性？流体的粘性与什么有关，怎样变化？ 粘性是指在运动状态下，流体具有抵抗剪切变形的能力。 温度是影响流体粘性的主要因素，液体的粘性随温度的升高而减小，气体的粘性随温度的升高而增大。 5、 什么是音速？什么是马赫数？它们是衡量气体的什么性质的指标？ 音速（a )：微小扰动在某种介质中的传播速率。用来衡量气体的压缩性。音速越大，越不易压缩。 马赫数：用来衡量运动气体的压缩性。 v----气体的运动速度；a---气体的当地音速。 6、 在什么情况下气体可看作不可压缩流体？ Ma 小于0.3时，气体可看作不可压缩流体。 7、 什么是流线？流线有什么性质？ 流线（Streamline ）是某一时刻在流场中画出的一条空间曲线，在该时刻，曲线上的所有质点的速度矢量均与这条曲线相切。 流线的几点性质 ? 1. 流线簇的疏密程度反映了该时刻流场中各点速度的变化。 ? 2. 对于恒定流，流线的形状和位置不随时间而变化。 ? 3. 恒定流时，流线和迹线重合。 ? 4. 一般情况下，流线不能相交，不能折转，只能是一条光滑曲线。 8、 什么是层流？什么是紊流？ 层流（Laminar Flow ）：各流层质点互不掺混，分层有规则的流动状态。 紊流（Turbulent Flow ）：质点运动轨迹极不规则，各流层质点剧烈掺混。 9、 什么是不可压缩一元流连续方程？有什么物理意义？ 221r D w u A C F ρ?=a v Ma =
基于底盘测功机的汽车性能实验指导书 交通与汽车工程学院整车性能实验室 2005年3月
一、实验设备及其技术指标 1、汽车底盘测功机 型号：DCG-10G 主要技术指标：允许轴荷：10t 最大吸收功率：160kw 最大吸收驱动力：960daN(45km/h) 最高车速：120km/h 2、称重仪 型号：DS-425 主要技术指标：检定分度值：1g 最大秤量：15kg 二、汽车底盘测功机的功能 底盘测功机是模拟汽车在道路上行驶时受到的阻力，测量其驱动轮输出功率以及加速、滑行等性能的设备。配有汽车燃料消耗量检测装置（称重仪或油耗仪）还可测量汽车燃料消耗量。主要功能有： 1、检验汽车动力性能： 1) 检验汽车驱动轮输出功率 2) 检验汽车滑行性能 3) 检验汽车加速性能 2、检验汽车经济性能 三、汽车底盘测功机的基本结构及工作原理 汽车底盘测功机是一种不解体检验汽车性能的检测设备，它是通过在室内台架上汽车模拟道路行驶工况的方法来检测汽车的动力性，而且还可以测量多工况排放指标及油耗。同时能方便地进行
汽车的加载调试和诊断汽车在负载条件下出现的故障等。由于汽车底盘测功机在试验时能通过控制试验条件，使周围环境影响减至最小，同时通过功率吸收加载装置来模拟道路行驶阻力，控制行驶状况，故能进行符合实际的复杂循环试验，因而得到广泛应用。 1、基本结构 汽车底盘测功机主要由道路模拟系统、数据采集与控制系统、安全保障系统及引导系统等构成。如下图所示： 2、工作原理 汽车在道路上运行过程中存在着运动惯性、行驶阻力，要在试验台上模拟汽车道路运行工况，首先要解决模拟汽车整车的运动惯性和行驶阻力问题，这样才能用台架测试汽车运行状况的动态性能。为此，在试验台上利用惯性飞轮的转动惯量来模拟汽车旋转体的转动惯量及汽车直线运动质量的惯量，采用电磁离合器自动或手动切换飞轮的组合，在允许的误差范围内满足汽车的惯量模拟。至于汽车在运行过程中所受的空气阻力、非驱动轮的滚动阻力及爬坡阻力等，则采用功率吸收加载装置来模拟。路面模拟是通过滚筒来实现的，即以滚筒的表面取代路面，滚筒的表面相对于汽车作旋转运动。通过控制系统可对加载装置及惯性模拟系统进行自动或手动控制，以实现对车辆的动力性如加速性能、汽车底盘输出功率、底盘输出最大驱动力、滑行性能等项目的检测。同时如配备油
研究性学习论文 小组成员： 班级：机电1011 指导教师：卢梅
汽车车身的空气动力学应用 摘要：汽车在行驶中由于空气阻力的作用，围绕着汽车重心同时产生纵向，侧向和垂直等三个方向的空气动力量，对高速行驶的汽车都会产生不同的影响。因此轿车的车身设计既要服从空气动力学，要有尽量低的空阻系数，降低发动机的输出负担，又要采取措施，降低诱导阻力，以保证轿车的行驶安全。 关键词：空气动力学，车身外形设计，导流板，扰流板 背景：迄今为止，汽车的发展已经过了112年，无论是汽车的速度，还是汽车的配置，或者是汽车的造型多有了长足的发展。随着汽车速度的提高，空气阻力成为汽车前进的最大障碍。在此因素下，汽车造型经历了马车型汽车,箱型汽车,甲壳虫型汽车,船型汽车,鱼型汽车以及楔型汽车等六个阶段的演变，从而越来越符合空气动力学的要求，越来越符合人们的审美观。在这一发展历程，也可看做是人们对空气动力学的认识及应用过程。 1934年，流体力学研究中心的雷依教授，采用模型汽车在风洞中试验的方法测量了各种车身的空气阻力，这是具有历史意义的试验。它标志着人们开始运用流体力学原理研究汽车车身的造型。1937年，德国设计天才费尔南德·保时捷开始设计类似甲壳虫外形的汽车。它是第一代大量销售的空气动力学产物的汽车。1949年福特公司推出了福特V8汽车,这种车型改变了以往汽车造型模式、使前翼子板和发动机罩,后翼子板和行李舱溶于一体,大灯和散热器罩也形成整体,车身两侧是一个平滑的面,驾驶室位于中部,整个造型很象一只小船,因此,我们把这类车称为“船型汽车”。船形汽车不论从外形上还是从性能上来看都优于甲壳虫形汽车，并且还较好地解决了甲壳虫形汽车对横风不稳定的问题。船型汽车尾部过分向后伸出,形成阶梯状,在高速行驶时会产生较强的涡流,为了克服这一缺点,人们把船型车的后窗玻璃逐渐倾斜,倾斜的极限即成为斜背式。由于这个背部很象鱼的背脊,所以这类车称为“鱼型汽车”。“鱼”型虽然解决了涡流的困难，但也引起了一些空气动力学缺陷。是当汽车高速行驶时汽车的升力会比较大。鉴于鱼形汽车的缺点，设计师在鱼形汽车的尾部安上了一个上翘的“鸭尾巴”以此来克服一部分空气的升力，这便是“鱼形鸭尾式”车型。这是最早为克服气动升力而做的空气动力学设计。为了从根本上解决鱼型车的升力问题,科学家们设想了种种方案,最后终于找到了一种楔型造型。就是将车身整体向前下方倾斜,车身后部像刀切一样平直，这种造型有效地克服了升力。目前,各种身价过百万元的超级跑车设计都基本上采用楔型。各大车厂也都开发带有楔型效果的小客车，如两厢式旅行车,子弹头面包车等形式的轿车。在此基础上，增加扰流板等装置，进一步解决了空气升力的问题。 正文： 汽车气动阻力分析： 从种类上分，汽车气动阻力由形状阻力、干扰阻力、摩擦阻力、诱导阻力和内部阻力五部分迭加构成。 形状阻力：由于气流分离现象。在汽车后面形成尾流区，前后气流压力不相等，从而形成压差阻 力。压差阻力的大小是由车身外部形状决定的，所以一般称为形状阻力。它约占空气阻力的58％，是气动阻力的主要部分。 干扰阻力：车身表面凸起物、凹槽和车轮等局部影响气流流动，从而引起空气阻力，约占14％。
目录 前言 (1) 汽车空气动力学的研究现状 (2) 一、汽车空气动力学研究的国内外发展情况 (2) 二、汽车空气动力学的研究方法 (3) (1)基础理论 (3) (2)风洞试验 (3) (3)数值仿真 (3) (4)CAE技术平台 (6) 三、改善汽车空气动力学性能的措施 (7) 四、空气动力学的研究前沿 (9) 总结 (12) 参考文献 (13)
前言 汽车空气动力学主要是应用流体力学的知识，研究汽车行驶时，即与空气产生相对运动时，汽车周围的空气流动情况和空气对汽车的作用力(称为空气动力)，以及汽车的各种外部形状对空气流动和空气动力的影响。 自从世界上有了第一辆汽车以后，德国就在航空风洞中进行了车身外形实验研究。后来德国人贾莱·克兰柏勒提出前圆后尖的水滴状最小空气阻力造型设计方案，从而找到了解决形状阻力的途径。美国人W．Elay于1934年用风洞测量了各种车身模型的空气阻力系数。法国人J．Andreau则提出了汽车表面压差阻力的概念，并研究了侧风稳定性。2O世纪40年代，另一位法国人L．Romani对诱导阻力进行了研究。6O年代初，英国人white通过风洞实验提出了估算空气阻力系数的方法。到7O年代，汽车空气动力学才真正成为一门独立学科。我国是在8O年代才较为系统地研究汽车空气动力学的。 目前世界上许多公司都在汽车空气动力学研究方面进行探索与竞争，并且大都实力雄厚、各有建树。美国几乎各大汽车公司都有自己的飞机制造子公司。通用有休斯飞机公司，克莱斯勒有湾流公司。苏联的伏尔加有一个27m2的风洞，最高风速1 20km／h。法国雷诺已经开展了计算机空气动力学的研究。西德大众最近也购得CDCgo00型计算机，其目的之一可能就是汽车空气动力学的摸拟。现在世界上计算空气动力学一流水平当属美国NASA。NASA在飞行器计算空气动力学方面拥有一流的学术、研究和应用水平,并且在不断更新其巨型机。许多高超音速空气动力试验无法进行，就用计算机进行摸拟。 我国汽车工业由于近年来开始生产轿车才开始了汽车空气动力学的研究。当前的主要任务应该是抓住太好时机，建立起我国自已的汽车空气动力学研究，试验、设计的综合系统，争取国家及有关高等院校科研单位的支持，建立相应的开放实验室，争取第一流的专家及广泛的国际交流。开放实验室主要进行汽车空气动力学的计算机摸拟、外形的空气动力学优化设计及相关的并行软、硬件，计算数学的研究。其中轿车的空气动力学摸拟与优化必将太大加快新车型的开发速度，以提高产品在世界市场的竞争力，并为我国产品参与世界市场竞争创造一个开放的高水乎研究环境。在空气动力学的研究、应用的世界范围的角逐中，不断提高水平、提高素质。
GB/T 19055-2003 前言 本标准与GB/T 18297-2001《汽车发动机性能试验方法》属于同一系列标准，系汽车发动机试验方法的重要组成部分。 本标准自实施之日起，代替QC/T 525-1999。 本标准的附录A为规范性附录。 本标准由中国汽车工业协会提出。 本标准由全国汽车标准化技术委员会归口。 本标准起草单位：东风汽车工程研究院。 本标准主要起草人：方达淳、吴新潮、饶如麟、鲍东辉、周明彪。 引言 本标准系在JBn 3744-84即QC/T 525-1999《汽车发动机可靠性试验方法》长期使用经验的基础上参考国外的先进技术，制定了本标准。 本标准对QC/T 525-1999的重大技术修改如下： ——拓展了标准适用范围，不仅适用于燃用汽、柴油的发动机，还适用于燃用天然气、液化石油气和醇类等燃料的发动机； ——修改了可靠性试验规范，对最大总质量小于3.5t的汽车用发动机采用更接近使用工况的交变负荷试验规范；对最大总质量在3.5t～12t之间的汽车用发动机采用混合负荷试验规范，以改进润滑状态；冷热冲击试验过去仅在压燃机上进行，现扩展到点燃机，并增加了“停车”工况，使零部件承受的温度变化率加大； ——修改了全负荷时最大活塞漏气量的限值，首次推出适用于不同转速范围的非增压机、增压机、增压中冷机的限值计算公式，使评定更为合理； ——为使汽车发动机满足国家排放标准对颗粒排放物限值的要求，修改了额定转速全负荷时机油/燃料消耗比的限值(由原来1.8%改为0.3%)； ——增加“试验结果的整理”的内容，并单独列为一事，要求对整机性能稳定性、零部件损坏和磨损等进行更为规范和详尽的评定； ——增加“试验报告”的内容，并单独列为一章，明确试验报告主要内容，使试验报告更为规范。 ——增加了附录A《汽车发动机可靠性评定方法》，使评定更为准确和全面， ——鉴于汽车发动机排放污染物必须满足国家排放标准的要求，在认证时按排放标准进行专项考核，故本标准不再涉及。 汽车发动机可靠性试验方法 1 范围 本标准规定厂汽车发动机在台架上整机的一般可靠性试验方法，具中包括负荷试验规范(如交变负荷、混合负荷和全速全负荷)、冷热冲击试验规范及可靠性评定方法。 本标准适用于乘用车、商用车的水冷发动机，不适用于摩托车及拖拉机用发动机。该类发动机属往复式、转子式，不含自由活塞式。其中包括点燃机及压燃机；二冲程机及四冲程机；非增压机及增压机(机械